宝马汽车制造:数字化工厂理念开辟新天地
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  作为工厂连续优化生产工艺的重要组成部分,宝马汽车公司把握住了工业数字化(工业4.0)的重大机遇。对于汽车制造厂商而言,随着革新型且以人为本的生产系统的不断进步,数字化理念打开了一片崭新天地。

  数字化的深入发展,使得生产系统释放出巨大潜力,让汽车制造厂商能够针对消费者的需求,做出及时准确的响应,提高了整个生产线的灵活性。宝马公司最优先考虑的事项为生产阶段的可靠流程以及高品质,数字化技术可以帮助其满足这样的标准。从长远角度来看,数字化理念能够加速车间工作环境的现代化进程,为加工流程开辟了新的方式且大幅度提高了效率,给工作人员持续不断地带来好处。相比于现阶段,将来车间工作人员不仅是单纯的劳动者,更是汽车产品的创造者。另外,未来的工人从事的高强度体力劳动将明显减少。具体描述数字化,宝马公司集中在生产阶段的六个核心领域。

  相互关联的辅助系统。智能化工具能够直接帮助员工执行生产任务,并且最大程度上简化复杂工艺。在一项试点项目中,宝马公司的慕尼黑和莱比锡工厂测试了智能手表,当流水线上正在接近的车辆有特殊配置要求时,自动提醒装配工人。手表显示器发出光亮,震动警报也会被激活,告知工人下一个工艺流程需要注意什么,例如安装螺丝的数量存在差异。

  革新型机器人系统。作为降低工人工作强度的一种方法,很多耗体力的非人类工程学任务可以用机器人系统来处理。轻量化的自动化机械在无需任何防护栅的条件下,就可以与人类一同工作;机器人的应用能够自始至终保证相同的高质量等级,特别是那些不断重复的乏味工作。早在2013年,宝马汽车公司就开始使用轻量化机器人来完成各种各样的生产工作,例如以精确且稳定的高压方式,把隔音材料安装到车门内部;喷涂挡风玻璃粘合剂等。轻量化机器人已经整合到了斯帕坦堡、雷根斯堡、丁格尔芬、莱比锡工厂的批量生产线中。

  模拟仿真和工厂数字化。数字资料的使用有助于大幅度提高生产过程的效能,工厂的三维数字记录相比于传统二维人工标准有着显著优势。举例来说,通过特殊的三维扫描仪和高分辨率数码照相机,劳斯莱斯的英国古德伍德工厂仅需周末两天就能完成测量工作,而且测量精度可以达到2毫米级别。该工厂因规划目的已经建立了三维生产设备数据库,真实结构的计算机辅助重构图纸不再需要,耗时费力的现场人工纪录方式被淘汰。与传统的二维规划不同,工厂有了任何空间变动,三维数字记录都能够直接模拟和评估。数字化提供了精准、全面、最新的数据库,以便快速灵活地适应生产需求。

  规划与控制系统。自动化数据分析使得生产质量和效能取得了重大进步,特别是工厂零部件供给流程和元器件生产过程,网络化数据能够保障商品流动纪录的透明度,甚至可以提供部件质量的具体信息。在宝马丁格尔芬和兰茨胡特工厂数据矩阵编码用于识别和记录7系碳纤维部件的整个生产过程。除此之外,摄像头可识别的条形码也能够储存生产链信息。

  智能化物流体系。对于大规模生产而言,智能化数据技术提供整条供应链的实时信息。中转过程中一旦出现问题,各自的零部件供应单元立刻予以回应。这种响应式功能提高了宝马全球供应网络的透明度,并优化了供应链的构架。

  先进分析方法。自动化数据分析增加了宝马工厂的生产流程安全性,各种各样的精密测量集合在一起,帮助工厂制定出最优的生产过程。举例来说,在标准工艺曲线被分析的时候,与整个流程相关联的单独螺丝钉数据将直接得到构建和评估,与标准值之间的偏差获得直接修正,防止加工过程中一些不必要的扰动发生。宝马工厂广泛应用了这种技术,生产效能和产品质量得到显著提高。

  数字化蕴含着巨大的潜力,把生产系统推向了一个更高高度。但并不是任何技术可行的事物都有推广的价值,出发点还是要考虑其能为制造厂商带来哪些好处,数字化相比于人类工人的优势是应该重点关注的。工业4.0是指适用于可持续生产的智能化能量数据管理,2014年11月宝马公司在一个生产工厂引入了智能化能量管理数据系统(iEMDS)。该系统是基于智能仪表打造,可以不间断地测量生产设备和机器人的能量消耗,并把相关数据上传到公司中心大数据网络。

  通过这些智能仪表,导致过度消耗的那些偏差值将被提前识别出来。更重要的是,分析数据还能够帮助阻止一些即将发生的破坏,预防个别生产设备和机器人损毁,从而确保了车辆生产所需的一流品质。智能化能量管理数据系统是宝马公司工业4.0生产理念的组成部分,相关研发获得了欧洲地区发展基金(ERDF)的扶持。宝马公司在斯帕坦堡、莱比锡、雷根斯堡、慕尼黑和兰茨胡特工厂应用了智能化能量管理数据系统,并计划未来推广到全球生产网络中,总共涉及14个国家的30个工厂。宝马公司的目标是,相比于2006年,到2020年生产每辆车的能量消耗量至少降低45%,而在2013年能量消耗就已经下降了31%。得益于先进的能量管理系统,全球范围内的生产用能量节省比例预期达到每年7%。

  智能化能量数据管理是宝马公司可持续发展战略的不可分割部分,对环境友好型汽车生产技术的发展有着不可磨灭的贡献。智能化能量管理数据传送到位于慕尼黑的宝马信息技术大数据中心进行纪录和分析,绝大部分数据都是汽车相关信息,例如来自多达80个控制单元的软件程序和诊断数据;其中最重要的是一些生产相关数据,像车辆制造完成下线的时间地点数据,以及整个生产流程耗时等。

  工业4.0的理念现在受到了广泛讨论,宝马汽车公司顺应时代潮流,也引入了该生产理念。但是工业4.0并不代表宝马公司将完全摒弃人类生产,也并不表明自动化程度一定会增高,而更多说明了宝马希望合理应用创新技术的想法,以便为车间工人和生产规划提供最理想的支持。

  除了智能化数据管理,复杂的人机系统也能够明显提高工作效率。随着数字化虚拟世界和真实世界逐渐融合到一起,浮现出很多新的机遇,人们在宝马公司全球生产网络下的合作将更加高效。移动辅助系统未来可以为生产工人提供更多的技术支持。所有创新技术共同发挥作用,技术可行性不再是关注重点,生产技术的优势是否能真正让消费者受益才是核心所在。

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