211service.com
Audi driver innovation på verkstadsgolvet
Först är jag orolig för att komma in i laserkammaren. Dess 13-kilowatt-dioder avfyrar explosioner av energi som är tillräckligt kraftfulla för att smälta metall. För tillfället är de redo att förena tak- och väggramen på en Audi A3 sedan. Men ingenjören vid Audis fabrik i Ingolstadt, Tyskland, insisterar på att jag på nära håll ska se den osynliga laserlödda sömmen på väg att göras, inklusive en liten böj, bara fem millimeter runt, som förhindrar att bilens kaross korroderar när den utsätts för väder och vind. .
Skalet på bilen sitter i mitten av kammaren och är omgivet av robotarmar, varav en siktar på vad som ser ut som en lödkolv. Laserlödningsprocessen, som mycket annat på det 540 000 kvadratmeter stora fabriksgolvet, är automatiserad och säkrad bakom barriärer eller i en stängd kammare. Senare, när jag ser folk inne i fabriken, tenderar de att trampa nerför de långa, fläckfria korridorerna på röda cyklar.
Hubert Hartmann, chef för A3 karosseriverkstaden i Ingolstadt, kallar det det modernaste fabriksgolvet i sitt slag. Det är som en schweizisk klocka, med samma precisionsnivå, säger han när maskiner surrar i närheten med förprogrammerad exakthet. Medan de flesta bilfabriker använder robotar för svetsning och andra farliga uppgifter, kombinerar Audi en hög nivå av automatisering med en mängd andra avancerade tillverkningsteknologier, inklusive lågeffektlasrar som drivs av optiska sensorer; innovativ kombinerad limning och svetsning, vilket sparar både produktionstid och bilvikt; och regenerativ bromsning i hiss- och transportsystem för att minska energikostnaderna.
Trots relativt höga löner, långa semestrar och starka arbetslagar och regleringar är Tyskland fortfarande en global ledare inom många tillverkningssektorer. Förra året hjälpte fordons- och industriexporten landet till ett rekordstort handelsöverskott på 198,9 miljarder euro (269 miljarder dollar). En anledning: automatisering. Samtida tysk biltillverkning utnyttjar avancerad tillverkningsteknik för att öka produktiviteten och vinsten. Till följd av detta har sysselsättningen i tillverkningsindustrin minskat. Mellan 1970 och 2012 sjönk andelen tysk sysselsättning inom tillverkning med hälften, till cirka 20 procent (nästan dubbelt så mycket som USA:s andel).
På Audis A3-karosseriverkstad i Ingolstadt är robotarna ungefär lika många som de 800 anställda. De gör det mesta av de tunga lyften, såväl som potentiellt farlig punktsvetsning och limning, och tråkiga repetitiva tester. För Bernd Mlekusch, chef för teknikutvecklingsproduktion på Audi, inkluderar fördelarna med automatisering mycket högre produktivitet och minskad efterfrågan på outbildade arbetare. Samtidigt behövs det i allt högre grad arbetare med mer utbildning och större specialisering, säger han. Tyska bilarbetare, och tyska tillverkningsarbetare i allmänhet, får redan betydligt mer betalt än sina amerikanska motsvarigheter.
Audis Hubert Hartmann kallar det det modernaste fabriksgolvet i sitt slag: Det är som en schweizisk klocka, med samma precisionsnivå.
INTA- och grupprammaskinerna på Audi exemplifierar övergången till automatisering. INTA, eller Ingolstadt automatiserad odling , är en helautomatisk dörrmonteringsprocess som använder en rad sensorer, robotarmar och hissar. När en A3-kaross sänks ner på plats, avgör en sensor vilken version av bilen – två- eller fyradörrars – som kommer efter linjen. En uppsättning robotarmar passar sedan gångjärn på kroppen medan ett annat set plockar ut rätt dörrar och förbereder sig för att montera dem på gångjärnen. Fram till 2012 gjordes det manuellt, säger Carsten Fischer, som ansvarar för tilläggsdelar, som dörrar, på anläggningen.
Gruppinramaren, som gör sitt arbete mitt i kroppssammansättningsprocessen, är mindre balett och mer modig. Den fäster de stora strukturerna, som sidoväggsramarna, för att bygga vad vi alla skulle känna igen som en bils kaross. På några sekunder görs ungefär 80 punktsvetsar av nio robotarmar som rör sig i och runt en 18-tons metallanordning som håller ihop de olika delarna. Gruppframaren gör detta utan mänsklig inblandning och kan, på grund av användningen av sensorer och komponenter som justeras automatiskt, växla mellan så många som tre olika bilmodeller i farten när de kommer fram.
Audi samarbetar med KUKA, en ledande industrirobottillverkare baserad 84 kilometer bort i Augsburg, som i sin tur arbetar med Fraunhofer Society, en grupp på över 60 tillämpade forskningsinstitut, gemensamt finansierade av industrin och regeringen, vars mål är att underlätta sorts framåtblickande forskning som ett litet eller medelstort företag kanske inte kan finansiera på egen hand. Innovationerna som kommer ut ur Fraunhofers projekt filtrerar tillbaka genom hela branschen, och experter lovar detta nätverk av små och stora företag och offentlig-privata forskargrupper för att hjälpa tysk tillverkning att blomstra i en tid av intensiv global konkurrens.
Relationerna stimulerar innovation men, viktigare, hjälper också till att stärka standarder som är nödvändiga för att dessa innovationer ska bli allmänt antagna, förklarar Andreas Müller, som hanterar RFID-teknik på Bosch, ett annat företag som är involverat i automatisering av fabriker.
Ett projekt Bosch arbetar med är ett tyskt regeringsinitiativ för att använda sensorer och mjukvara för att skapa ännu smartare fabriker. Tanken är att ta automatiseringen i individuella processer på en plats som Audis fabrik och utöka den så att varje fraktlåda, komponent och tillverkningsstation kommer att logga och dela data, säger Müller. Dagens högautomatiserade fabriker delar data huvudsakligen inom en enda process eller på en enda fabriksvåning – t.ex. mellan en maskin som skannar en bil för att bestämma dess kroppstyp och en andra maskin som väljer ett verktyg av rätt storlek för den kroppstypen. Regeringssatsningen syftar till att gå mycket längre.
Visionen är att data från varje steg i produktionen inte bara kommer att passera från en verkstad till en annan inom ett företag – som från Audis karosseri till dess färgverkstad – utan kommer så småningom att passera mellan olika partnerföretag, vilket optimerar produktionsprocessen utan mänsklig insats. genom att ändra hastigheter, förutsäga vilka komponenter som sannolikt har skadats under transport eller verktyg, ändra ordningsföljden som artiklarna byggs i och beställa om delar från leverantörer.
Audis bilar är naturligtvis inte helt byggda av datorer och robotar. När jag passerar ett område där människor fäster stänkskärmar, bakskärmar och några andra delar, förklarar en av ingenjörerna som ledsagade mitt besök att vissa stadier av fysisk produktion fortfarande är arbetsintensiva, oavsett om delarnas storlek eller placering involverade eller behovet av att utföra vissa uppgifter med en precision som robotar för närvarande inte kan uppnå.
Hittills kan robotarna inte utföra dessa specialiserade jobb, förklarar ingenjören, men, tillägger han, vi jobbar på det.