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创新生产方法:宝马集团生产中的数字化、人体工程学和可持续科技

⁻ 始终如一地贯彻执行数字化战略 ⁻ 慕尼黑工厂的“外骨骼”试点项目 ⁻ ProGlove:嵌入激光扫描装置的智能手套 ⁻ 关注可持续发展目标

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  • 始终如一地贯彻执行数字化战略
  • 慕尼黑工厂的外骨骼试点项目
  • ProGlove:嵌入激光扫描装置的智能手套
  • 关注可持续发展目标

 

(慕尼黑/北京)通过数字化、人体工程学和可持续性等方面的创新科技的应用,宝马集团不断发展其生产网络。这些创新为生产带来了许多新的可能性。宝马集团的目标是让生产系统中的流程更加稳定、高效、灵活,并进一步优化生产质量。

 

宝马集团负责生产的董事齐普策先生表示:数字化科技在生产领域的应用,有助于我们提高产品质量,并打造出现代化的工作环境。数字化的发展让我们的员工在许多领域都受益良多,比如减轻工人负担,帮助他们处理复杂的任务。我们在不断提升工作岗位的人体工程学设计,高度重视可持续生产。

 

在数字化生产方面,宝马集团优先选出四个充满发展潜力的领域:

 

数字化和数据分析。自动化数据分析的使用提高了宝马集团生产流程的安全性,从而在质量和效率管理方面取得了重大进步。优化工厂生产流程的众多细节,便可以在整体流程上取得重大进展。通过分析标准流程曲线,我们可以及早发现并纠正数据偏差,而无需中断生产过程。智能规划和控制系统的应用不仅提高了生产的安全性,同时还帮助工人处理复杂的程序。

 

其中,对螺钉接合过程的曲线分析就是一个很好的案例。该分析对螺钉接合的稳定标准流程数据进行了自动组织和研究。任何不符合流程标准的情况会立即被识别出来,并启动具体的修正程序。这种基本方法可以被扩展到许多不同的情况。

 

电子数据还可以用来记录实际的工厂三维结构。相较于传统的二维人工测量方式,数字化方法具有显著的优势,显著提高生产规划和控制的效率。举例来说:使用特殊的三维扫描仪和高分辨率的照相机,只花了一个周末就能完成对英国古德伍德的劳斯莱斯工厂的测量,精确到数毫米之间。古德伍德工厂从而成为了第一个完成了三维图像扫描的工厂;日后进行生产设施调整时可用来进行规划,无需再费力地进行CAD建模和人工测量。与传统的二维图不同,现在可以直观地模拟和评估任何空间变化。数字化科技提供了精确、全面并可以不断更新的数据库,可用于快速、灵活地调整生产。

 

另一个应用数字化分析科技的例子是增强现实应用软件。与车内的平视显示系统类似,该应用通过价格相对低廉的高性能平板电脑,将虚拟数据叠加在真实环境之上。在生产中,工人可以看到正在进行的生产步骤或组件的相关数据和信息。该科技可以通过显示三维几何结构测量某个工作对象,并对其进行误差测定。工人可通过查看平板电脑上的显示,确定生产的部件是否与目标参数一致,从而及早发现产品质量问题或缺陷,并及时补救。宝马集团已经在早期的概念验证阶段和初始采样过程(包括供应商工具验收)中运用了这些增强现实应用程序。

 

智能物流。通过智能的数据科技,可以实时定位货物在全球物流链中的确切位置。如果在运输途中出现问题,相关单位将收到一条系统消息,并能立即得到响应。智能物流科技提高了宝马集团国际供应网络的透明度,并优化了供应链。

 

在生产物流数字化和自动化方面,智能运输机器人是宝马集团的一个重要里程碑。

 

机器人带有无线电发射器并配备数字地图,可自主地穿梭于物流大厅。在传感器的辅助下,它能够识别危急情况并做出回应,与工作人员及其他车辆并线工作。对于宝马集团而言,针对公司供应物流和生产供应要求设计运输机器人是一项重要任务。除了针对运输集装箱定制的机器人尺寸以外,运输车辆还配有电量充足的蓄电池——开发人员运用了从BMW i车辆中获得的经验:未来,从BMW i3回收而来的蓄电池将被持续重复利用。这一创新项目对于提高供应链的灵活性做出了重要贡献,物流供应必须快速、灵活地适应不断变化的物流和生产需求。

 

创新自动化。创新自动化科技和智能工具能够直接帮助工人完成日常生产任务,并简化复杂的程序。

 

专门开发的轻型机器人可以在不设任何安全防护的情况下与工人并肩工作;高负荷、不符合人机工程学的工作现在可以由机器人自动完成。机器人可以确保自始至终都保持同样的高质量标准,尤其适合处理重复和繁琐的工作。早在2013年,宝马集团就开始使用轻型机器人完成各种任务,如使用精确稳定的压力安装车门内的隔音材料,或给风挡玻璃涂粘合剂。

 

在质量保证方面,轻型机器人被用作灵活的质量门槛。它们都配备集成光源的可变焦高清摄像头。机器人手臂上安装单个摄像头的系统,正在取代之前由多个相机和一个较大的保护壳组成的固定相机系统。机器人可以检查零部件的完整度和安装情况,并能强化装配中的流程规划。

 

另一个可以进一步改进人机配合的方法是,通过在装配过程中采用手势控制的轻型机器人;目前,宝马集团正在进行这类科技的测试工作。其工作原理如下:通过人性化的交互方式,让工人对机器人进行控制,以创造更自然的人机工作环境。除了由工人进行手势控制之外,机器人还可以通过直观的声音和视觉提示报告自身状态。这种自动化科技的使用旨在建立一个人机混合装配生产系统,利用各自优势的配合,实现超高效率。

 

增材制造 也即 3D 打印 1991年开始,增材制造方法就已经在宝马集团内起到了重要作用。目前,该科技被包含在3D打印这一概念下并为人所熟知,是未来的关键生产方法之一。

 

如今,增材制造在宝马集团许多不同领域中得到了广泛应用。在零部件生产中,增材科技带来很大自由度;该方式不仅生产迅速,而且生产的零部件质量水平相当高。宝马认为该科技未来潜力巨大,无论是在量产中还是在新产品——如个性化车辆部件或备件供应。未来,客户将可以根据个人喜好制作车辆部件。

 

2014年中期,宝马集团通过3D打印,制造出一款人机工程学车辆装配工具,让工人在执行特定装配任务时可减少拇指关节受力。每一个辅助指套都根据每位工人的手掌形状和尺寸而量身定制,是一个独一无二的整体。宝马集团在公司内部通过增材制造,生产这些类似于矫形器的装配工具。

 

 

人体工程学创新科技在工作场所的应用

 

目前,宝马集团正在慕尼黑工厂的装配区测试一款隐形椅子。这种人体“外骨骼”就像一把椅子一样,不仅改善工人工作姿势,而且在必须弯腰或采用其他不健康姿势执行装配任务时,可帮助减轻工人的身体负担。通过该装置的支撑,长时间的站立工作可以转变为轻松的坐姿,使工作条件更舒适、灵活。

 

“隐形椅子由绑在工人双腿和躯干上的灵活夹板组成,这些夹板可以在不同位置锁定。

 

除了隐形椅子之外,宝马集团还正在生产中试用ProGlove智能手套。这些便携式扫描仪可直接固定到工人的手套上,帮助工人省去不必要的移动。采用该装置后,由于部件扫描不再是生产流程中的单独步骤,因此可以改进和加快某些生产流程,从而进行了工序改良,加强人体工程学。

 

除了ProGlove专业手套、隐形椅子和3D打印装配工具以外,宝马集团在生产中还使用了支持人体工程学的工作服。专门开发的工作服设计可以防止肌肉收缩,并辅助执行指定动作,从而让工人更舒适地处理工作任务,创建一个现代化的工作环境。

 

严格执行可持续发展目标

 

宝马集团长期致力于成为最可持续的个人交通出行供应商。为此,公司在投资决策中就已经在考虑环保因素,并通过监督关键环境参数,保证其远大目标的执行。

 

去年在慕尼黑工厂投入使用的电动卡车就是一个很好的范例。这款全电动卡车负责公共道路交通中的物料运输。由于采用可再生能源充电的电动驱动系统,这台重达40吨的卡车所造成的颗粒物污染接近于零。

 

 

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-完-

 

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宝马集团

宝马集团是全世界最成功的汽车和摩托车制造商之一,旗下拥有BMW、MINI和Rolls-Royce三大品牌;同时提供汽车金融和高档出行服务。作为一家全球性公司,宝马集团在14个国家拥有30家生产和组装厂,销售网络遍及140多个国家和地区。

 

2015年,宝马集团在全球共售出约224.7万辆汽车和近13.7万辆摩托车。2015财年税前利润约92.2亿欧元,营收达921.8亿欧元。截至2015年12月31日,宝马集团的员工总数达到122,244人。

 

宝马集团的成功总是以前瞻未来和承担责任为基石。因此,宝马集团在整个价值链中贯彻生态和社会的可持续性发展策略,全面的产品责任以及明确的节能承诺已成为宝马集团长期战略的重要内容。

 

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