工業 4.0 讓製程越來越聰明

第四次工業命正逐漸加快腳步。全面聯網的「智能工廠」基礎已然齊備

未來早已成為現在式:數位轉型正在改變我們的產品與其生產方式。模組化對應,Mercedes-Benz 正試圖串起整個汽車價值鏈 – 從設計、製造到銷售和服務。第四次工業命正逐漸加快腳步。全面聯網的「智能工廠」基礎已然齊備。

數位化、機器人、人工智慧 – 就連現在還是感覺像科幻小說而不像是施瓦本製造廠區。如今,這些發展正徹底顛覆工業製造。Mercedes-Benz 理解「工業 4.0」在於整體價值鏈的數位化。實體和數位流程正逐漸緊密交織。其中也包括與客戶的串聯:客戶的需求和要求依然會是公司整體營運的指導原則。

「對於 Daimler 的我們來說,毫無疑問數位轉型將導致汽車產業的徹底改變。對於我們研發、規劃和製造汽車的方式也一樣。此外也與我們和客戶聯繫的方式大有關聯。更重要的,我們也將能在自家產品上體驗到數位轉型。」

Mercedes-Benz 汽車董事會成員,生產和供應鏈主管 Markus Schäfer

創新解決辦法實驗室

未來想要繼續讓客戶驚豔的人,不只要提供出色的產品。更重要的是快速、具彈性且專屬的解決辦法。就連今日,也幾乎沒有兩輛完全相同的 S-Class 步下辛德菲根組裝線。動力單元版本的多樣性也日漸增加。要如何有效率地解決如此複雜的任務?未來的製造將是人類、機械和工業製程的智慧串聯。這些領域都聚焦於 Mercedes-Benz 的一大願景:智能工廠。

Mercedes-Benz 遵循智能工廠的五大目標:

更大的彈性

智能工廠能讓生產更迅速地因應全球市場變波動和改變,更能滿足個別客戶要求。數位生產也能讓生產越趨複雜的產品更容易。

更高的效率

有效運用能源、廠房或物料庫存等資源是一項具有決定性的競爭因素;全面數位化的流程鏈代表持續的存貨控管:隨時隨地都能辨識組件。從任何地點都能控管製造設施。

更快的速度

彈性的生產流程,既有生產設施的簡化改造以及新設施的設置都有助於實現更簡易、更有效率的製程。如此便允許更短的創新循環,而產品創新也能在更短的時間 (上市時間) 內轉換至更多車系上。

迷人的工作環境

人機之間的積極互動,此外運用全新操作介面也將改變各方面的工作環境,例如訓練和人體工學。將人口狀況變化納入考量,在建立嶄新就業和生活模型時也能開啟全新觀點。

智能物流

從以客戶為依據的車輛配置與順序,到需求零件的定義與採購,再到製造和交貨。較為科幻的說法是:「訂購後,車輛會自行尋找生產地點和機器。」

真實與數位世界融合

藉由所有相關角色彼此串聯並且聯網,讓「智能工廠」將真實世界與數位世界融合。「數位孿生」地圖會即時處理和系統化運算 – 甚至涵蓋整座廠館。因此早在正式量產前,就能先在電腦上釐清技術可行性。Mercedes-Benz 系統性地朝全面聯網生產轉型的方向邁進。許多創新程序均已正式導入,例如 3D 列印或虛擬實境。

3D 列印 / 積層製造

應用於快速打樣 (例如引擎的砂鑄模具)、保護套 (例如針對人機合作之工具),工具 (例如夾具)

機器學習

機器能協助其使用者:輕量級機器人要遵循的路徑可透過「演示」的方式生成,例如員工帶領機器人然後機器學習路徑

生產數據雲

全球皆能取用的生產數據:例如身為小型車的龍頭製造廠,拉施塔特能夠從全球生產網絡中諸如凱區凱梅特等其他工廠存取生產數據,並且能夠重新設定機器人於該處展開作業。

生產製造的數位化願景

早在 2015 年,Mercedes-Benz 就已經透漏未來的趨勢走向:「Concept IAA」研究概念車就幾乎是完全以數位方式研發和打造完成 – 費時僅十個月。為此,設計師和工程師從一開始就攜手合作。他們的「作業素材」:一具動態三維數據模型。例如工程師們為了取得最佳空氣力學效果,便在電腦上對大約 300 種不同氣流進行計算。

人類、機器人

此範例顯示:人機共事在未來將扮演關鍵角色。這裡可採取哪些負責任的解決方式?人類永遠保有認知方面的優勢 – 因此在未來仍舊會是工廠的主導者。對人類而言太艱難或高危險性的工作就交由機器人執行。例如:安裝重量超過 100 公斤的複合動力電池。因此,如今已然邁進人機合作的時代。人機合作 (HRC) 也為人體工學和適齡工作展開新契機。

聚焦研究的工廠ARENA2036

Mercedes-Benz 的生產變革也運用科學方式加以檢視:「次世代汽車積極研究環境」(ARENA2036) 專案在斯圖加特的研究營進一步探究產業未來趨勢。主要焦點放在輔以 HRC (人機合作) 解決辦法的模組化生產概念。這日期有何重要性?答案很簡單:到了 2036 年,汽車將累積達 150 年歷史。肯定要隆重慶祝一番 – 包括過往成就的回顧。研究人員設立此里程碑當作參考點以及目標。

工業機器人正在學習節省能源

替未來永續機器人技術研發創新科技、工具和演算法 - 這就是 AREUS (歐洲永續製造自動化與機器人) 專案的目標。在歐洲的 AREUS 專案中,研究人員和工程師已研發出數種未來的高能源效率汽車生產系統組件。基本上,此構想是採用直流供電網以「綠能」電力替機器人供電,其中一部分電力會回收暫存。

由於汽車產業使用的機器人比其他領域還要多,因此其作業的能源效率就非常重要。這就是 AREUS 的研究重點。四組機器人在 9 平方公尺的區域範圍內運作。協力合作下,它們便能建立一個由直流供電系統所組成的完整製造設施。電池由針對此專案特別裝設的光伏系統,以太陽能供電,並且能儲存剩餘能源。此外電池也與外部交流電網連接。電池正常運作,機器人也已經開始製造組件。

AREUS 專案如期於 2016 年 9 月結束。研究人員和工程師已達成當初設立之目標:朝建立一個由直流電系統構成且效率更佳之生產設施邁出第一步。預估此類未來科技將能比現行技術至少提升 10 至 20% 的效率。然而距離達成此目標還有一段長遠的路要走。因此後續專案 DC-INDUSTRIE 才會在 2016 年 7 月展開。此專案聚焦於利用智能控制直流電網替工業設施供電。

數位銷售 – 與客戶串聯

有一件事非常肯定:數位轉換不會只侷限於工廠內。除了生產製造,Mercedes-Benz 也利用聯網契機的優勢,更專注地回應客戶的個別需求,尤其是據點分佈:在此我們仰賴所有管道的數位化,包括客戶接觸以及銷售和服務的運作。藉由所有網路服務的聯繫中心點「Mercedes me」,讓客戶感受網路連線的優勢。此入口網站最近的創新設計包括「生活模式虛擬車輛配置器」:理念:客戶提供在運動、美食或生活方面的偏好 - 就能收到可能會喜歡的 Mercedes 車型建議。客戶服務也越來越聰明了。

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