A debreceni gyár az első tervezett BMW iFACTORY
A debreceni üzem lesz az első olyan egység az egész BMW Groupon belül, amelyet már a tervezés kezdeti fázisától kezdve teljes egészében az iFACTORY-koncepció szerint terveznek, az autógyártás jövőjének három fő pillére szellemében: a lean, amely a hatékonyságot, a precizitást és a rendkívüli rugalmasságot jelenti, a green, amely a fenntarthatóságot, az erőforrás-hatékonyságot és a körforgást, valamint a digital, amely a digitalizáció aktív alkalmazását jelenti az adattudomány, a mesterséges intelligencia (AI) és a virtualizáció terén.
A rendkívül összetett járműgyártási folyamatok következetes virtuális tervezése a BMW Group következő fontos lépését jelenti a BMW iFACTORY-ra való átállásban. A teljesen új jármű-architektúrára épülő Neue Klasse modellcsalád a gyártás alapvető átalakulását hirdeti a BMW iFACTORY felé. Ez 2020-ban kezdődött, amikor a BMW Group valamennyi jármű- és motorgyárát 3D-szkenneléssel vizsgálták.
„A virtualizáció és a mesterséges intelligencia használata felgyorsítja és finomítja a tervezési folyamatainkat. A különböző tervezési rendszerek összevonásával egy digitális ikertestvéren belül, csapataink világszerte valós időben dolgozhatnak együtt, és gyorsabban, több információ birtokában hozhatnak döntéseket” – magyarázta Milan Nedeljković, a BMW AG igazgatótanácsának gyártásért felelős tagja.
Lépések a digitális ikrek alkalmazása felé
A szakemberek szerint a legtöbb munkát a virtuális gyár felállítása jelenti. Ez nem minden helyszínen egyszerre történik, de minden Omniverse platformot használó létesítményben vannak szakértők, akik ezen dolgoznak. 2020 novembere óta több mint 7 millió négyzetméternyi beltéri és 15 millió négyzetméternyi kültéri gyártási területet szkenneltek be. Most pedig a debreceni gyár mintegy 1,4 km2-es gyártócsarnokának virtuális tervezése zajlik, ahol a virtuális gyártásindítás sikere bizonyítja, hogy a tervezési folyamat digitalizálásával milyen magas színvonalat lehet elérni. Ami a valódi digitálisiker-tevékenységeket illeti, még jelenleg korai stádiumban vannak. Viszont egy teljesen új szintre fognak lépni, amint az üzemi adatok is integrálódnak a platformba, és lehetővé válik, hogy ne csak egy virtuális képet kapjunk a gyárról, hanem egy valóban élő organizmust.
Digitális ikrek a hatékony gyártástervezésben
A korábbi, elsősorban robotszimulációkra szorítkozó digitálisiker-forgatókönyvek többnyire kis cellákra korlátozódtak, és speciális eszközökkel végezték azokat. A debreceni alkalmazáshoz is a speciális eszközök szimulációit vették alapul, és beágyazták azokat a virtuális gyártásba. Ez lehetővé teszi a teljes és átfogó validációt, valamint a cellák közötti átmenetek ellenőrzését, amire korábban nem volt lehetőség.
A BMW Group digitálisan próbálja validálni és optimalizálni a komplex gyártási rendszereket a termelési hálózatában, és ehhez az NVIDIA Omniverse Enterprise-t, a 3D-s ipari metaverse alkalmazások létrehozására és működtetésére szolgáló platformot használja, hogy valós idejű digitálisiker-szimulációkat futtasson az elrendezések, a robotika és a logisztikai rendszerek virtuális optimalizálása érdekében. Az Omniverse-t a BMW Group gyártási hálózatára világszerte kiterjesztik.
A valós és a virtuális világok legjobb tulajdonságainak kombinálásával már nagyon korai fázisban azonosítani tudják a problémákat, és így csökkenthetik a későbbi módosítások mennyiségét. Ez nemcsak a zöldmezős, hanem a barnamezős projektekre is vonatkozik, ahol új hardvert telepítenek a meglévő struktúrákba. Mivel az ilyen projektek esetében nemcsak a tervezési adatokra, hanem a létesítmény 3D-s szkenneléséből származó pontfelhőkre is támaszkodhatnak, még a tervezési adatokban lévő hibákat is felismerhetik, ha például egy oszlop vagy a mennyezet a valóságban nem pontosan a rajz által javasolt helyen van. Olyan környezetben, ahol szűkös a hely, néhány centiméter plusz-mínusz döntő lehet egy-egy gép sikeres elhelyezéséhez.
A teljes termelést digitalizálják
A virtuális gyáron belül a termelési rendszer egészében kap hangsúlyt. A gyártási folyamatot illetően számos olyan felhasználási terület van, amelyre korábban nem nyílt lehetőség. Elérhető például az alkatrészek vizuális ellenőrzése, ami nagyon hasonló ahhoz, ahogyan a való világban történik. A mesterséges intelligencia alkalmazásával például még azelőtt fel lehet fedezni és értékelni a felületi hibákat, hogy a tényleges alkatrész egyáltalán lekerült volna a présről. Az összeszerelési folyamat validálása is lehetséges az emberi szimulációval együtt, így már azelőtt optimalizálhatjuk a gyártósor beállítását, mielőtt a hardvert a padlóra csavaroznák. Emellett virtuálisan ellenőrizhetik a biztonsági határok betartását ott, ahol az alkatrészeket mozgatni kell, és emberek is részt vesznek a munkában. Ez kiküszöböli a költséges fizikai átszervezéseket, miután a gyártósor a valóságban is megépült.
Partnerségben az NVIDIA Omniverse platformmal
Az NVIDIA Omniverse platform lehetővé teszi a termelési szakemberek számára, hogy a folyamatok és az egyes rendszerek részletes tervezéséhez és optimalizálásához élő adatokat használjanak mind házon belül, mind a beszállítókkal együtt – kompatibilitási problémák nélkül. A szerkezeti és létesítményadatok könnyen lekérdezhetők és integrálhatók a berendezések és a szerelősorok adataival. A jövőben elérhetővé válnak a gyártási anyagok tétel- és alkatrészszámai is, ráadásul az elrendezési lehetőségek – például a robotok a munkacellákban vagy a logisztika különböző területein – valós idejű, fotorealisztikus szimulációkban végigjátszhatók és igény szerint módosíthatók. Az Omniverse segítségével pedig minden módosítást valós időben értékelnek, validálnak és hajtanak végre. A platform lehetővé teszi a beszállítók bevonását is a döntéshozatalba, és integrálja a BMW által eddig is használt, bevált tervezési eszközöket.
Idővel a fejlesztési, tervezési és gyártási folyamatok mellett az Omniverse-ben fokozatosan az összes releváns termék-, folyamat-, minőség- és költségadat is elérhetővé válik. A platform további fejlesztésekkel is bővülni fog, amelyek várhatóan a „láthatatlan” folyamatokat, például az energia- és erőforrás-fogyasztást is tartalmazni fogják.
Az Omniverse hatékonyan segíti a tervezési folyamatot, mivel képes a különböző adatforrásokból származó információkat egyetlen platformon megjeleníteni. Mindez fontos a nulláról induló tervezésnél, például új gyárak építésénél vagy a meglévő üzemek korszerűsítésénél egyaránt. A meglévő gyártósorokat időről időre át kell alakítani, hogy az új modelleket be lehessen építeni a gyártási folyamatba. Ez gyakran egyúttal a berendezések, például a robotok, szerszámok, szállítószalagok stb. cseréjét jelenti. Amikor egy új autómodellhez kell kialakítani a gyártósort, a szakemberek képesek a digitális ikrek révén virtuálisan ellenőrizni az egész folyamatot, mielőtt a hardverek tényleges beszerelése és a robotok programozása megtörténne, amivel minimalizálható az indulás kockázata, egyben a gyártási rendszer utómunkálatainak mennyisége is szinte nullára csökkenthető.
Szerző: Myat Kornél
A cikk eredetileg a Gyártástrend magazin májusi számában jelent meg, amely itt olvasható.
