数字化技术在制造业中的应用

对于奥迪来说,成功的秘诀是致力于利用尖端技术建造高质量的车辆,可提供精密工程,卓越的性能和奢华。奥迪汽车制造业具有众多生产工作,从点焊到铆接,全自动。但他们的最终目标是创造智能工厂,实现一个行业4.0级生产水平。为了实现这个目标,奥迪工程师需要超越创建自定义硬件和软件解决方案的传统方法,以处理个人用例。相反,它们需要一个可扩展且灵活的平台,该平台将利用高级数字功能,例如数据分析,机器学习和边缘计算。

“如果你今天看工厂,奥迪的汽车制造操作非常先进,非常复杂,”Christine Boles表示,Intel International Solutions划分的事物互联网集团和总经理。“但是定制用例很难维护和扩展,而且它们实际上会阻碍创新,因为获得必要的批准和部署单独的解决方案需要时间和金钱。奥迪已经准备好以一种新的方式看待问题,尝试一种不同的方法。”

奥迪与英特尔合作,概念证明(POC)实验,专注于改善其车辆焊缝质量控制过程。PoC在德国Nighararsulm的奥迪工厂举行,该公司的两个主要装配厂之一。

基础植物在其生产线上有2,500个自主机器人。每个机器人都配有工具,从胶枪到螺丝刀,并执行组装奥迪汽车所需的特定任务。其中九百个机器人携带焊枪,可以在一起握住金属件的点焊。生产线组织成一系列组装的电池和车辆,并将从细胞向下移动到细胞。每个电池最多可包含20个机器人和多种铣床。铣床用于根据需要在操作之间清洁焊枪。

奥迪每天在护头工厂每天组装大约1000辆车,每辆车都有5,000次焊缝 - 这在一天生产的焊缝中等于500万焊缝。为确保其焊接的质量,奥迪使用业界的标准采样方法进行手动质量控制检查。“奥迪每天从线上拉一辆车,将它带到一个大房间,其中18名工程师用剪贴板使用超声探头来测试焊接斑点并记录每个地方的质量,”Rita Wouhaybi,International Solutions互联网互联网互联网互联网工程师,英特尔和领导架构师为英特尔工业边缘见解软件。

取样昂贵且劳动密集型,而且该过程留下了太多关于每天生产的999辆汽车的质量的未解答问题。不幸的是,奥迪对测试其他焊缝的质量没有可行和经济有效的方法。“我们对此解决方案的大目标是让我们尽可能地检查100%的焊缝,以非常高的准确度,”奥迪自动化技术规划负责人马蒂亚斯·梅耶说。“现在,我们没有那种保证。我们在生产线结束时检查一辆成品。我们没有在线检查过程。英特尔拥有技术和专业知识,帮助我们改善我们的流程并实现目标。“

与奥迪一起使用英特尔的工业边缘洞察软件创建了用于媒体分析的算法。该算法导致预测分析和建模,将工厂数据转化为有价值的见解。解决方案从焊枪控制器吸收数据并在边缘分析。

英特尔的数据科学家创造了一种机器学习算法,并通过将其生成的预测与奥迪提供的实际检测数据进行比较来训练它的准确性。该模型使用焊接控制器生成的数据,显示了焊接操作过程中的电压和电流曲线。数据还包括其他参数,如焊缝配置、金属类型和电极的健康状况。仪表板可以让奥迪员工可视化数据,当系统检测到有缺陷的焊缝或配置可能发生的变化时,系统会向技术人员发出警报,这些变化可能会将故障降至最低或完全消除。

工厂车间的优化可以从一个流程扩展到工厂的其他部分。奥迪可以将这个平台解决方案用于其他使用案例,包括机器人和控制器,如铆接、粘接和喷漆。“将分析平台置于边缘的价值在于,它允许你引入更多数据,并查看相关性、因果关系和其他有趣的分析——甚至一些你可能一开始不会想到的分析,”Brian McCarson说,他是Intel的物联网集团副总裁兼工业系统工程和架构总监。“这个平台给了奥迪很大的回旋余地。它并不仅仅适用于这个用例。在进行了最初的平台投资后,奥迪就可以发展成这样的平台,并将其扩展到各个设施和其他使用案例。”

从手动检查移动到自动化,数据驱动的过程使奥迪增加了其质量控制过程的范围和准确性。但是还有其他好处

新系统的另一个主要效益和它所有的精确检查,就是奥迪可以积极主动,专注于避免问题,而不是仅对他们做出反应。“让我们说我们每天一辆汽车在一辆汽车上进行全面检查5000或更多的焊缝,也许95%的焊缝很好,5%不是,”Mathias Mayer说。“在未来,我们可以专注于5%,因为我们知道他们在工厂的位置,我们可以越早采取行动。”

拥有一个透明的系统,可以让奥迪了解并从他们的设备产生的数据中学习,这激励他们考虑新的可能性,并提供额外的好处——其中一些是意想不到的。“由于分析我们现在正在运行和增加我们数据的可见性,奥迪降低了其公司税收法案,“Häffner说。“过去,我们不得不做出很多假设,而我们的税收就是基于这些假设。现在,真实数据显示,我们的纳税义务减少了,这是一个显著的成本节约。”

奥迪已经计划将该平台用于Neckarsulm工厂的其他使用案例,并最终打算在大众集团所有生产设施部署预测性焊接检测和其他解决方案。“我们处于收集和分析数据的开始,“HenningLöser说。“当我们继续这次旅程时,我们将有更多的快乐惊喜和我们的新机遇。“

想要查询更多的信息:www.intel.com.

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