Революция в автопроизводстве: автоматизация и коботы переопределяют сборочную линию

Ведущая международная ярмарка интеллектуальной автоматизации и робототехники, automatica, пройдет в Мюнхене с 16 по 19 июня.

Один из главных фокусов события — сделать автомобильное производство более гибким.

Многочисленные экспоненты представят альтернативы традиционному конвейерному производству с стационарной конвейерной технологией, например, беспилотные транспортные системы и, конечно, коботы для приложений человеко-роботизированного сотрудничества.

Автомобильная промышленность проходит существенные изменения. Обсуждение приводной технологии будущего в полной стадии. Некоторые производители ставят на электромобильность, в то время как другие чаще используют её как переходную технологию.

В то же время автомобили с ДВС кажутся более долговечными по крайней мере в данный момент, чем предполагалось ранее.

Кроме того, новые поколения дизельных двигателей с высокоэффективной фильтрационной технологией имеют значительно более низкие выбросы, чем их предшественники. Другие будущие альтернативы привода — синтетические топлива, водород и топливные элементы.

Как этот сценарий влияет на высокоавтоматизированное автопроизводство? Что это означает для поставщиков робототехники и автоматизации? Другими словами, как выглядит автопроизводство будущего?

Разнообразие приводных технологий и результирующая неопределенность затрудняют для автопроизводителей ответ на эти вопросы.

Но одно точно: без высоко гибких, цифрово-связанных решений автоматизации вызовы будущего не могут быть побеждены.

Требуются устойчивые, совместимые с Industry 4.0 решения, поддерживающие автопроизводителей, поставщиков 1-го уровня и системных поставщиков по всему миру в внедрении передовых производственных структур.

Устранение стационарной конвейерной технологии

automatica, ведущая ярмарка технологий автоматизации, показывает технологии, подходящие для этой цели. У многих из этих решений общее — устранение стационарной конвейерной технологии.

Это означает реальный сдвиг парадигмы, потому что сборочная линия доминировала в автопроизводстве более ста лет.

Сегодня автопроизводители и планировщики заводов ищут альтернативы этой высокоэффективной, но также негибкой технологии.

Первые шаги уже были сделаны годами в кузовном производстве. Роботы, используемые там, не только сваривают, прикручивают и клеят, но они также держат и транспортируют кузовные элементы, пока их машинные «коллеги» их обрабатывают.

Один из положительных побочных эффектов: при смене модели не нужно утилизировать целые производственные линии, а только перепрограммировать роботов.

Новая эра не только в автопроизводстве

Этот принцип теперь также может быть применен к финальной сборке. Porsche демонстрирует это со своим новым производственным объектом Taycan в Цюфенхаузене.

Согласно Альбрехту Реймольду, главе производства компании, сборочная линия там практически устранена. Вместо этого автомобили движутся через производство на беспилотных транспортных системах, также называемых автономными управляемыми транспортными средствами (AGV), и консультируются поэтапно.

Это значительно увеличивает гибкость. Скорость AGV так же вариативна, как и время, которое они проводят на сборочных станциях; теоретически автомобили не все должны идти по одному и тому же маршруту через производство. Кроме того, несколько моделей или дериватов могут производиться без проблем на одной и той же линии.

Полный спектр гибкой автоматизации

Это показывает, что гибкость — козырь — и это верно не только для автопроизводства.

Маркус Уеллендаль, старший партнер по управленческому консалтингу в Porsche Consulting, говорит: «Мы также увидим отход от традиционных автоматизированных производственных линий в других промышленных секторах.

«В Smart Factory ближайшего будущего гибкие транспортные системы вроде AGV облегчат адаптацию производственных и логистических процессов.

«В самой последовательной форме внедрения продукты, производимые автоматически, управляют сборочными станциями, доступными на автономных транспортных системах. Алгоритмы и искусственный интеллект поддерживают планирование и делают принятие решений более эффективным».

По словам Уеллендаля, повышенная перестраиваемость умной фабрики дополнительно снижает последующие инвестиции.

Компании, стратегически преследующие эту цель, могут активно использовать изменения в продуктах и процессах для получения конкурентного преимущества, а также быстрее адаптироваться к меняющимся рыночным требованиям и общим условиям.

На automatica многочисленные поставщики покажут, как умная, цифрово-связанная производственная система может быть реализована.

Помимо роботов, системы промышленного машинного зрения, захвата и позиционирования, датчики и электронные системы управления также играют центральную роль в этом контексте.

Ярмарка предоставляет уникальную возможность рассмотреть все эти группы продуктов целенаправленно.

Коботы ставят рабочих в центр сцены

Кроме того, на automatica можно увидеть дальнейшее развитие: современные концепции автоматизации не обходятся без рабочих, а ставят их в центр сцены.

Экзоскелеты и коботы будут физически разгружать сотрудников. Крупнейший скачок развития ожидается в области коботов. Устоявшиеся производители роботов уже представили прорывные решения на automatica 2018, и еще больше дальнейших разработок будет показано в 2020.

Например, японский производитель роботов Fanuc представит полностью новоразработанного кобота в Мюнхене.

Будущее HRC-решения также можно ожидать от Universal Robots, Kuka, Yaskawa, ABB, Stäubli и многих других экспонентов.

Посетители также могут с нетерпением ждать различных новых экспонентов, таких как Han's Robot, Hanwha Precision Machinery, Techman Robot, Convertible Robots и Yuanda Robotics.

Коллаборативные роботы давно стали обыденностью в реальной практике, например, у Opel в Эйзенбахе: кобот датского производителя Universal Robots вкручивает компрессоры кондиционеров в блоки двигателей там.

Непосредственно рядом с сотрудниками, без разделяющего защитного ограждения, робот затягивает три винта каждые две минуты ровно на 22 Ньютон-метра, пока его человеческие коллеги продолжают выполнять менее напряженные предшествующие и последующие работы.

Другой пример: Вместе с BMW в Дингольфинге Kuka создала робототехническое решение, облегчающее работу для сотрудников, которые поднимают конические шестерни весом до 5,5 кг и устанавливают их в передние осевые передачи с миллиметровой точностью.

Раньше они делали это вручную, но сегодня чувствительный робот-коллега LBR iiwa помогает им. Он подвешен на тонкой стальной конструкции и обходится без внешних датчиков, потому что система датчиков крутящего момента в семи осях активна.

Кристоф Хок, глава человеко-роботизированного сотрудничества в Kuka Systems, говорит: «Мы увидим значительно больше таких приложений в автопромышленности в будущем.

«В эпоху растущего числа вариантов это явное конкурентное преимущество — иметь возможность оптимально адаптировать производство к требуемой загрузке мощностей, например, с помощью гибких HRC-юнитов».

automatica обеспечит тщательный обзор в июне о том, как новая гибкость может быть реализована практически — не только в автопроизводстве.

Главное изображение: Принцип гибкого автопроизводства без сборочной линии также может быть применен к другим промышленным секторам. Изображение: Porsche Consulting