Roboţi, sisteme autonome, soluţii digitalizate: BMW Group extinde utilizarea tehnologiilor inovatoare în logistica producţiei

Bucureşti/München. BMW Group se bazează din ce în ce mai mult pe inovaţii din domeniile digitalizării şi Industry 4.0 în logistica de producţie. Prin aceasta, reţeaua globală de producţie a companiei va continua să primească piesele de care are nevoie în timp util şi în mod sigur în viitor. Accentul este pus pe aplicaţii precum roboţii de logistică, sisteme de transport autonome la uzine şi proiecte de digitalizare pentru lanţul de aprovizionare complet. Angajaţii pot controla procesele de logistică de pe dispozitive mobile precum smartphone-uri şi tablete şi utilizează aplicaţiile de realitate virtuală pentru a planifica logistica viitoare. Inovaţiile care provin din numeroase proiecte-pilot sunt implementate la nivel mondial în logistica de la uzinele BMW Group.

"Logistica este piesa centrală a sistemului nostru de producţie. Spectrul nostru larg de proiecte inovatoare ne ajută să derulăm eficient şi transparent procese de logistică din ce în ce mai complexe", declară Jürgen Maidl, director de logistică pentru reţeaua de producţie a BMW Group. "Profităm de avantajul unei game largi de inovaţii tehnologice disponibile şi colaborăm strâns cu universităţi şi companii start-up. Deja lucrăm în prezent cu tehnologiile Industry 4.0 de mâine."

Zilnic, aproximativ 1.800 de furnizori din peste 4.000 de locaţii livrează peste 31 de milioane de componente către cele 30 de locaţii de producţie ale BMW Group din lumea întreagă. Digitalizarea şi inovaţia ajută compania să organizeze logistica mai flexibil şi mai eficient. În acelaşi timp, aproape 10.000 de automobile care ies zilnic de pe linia de producţie trebuie livrate clienţilor de pe mapamond. Livrarea conectată digital, aşa-numita Connected Distribution, asigură că aceste rute de transport sunt şi mai transparente.

"Mereu am avut mai multe proiecte-pilot derulate la locaţiile noastre de pe mapamond", explică Marco Prüglmeier, director de inovaţii şi Industry 4.0 pentru BMW Group Logistics. "Noi înşine operăm precum un start-up în cadrul BMW Group, cu metode de dezvoltare agile. Folosim metode diferite de cooperare internaţională pentru a fi siguri că avem acces la cele mai noi descoperiri şi tehnologii. Învăţăm cel mai mult din acest proiecte-pilot. Deja am transferat o serie de proiecte în producţia de serie, iar alte implementări sunt planificate pentru viitor."

Lanţ de aprovizionare conectat: transparenţă completă a datelor în lanţul de aprovizionare

Lanţul de aprovizionare al BMW Group se bazează pe o reţea de furnizori globală şi pe cooperarea strânsă cu numeroşi furnizori de servicii de logistică. Programul Connected Supply Chain (CSC) măreşte semnificativ transparenţa lanţului de aprovizionare. La fiecare 15 minute, actualizează controlerii de materiale şi informează specialiştii în logistică ai uzinei cu privire la locaţia şi timpul de livrare ale mărfurilor. Această transparenţă le permite să reacţioneze imediat dacă există probabilitatea apariţiei unor întârzieri şi să ia măsuri din timp pentru evitarea funcţionării suplimentare costisitoare. Conexiunea digitală între furnizori, furnizorii de servicii de transport şi BMW Group este prin ala-numitul portal CSC, care, în premieră, pe lângă trimiterea unei notificări de transport, oferă şi numere de materiale cu date GPS şi timpi de sosire reali. De la jumătatea anului 2018, câteva sute de furnizori şi furnizori de servicii de transport din Europa şi Mexic au fost integraţi în sistem. Până la finalul anului 2019, câteva mii de parteneri vor fi conectaţi la sistem. De asemenea, CSC pune bazele pentru analiza predictivă şi inteligenţa artificială (AI) în controlul lanţului de aprovizionare.

Sisteme autonome de transport atât la interior, cât şi la exterior

Sistemele autonome de transport, precum trenurile de containere sau Smart Transport Robots (roboţii inteligenţi de transport) sunt utilizaţi tot mai mult pentru transportul mărfurilor în cadrul halelor de producţie. Pentru a permite ca trenurile de containere să fie folosite acum şi pentru procese sofisticate de aprovizionare a liniilor de asamblare, ca parte a unui proiect-pilot, uzina BMW Group din Dingolfing a dezvoltat un kit de automatizare, care permite ca trenurile de containere convenţionale deja disponibile, indiferent de marcă, să fie modernizate în trenuri de containerele autonome. Capacităţile acestor trenuri de containere fără conducător merg dincolo de automatizarea soluţiilor iniţiale. Este posibilă crearea unei orientări dinamice pe traseu în funcţie de prioritatea de livrare şi evitarea obstacolelor. Controlul independent şi navigaţia trenurilor de containere se realizează prin intermediul semnalelor laser, care scanează continuu mediul şi creează profilul corespunzător al spaţiul prin care se deplasează.

O altă tehnologie viitoare este testată alături de trenurile de containere autonome la uzina din Dingolfing. Un smartwatch sprijină angajaţii de la logistică în timpul procesului de schimbare a containerului şi anunţă apropierea trenurilor de containere printr-o alarmă cu vibraţie. De asemenea, angajatul poate citi care containere ar trebui descărcate şi trimite trenul de containere spre următoarea sa destinaţie prin apăsarea afişajului. Uzina BMW Group din Dingolfing intenţionează să utilizeze 20 de trenuri de containere autonome începând de anul viitor.

De asemenea, BMW Group este un pionier şi în utilizarea sistemelor de transport autonome pentru exterior. Ca parte a proiectului-pilot, în premieră la uzina din Leipzig, BMW Group utilizează un robot de transport autonom pentru exterior pentru a aduce remorcile de camion de unde sunt parcate la zona de descărcare/încărcare. O platformă mobilă intră sub remorcă, se conectează la aceasta şi o ghidează prin uzină. Aşa-numitul AutoTrailer, cu o sarcină utilă de până la 30 de tone, navighează prin laser, fără îndrumări sau marcaje suplimentare, prin zonele exterioare ale uzinei. Senzorii şi camerele furnizează o panoramă 360°, care formează baza conceptului de siguranţă.

Anul viitor, AutoTrailer va intra în operare reală la uzina BMW Group din Leipzig, urmat de Uzinele din Spartanburg (SUA) şi Dingolfing. Potenţialul uriaş al acestui sistem de transport este foarte evident la cea mai mare uzină a BMW Group, cea din Spartanburg, unde zilnic au loc aproximativ 1.200 de asemenea manevre de tractare.

AutoBoxes reprezintă o altă variantă de sisteme de transport autonome pentru exterior: aceste platforme autonome pot manevra mai multe containere cu componente între halele uzinei. Cu o sarcină utilă de până la 25 de tone, ele pot transporta până la 20 de containere la o cursă. În primăvara anului 2019, o aplicaţie-pilot va fi lansată la Centrul Dinamic de la Dingolfing. AutoBoxes vor fi introduse şi la uzinele din Shenyang (China) şi Berlin începând de anul viitor.

În 2015, BMW Group şi-a unit forţele cu Institutul Fraunhofer IML pentru a dezvolta primii Smart Transport Robots (STR / roboţi inteligenţi de transport) autonomi pentru transportul containerelor cu role prin zonele de logistică din halele de producţie. Acum, a doua generaţie este în operare la uzina BMW Group din Regensburg. Roboţii plaţi transportă autonom containerele cu role ce cântăresc până la o tonă. Roboţii calculează independent traseul ideal şi se mişcă liber în spaţiu. Noua metodă de navigaţie SLAM (localizare şi cartografiere simultană) nu necesită transmiţătoare de navigaţie instalate permanent în clădiri şi astfel pot fi utilizate rapid într-un mediu nou. Provenit de la BMW i3, un modul de baterie încorporat alimentează STR pentru un întreg schimb de lucru.

Pentru livrarea pieselor mici urgent este utilizată o versiune mai mică a STR, aşa-numitul miniSTR. Acest robot transportă containere mici, ce cântăresc până la 50 de kilograme şi îşi calculează traseul independent.

Atelierul de caroserii al uzinei BMW Group din Regensburg a testat cu succes camioane cu furcă autonome, aşa-numitele "ants", de-a lungul ultimelor 12 luni. Aceste furnici autonome aduc componentele de la "supermarket" la locul de instalare potrivit. Conceptul de siguranţă include protecţia personală şi evitarea obstacolelor, precum şi ca interfaţă pentru alte camioane industriale automatizate. Mergând înainte, opt furnici autonome vor aproviziona alte zone ale producţiei de serie.

BMW Group utilizează o platformă de operare bazată pe cloud, numită BMW Services, pentru coordonarea centrală a sistemelor de transport autonome. Platforma simplifică semnificativ procesele de logistică. Angajaţii introduc regulile de condus şi fluxurile de lucru printr-o interfaţă de utilizator uşor de folosit şi primesc cele mai recente date despre toate vehiculele. Mergând mai departe, platforma va sprijini vehiculele de transport autonome produse de constructori diferiţi. Prin urmare, BMW Group este implicat activ în Asociaţia Industriei Auto din Germania (VDA) şi Asociaţia Industriei Mecanice (VDMA) pentru stabilirea unui standard care va permite comunicarea între toate sistemele de transport autonome de pe piaţă.

Indiferent de constructor, fiecare sistem de transport autonom ar trebui să poată face schimb de date cu BMW Services.

Încărcarea şi descărcarea containerelor cu mărfuri: roboţii preiau sarcinile grele şi uşurează personalul

După livrarea la uzină, mărfurile sunt transportate la linia de asamblare în containere şi coşuri de piese de diferite mărimi. Pentru activitatea obositoare de reîncărcare a containerelor de pe paleţi pe banda transportoare sau în spaţiul de depozitare, angajaţii vor fi asistaţi în viitor de roboţi de logistică dezvoltaţi special pentru acest scop. Patru tipuri diferite de roboţi, denumiţi "Bots" de specialiştii în logistică, sunt testaţi în prezent sau au fost integraţi deja în producţia de serie.

"SplitBots" staţionari pot lua cutii de plastic integrale de pe palet în zona de primire a mărfurilor şi le aşază pe sistemul de transport care le duce la depozit. De asemenea, SplitBot se asigură că aceste containere sunt aliniate corect pentru depozitare automată. Utilizând inteligenţa artificială, SplitBot poate detecta şi procesa până la 450 de containere diferite. După încheierea cu succes a operaţiunii de testare, planurile prevăd ca SplitBots să fie utilizaţi la uzina BMW Group din Dingolfing cu începere din 2019.

În prezent, BMW Group testează utilizarea unui "PlaceBot" mobil direct pe linia de asamblare. PlaceBot mobil descarcă trenurile de containere şi aşază cutiile încărcate cu mărfuri pe un raft. Utilizează un sistem de recunoaştere a imaginilor pentru clasificarea acestor transportatori de mărfuri mici şi pentru a determina punct de aderenţă ideal din datele combinate de la tehnologia cu senzori, cameră şi inteligenţă artificială. De asemenea, se poate mişca autonom într-o zona predeterminată. Alt robot de logistică, aşa-numitul "PickBot", colectează diferite componente mici din rafturile de aprovizionare potrivite. Diferite piese sunt recunoscute de un sistem inteligenţă artificială cu sistem de autoînvăţare. Apoi, PickBot calculează punctul de aderenţă potrivit. Pe termen lung, PickBot ar trebui să poată recunoaşte şi manevra până la 50.000 de piese mici şi probabil va fi utilizat în producţia de serie la uzina BMW Group din Leipzig cu începere din 2019.

Deja folosit în producţia de serie de la uzina din Leipzig, "SortBot" stivuieşte containerele goale pe paleţi înainte de a fi reintroduse în circulaţie. Trei SortBots vor fi utilizaţi la uzina BMW Group din Leipzig până la finalul anului.

Dispozitivele inteligente susţin angajaţii din logistică în logistica fără hârtii

Mănuşile cu scanere şi afişaje integrate, ochelarii de date şi smartwatch-urile sunt utilizate din ce în ce mai mult pentru a sprijini angajaţii din logistică. Trecerea la o logistică fără hârtie, cu containere şi rafturi etichetate digital, deschide noi domenii de utilizare a dispozitivele mobile. Mănuşile cu scanare citesc eticheta electronică şi arată conţinutul exact al transportatorului de mărfuri mici pe un afişaj mic care poate fi purtat pe braţ.

Un obiectiv al logisticii fără hârtie este ca toate containerele să aibă o singură etichetă. Acest "ID de container unic" va conţine doar un singur cod QR şi un număr. Toate informaţiile referitoare la furnizor, conţinutul sau locaţia de stocare sunt stocate la nivel central şi pot fi solicitate de diverse scanere. O aplicaţie de logistică specială arată angajatului toate informaţiile relevante pentru sarcinile sale pe un smartphone - de exemplu, poziţia unui transportator de mărfuri mici şi dacă are conţinutul corect.

Utilizarea ochelarilor de augmented reality îi ajută pe angajaţi să sorteze piesele în ordinea corectă. Ei văd ce componentă merge pe care raft în câmpul vizual al ochelarilor de date. Paşii de lucru corecţi sunt confirmaţi în verde, în timp ce erorile sunt evidenţiate vizual. Prin urmare, folosirea ochelarilor de date ajută personalul să ţină evidenţa numărului mare de componente diferite şi să evite greşelile de alegere, cum ar fi asamblarea anumitor părţi.

Realitate virtuală şi inteligenţă artificială

Utilizarea realităţii virtuale joacă deja un rol important în planificarea spaţiilor logistice. Într-un mediu virtual, planificatorii pot, de exemplu, să elaboreze rapid şi eficient zonele de logistică viitoare şi să evalueze spaţiul necesar. Planificarea se bazează pe datele 3D reprezentând structurile reale ale unei hale de logistică. În ultimii ani, BMW Group şi-a transformat planurile uzinelor în formă digitală cu o precizie milimetrică, folosind scanere 3D speciale şi camere de înaltă rezoluţie. Aceasta creează o imagine tridimensională a structurilor, astfel încât înregistrarea manuală pe site nu mai este necesară. Atunci când se planifică viitoarele zone de logistică, specialiştii BMW Group pot combina datele existente cu o "bibliotecă" virtuală de rafturi, containere, transportoare de mărfuri mici şi aproximativ 50 de alte resurse de operare utilizate pe scară largă.

Selecţia, plasarea, deplasarea şi eliminarea structurilor şi a zonelor de logistică, precum şi măsurătorile de distanţă şi zonă pot fi simplificate în mediul virtual. De asemenea, mai mulţi planificatori pot lucra simultan la designul aceleaşi zone, indiferent de locaţia lor.

Pentru a se asigura că datele utilizate sunt corecte, BMW Group se bazează şi pe inteligenţa artificială. Reţelele neuronale artificiale sunt "instruite" iniţial prin prezentarea computerului cu sarcini şi rezultate din care să înveţe - de exemplu, sistemul se familiarizează cu aspectul diferitelor tipuri de containere din fotografiile preluate din diferite unghiuri. Prin instruirea reţelei în acest fel, aceasta devine capabilă să recunoască, sigur şi independent, tipurile de containere pe care le-a învăţat din fotografiile noi. Aplicaţiile care încorporează reţele neuronale necesită o putere de calcul importantă. Pentru a asigura acest lucru, BMW Group investeşte în echipamente hardware de ultimă generaţie.

Transportatori moderni de mărfuri mici şi roboţi de prindere pneumatici în teste

Spaţiile de depozitare şi culoarele lor ocupă o mare parte a spaţiului la orice uzină. În colaborare cu doi parteneri externi, uzina BMW Group din Regensburg testează în prezent un transportor modern de mărfuri mici, care dispune şi de un robot de prindere pneumatică. Ceea ce este unic în legătură cu această abordare este ideea de a stivui containerele de aceeaşi dimensiune într-o construcţie tip reţea una deasupra alteia şi una lângă alta, reducând astfel spaţiul necesar. Roboţii de transport mici se deplasează în partea de sus a grilei şi elimină bunurile necesare pentru rearanjarea recipientelor. Ca urmare, containerele cu bunuri frecvent solicitate se sunt aşezate automat mai sus. Un robot uşor, acţionat pneumatic, îndepărtează piesele din containere. Folosind un dispozitiv de prindere special, scoate şi componentele sensibile din cutii şi le pregăteşte pentru utilizare ca un pachet de asamblare preconfigurat. Datorită unui sistem de siguranţă bine gândit, robotul poate lucra alături de angajaţi fără o barieră de protecţie.

Connected Distribution: livrarea automobilelor, transparentă de la uzină la showroom

La fel ca livrarea de piese pentru uzine, transportul de automobile către dealeri poate fi urmărit acum digital şi transparent. Fostul proiect-pilot Connected Distribution a fost integrat complet în producţia de serie în acest an. Sistemul utilizează acelaşi sistem IT integrat în automobilele BMW Group pentru a urmări locaţia maşinilor terminate odată ce sunt gata să părăsească uzina. Automobilul transmite geolocaţia şi starea curentă către centrul logistic printr-o conexiune mobilă de fiecare dată când este oprit. În acest fel, maşina este asemenea unui senzor inteligent care poate trimite sau primi informaţii importante. Aceste date ajută personalul de asamblare, logistica distribuţiei şi echipele de pe pieţe să îmbunătăţească fiabilitatea livrărilor şi să reducă timpul de livrare. În a doua fază a dezvoltării, afişajul interior al automobilului va fi utilizat pentru a confirma că acesta a fost predat.

Înainte de a transfera automobilul la dealer, funcţia de Connected Distribution este dezactivată şi este activată funcţia ConnectedDrive activată. Aceasta înseamnă că maşina nu mai poate fi urmărită, iar datele despre starea sa nu mai sunt documentate.

Accent pe dezvoltare durabilă: camioanele cu gaze naturale, electrice şi în viitor cu hidrogen vor reduce emisiile CO₂

Logistica poate ajuta BMW Group să îşi atingă obiectivele de dezvoltare durabilă. Accentul se pune pe extinderea continuă a modurilor de transport eficiente din punct de vedere al emisiilor CO₂. Mai mult de 60% din toate automobilele noi părăsesc acum uzinele pe cale ferată.

Cu toate acestea, încă este necesar să se folosească camioane pe anumite rute logistice de intrare şi ieşire. Pentru a reduce emisiile generate de aceste călătorii cu camioane, BMW Group utilizează deja camioane cu gaz natural şi electrice, în cooperare cu furnizorii de servicii de logistică. Obiectivul este reducerea emisiile de la camioane cu 40% până în 2030 şi de a fi complet fără emisii până în 2050. Nouă camioane electrice cu acumulatori sunt deja utilizate la uzinele BMW Group din München, Regensburg, Landshut şi Leipzig pentru logistică de intrare şi ieşire. Actuala autonomie disponibilă pentru camioanele electrice le face ideale pentru transportul obiectelor în interiorul fabricii sau pe distanţe scurte.

De asemenea, camioanele care funcţionează cu gaze naturale lichide (LNG) vor fi utilizate pe scară mai largă în viitor. Testele iniţiale între fabricile BMW Group din Steyr (Austria) şi Regensburg au arătat rezultate pozitive. Motoarele cu GNL pot reduce emisiile CO₂ cu până la 25%, în timp ce camioanele alimentate cu gaz bionatural pot obţine o reducere de până la 95%. Datorită autonomiei lungi de până la 1.600 km, camioanele cu GNL sunt ideale pentru călătoriile pe distanţe lungi. Pe termen lung, camioanele cu hidrogen pot fi de asemenea utilizate pentru atingerea obiectivului de logistică fără emisii până în 2050. Această tehnologie este în prezent încă în curs de dezvoltare.

Reţeaua de producţie BMW Group

Cererea ridicată din partea clienţilor şi lansarea noilor modele au dus la o utilizare ridicată a capacităţii pentru reţeaua de producţie a BMW Group în 2017. Cu 2.505.741 de automobile produse pentru mărcile BMW, MINI şi Rolls-Royce, volumele de producţie au atins un nou maxim istoric. Aceste date au inclus 2.123.947 BMW, 378.486 MINI şi 3.308 Rolls-Royce. Uzinele germane ale companiei, care au produs peste un milion de automobile, sunt responsabile pentru aproape jumătate din producţie.

Prin flexibilitatea fără egal, sistemul de producţie de vârf este într-o formă excelentă pentru viitor. Pe baza Strategiei NUMBER ONE > NEXT, acesta este caracterizat de un nivel ridicat al eficienţei şi de procese robuste. Competenţa în producţie a BMW Group reprezintă un avantaj competiţional decisiv şi contribuie la profitabilitatea companiei şi la succesul sustenabil al acesteia.

Calitatea şi viteza de reacţie, precum şi flexibilitatea sunt factorii principali în sistemul de producţie BMW. Digitalizarea, conceptele modulare standardizate şi construcţia compozită inteligentă atestă nivelul ridicat de competenţă din cadrul reţelei de producţie. În acelaşi timp, sistemul de producţie oferă un nivel foarte înalt de personalizare şi permite ca specificaţiile clientului să fie modificate până la şase zile înainte de livrare.