High Tech przy taśmie montażowej

Skomputeryzowana, wydajna i bardzo nowoczesna – od 2018 roku Volkswagen przekształca fabrykę w Zwickau w specjalistyczny zakład produkcji samochodów elektrycznych tworząc w niej jedno z centrów ofensywy w tej dziedzinie. Zainwestowano tu już 1,2 miliarda euro. Planuje się produkcję sześciu modeli należących do trzech marek: Audi, Seata i Volkswagena.

Elektryczna ofensywa koncernu Volkswagen

Volkswagen z wielką konsekwencją i zaangażowaniem pracuje nad rozwojem samochodów elektrycznych. Do 2025 roku koncern – zależnie od sytuacji na rynku – zamierza produkować i sprzedawać rocznie do trzech milionów takich aut. Pojawić ma się ponad 70 nowych, zelektryfikowanych modeli koncernu, wśród nich 50 z wyłącznie elektrycznym napędem. W tym celu Volkswagen mocno inwestuje w rozwój elektrycznej mobilności – do końca 2022 roku planuje wydać na ten cel ponad 30 miliardów euro. Chińskie spółki koncernu zainwestują w najbliższych latach kolejne 15 miliardów euro.

Dla realizacji tych celów niezwykle ważna jest nowoczesna infrastruktura. Volkswagen dokonuje przebudowy fabryki w Zwickau tworząc z niej największy i najwydajniejszy zakład produkcji elektrycznych aut w Europie, aut skonstruowanych w oparciu o opracowaną specjalnie na potrzeby samochodów elektrycznych płytę podłogową określaną skrótem MEB. Zakład w Zwickau jest wyposażany w najnowocześniejsze rozwiązania techniczne, dzięki którym praca w nim będzie efektywna i zgodna z zasadami ergonomii. Oznacza to zastosowanie wszędzie gdzie to możliwe robotów oraz urządzeń autonomicznych. Chodzi też o nowy rodzaj współpracy między człowiekiem, a maszyną, w tym przypadku – robotem.

Czynności wykonywane przez automaty

Przeprowadzane zmiany są widoczne przede wszystkim w dziale montażu. W najbliższych latach stopień automatyzacji ma tu wzrosnąć dwukrotnie. Oznacza to, że zwiększy się liczba robotów. Czynności wykonywane przez nie równolegle do przesuwającej się taśmy montażowej z rzeczy niegdyś wyjątkowej stały się regułą: na przykład podczas montowania szklanego dachu w samochodzie taśma z przesuwającą się karoserią nie zatrzymuje się – to robot przesuwa się wzdłuż linii montażowej i przy pomocy długiego ramienia automatycznie nakłada dach na nadwozie.

Współpraca człowieka z maszyną

Człowiek i automat pracują teraz „ręka w rękę”. Automat nie zastępuje pracownika, lecz uzupełnia zestaw wykonywanych przez niego czynności uwalniając go od tych szczególnie uciążliwych. Dotyczy to np. wszelkich prac, które dotąd pracownik wykonywał z podniesionymi rękami ponad głową oraz podnoszenia ciężkich elementów. Współpraca ta odbywa się we wspólnej przestrzeni, człowiek i robot nie są od siebie odgrodzeni żadną barierą.

Montaż elementów kabiny samochodu również jest wykonywany automatycznie. Robot przemieszcza się wzdłuż taśmy z tą samą prędkością co ona instalując – całkowicie automatycznie – tablicę rozdzielczą wewnątrz kabiny. Podczas montażu przedniej i tylnej osi samochodu decydującą rolę również odgrywają procesy automatyczne – także w tym przypadku to automat podnosi ciężkie elementy i przytwierdza je do podwozia. Całość jest łączona śrubami z wykorzystaniem tzw. X-Gun, czyli urządzenia automatycznie zaopatrywanego w śruby. Człowiek i robot pracują też „ramię w ramię” przy montażu uszczelek. Pracownik zakłada je ręcznie, a robot mocuje potem automatycznie na drzwiach.

Procesy automatyczne są wykorzystywane nie tylko do instalacji kolejnych elementów. W przyszłości Volkswagen będzie korzystał z automatów także podczas zestrajania zawieszeń samochodów. Kiedyś zawieszenie zestrajano gdy auto znajdowało się już przy końcu linii montażowej, teraz będzie się to działo równolegle do procesu produkcji (gdy samochód nie ma jeszcze kół!). Ta sama zasada dotyczy montażu i regulacji reflektorów.

Zastosowanie nowych technologii w Volkswagenie ID.3¹⁾, który jest produkowany w Zwickau od 4 listopada, pozwoliło na wykorzystanie kolejnych automatów podczas produkcji: elementem wyposażenia pierwszego całkowicie elektrycznego samochodu marki Volkswagen jest wyświetlacz head-up wykorzystujący technologię rzeczywistości rozszerzonej. Urządzenie to wyświetla wskazania nawigacji w polu widzenia kierowcy w taki sposób, że wyglądają one, jakby zostały namalowane na jezdni. Kalibrację tego urządzenia również wykonują roboty całkowicie automatycznie.

¹⁾ – samochód nie jest jeszcze oferowany w sprzedaży

Rodzina ID.

Modele z rodziny ID. zostały skonstruowane pod kątem zastosowania w nich elektrycznych układów napędowych i optymalnie wykorzystują możliwości, jakie zapewnia ta technologia. Mają daleki zasięg, przestronne wnętrza, dynamiczne właściwości jezdne oraz prezentują nieznany dotąd wysoki poziom cyfryzacji. Produkcja pierwszego modelu z tej rodziny – kompaktowego ID.3¹⁾ – już się rozpoczęła. Wkrótce dołączą do niego ID.BUZZ²⁾, limuzyna ID.VIZZION³⁾ oraz SUV-y: ID.CROZZ⁴⁾ i ID. ROOMZZ⁵⁾. Volkswagen będzie w przyszłości oferował atrakcyjne samochody elektryczne w każdym segmencie rynku – od aut kompaktowych, aż po dużego lifestylowego Bulli. W 2025 roku marka zamierza sprzedawać na świecie co najmniej milion samochodów elektrycznych rocznie.

¹⁾ – samochód nie jest jeszcze oferowany w sprzedaży

^2-5) – modele studyjne

Dzięki wyposażeniu w aparaturę pomiarową i kamerę automaty znajdują zastosowanie również przy kontroli jakości, dostarczając precyzyjnych danych na temat szerokości szczelin pomiędzy elementami nadwozia czy dokładności montażu drzwi. Dzięki tym danym można od razu stwierdzić, że drzwi zostały przesunięte np. o milimetr za daleko w przód lub w tył. Informacje te urządzenie pomiarowe wysyła do działu kontroli montażowej. Zastosowanie automatów pozwala zmniejszyć udział kontroli mechanicznej i zapewnia najwyższą jakość.

Wykorzystanie automatów w różnych procesach produkcyjnych

Przekształcając fabrykę w Zwickau i przebudowując hale Volkswagen w coraz większym stopniu stawia na urządzenia automatyczne i autonomiczne:

Dział pras. Kiedyś pracownicy zdejmowali z taśmy wykrojone przez prasę elementy karoserii i składowali je w pojemnikach. W przyszłości czynność tę przejmą roboty – dzięki systemowi kamer rozpoznają obecność części na taśmie, zdejmą ją i włożą do odpowiedniego pojemnika.

Dział karoserii. Tutaj pracownicy sterują robotami przy pomocy gestów. Oznacza to, że człowiek ruchem rąk kieruje ramieniem robota, które trzyma element karoserii. Dzięki czujnikom i kamerom robot umieszcza daną część w pozycji, która umożliwia specjaliście dokonanie jej oceny. To sprawia, że kontrola jakości jest jeszcze skuteczniejsza. Dział karoserii dysponuje także urządzeniem umożliwiającym automatyczny montaż nawet czterech różnych rodzajów pojazdów. Również drzwi, które do działu montażu karoserii dostarcza się na taśmie, są montowane do nadwozia przez automaty.

Lakiernia. Kiedyś specjaliści sprawdzali jakość montażu nadwozia wizualnie oraz przeciągając dłonią i opuszkami palców po karoserii. Dzisiaj kontrola powierzchni nadwozia jest wykonywana całkowicie automatycznie. Polakierowana karoseria zostaje sprawdzona przez specjalny skaner, który rozpoznaje błędy w strukturze lakieru, wizualizuje je i weryfikuje bez udziału człowieka.

Logistyka. Akumulatory dostarczane koleją z fabryki w Brunszwiku są rozładowywane i dostarczane do miejsca składowania automatycznie. Elektryczny pojazd ciężarowy transportuje je później do hali montażowej. Nie tylko transport za pośrednictwem robotów oraz przenoszenie elementów odbywa się tutaj automatycznie – same akumulatory również są umieszczane finalnie w podłodze pojazdu przez roboty.

Wśród pozostałych rozwiązań, dzięki którym fabryka w Zwickau zasługuje na miano zakładu high-tech znajdują się nowy system transportu obywający się bez kierowcy i pozwalający na skrócenie, bądź wydłużenie linii montażowej. Dzięki temu można elastycznie reagować na zmiany w procesie produkcji. W fabryce w Zwickau znajduje się również centrum druku 3D, w którym wytwarza się narzędzia służące do montażu oraz elementy prototypowe. Jest tu także system lokalizacji, za pomocą którego można precyzyjnie określić, gdzie w danej chwili znajduje się konkretny produkowany pojazd.

Plany dotyczące zastosowania sztucznej inteligencji

Zmiany nigdy nie mają końca – także w przyszłości Volkswagen zamierza wprowadzać w fabryce w Zwickau nowe rozwiązania modernizacyjne. Jakość połączeń wtykowych i śrubowych ma być kontrolowana przez system kamer wykorzystujący technologię sztucznej inteligencji. Poza tym, w przyszłości roboty będą przy pomocy śrub mocować osłony podwozia.

Już dzisiaj fabryka w Zwickau jest najnowocześniejszym zakładem produkcji samochodów elektrycznych w Europie. W Saksonii nie zamierzają szybko oddać innym tego tytułu.