指南文本/黃巨峰整理/華南智能制造

Feuerbach工廠和Reutlingen工廠作為博世集團“傳統(tǒng)”和“新”工廠的代表，將分別如何推進(jìn)工業(yè)4.0？

博世集團是世界第一大汽車技術(shù)供應(yīng)商，德國百年知名企業(yè)。

博世以其創(chuàng)新尖端的產(chǎn)品及系統(tǒng)解決方案聞名于世，業(yè)務(wù)范圍涵蓋了汽油系統(tǒng)、柴油系統(tǒng)、汽車底盤控制系統(tǒng)、汽車電子驅(qū)動、起動機與發(fā)電機、電動工具、家用電器、傳動與控制技術(shù)、熱力技術(shù)和安防系統(tǒng)等。

博世公司為何如此強大？來看看博世如何通過研發(fā)和技術(shù)來驅(qū)動創(chuàng)新、未來，改變出行以及成為全世界可靠的信任伙伴的~

（視頻由e-works翻譯整理）

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Source：Bosch

在全球，博世有超過250家工廠，參觀的Feuerbach工廠是博世最古老的工廠之一，有一百多年的歷史；Reutlingen工廠是領(lǐng)先的汽車電子芯片生產(chǎn)工廠，于2009年建成。

▲博世Reutlingen工廠外景

Feuerbach工廠和Reutlingen工廠作為博世集團“傳統(tǒng)”與“新”工廠的代表，它們分別是如何來推動工業(yè)4.0呢？帶著疑問往下看吧~

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Feuerbach工廠數(shù)字化全面應(yīng)用

全面掌控制造過程

博世Feuerbach工廠是全球最大的單體生產(chǎn)工廠，一萬多名員工在此進(jìn)行柴油機共軌系統(tǒng)零部件生產(chǎn)及總裝、汽油機系統(tǒng)零部件生產(chǎn)、非標(biāo)自動化設(shè)備生產(chǎn)等工作。

▲部分考察團成員 在博世Feuerbach工廠合影

在Feuerbach工廠，參觀了高壓共軌油泵CP4的生產(chǎn)車間和裝配車間，包括CP4殼體的5條自動化生產(chǎn)線和裝配線，體驗了數(shù)字化技術(shù)在其設(shè)備在線監(jiān)測和預(yù)測性維護、能源監(jiān)測和節(jié)能、智能物料超市、生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化、安全的協(xié)作機器人等方面的應(yīng)用。

設(shè)備在線監(jiān)測和預(yù)測性維修

為了對CP4殼體生產(chǎn)線加工機床主軸的生產(chǎn)狀況進(jìn)行有效的監(jiān)測，實現(xiàn)主軸的預(yù)測性維護，博世對機床設(shè)備實施了數(shù)字化管理，在每一個主軸上安裝了4個傳感器，采集主軸運行的參數(shù)，對機床運行狀態(tài)和效率進(jìn)行實時監(jiān)控，并基于大數(shù)據(jù)分析進(jìn)行機床故障診斷，包括機床是否在加工、主軸是否有異常，主軸是否需要更換等等。

據(jù)介紹，博世以前對機床的主軸采取的是預(yù)防性維修方式，3個月定期更換一次，現(xiàn)在通過加上傳感器，大大提高了主軸的使用壽命，減少了機床停機時間，降低了備品備件數(shù)量。博世主軸庫存減少了25%，生產(chǎn)效率提升了5%。另外，在Feuerbach工廠還可以實時監(jiān)測到捷克油泵工廠的生產(chǎn)情況。

能源監(jiān)測和節(jié)能

在能源監(jiān)測方面，博世通過自動化采集能耗監(jiān)測點的能耗和運行數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了對全廠能耗的統(tǒng)一管理和監(jiān)控。接待員介紹，基于能源監(jiān)測系統(tǒng)，博世可以全方位查看每一個點的能耗情況，包括每一臺設(shè)備、每一個工位，每一天的能耗。

可以通過對一段時間的能耗大數(shù)據(jù)分析，獲取每一個部位在某一個時間段的能耗特征和參考值，當(dāng)某個能源點出現(xiàn)異常增高時，說明該能耗點所對應(yīng)的設(shè)備出現(xiàn)了問題，即進(jìn)行相應(yīng)的診斷和排查；可以對同一產(chǎn)品在不同產(chǎn)線上加工時能源使用情況的分析與對比，尋找生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的節(jié)能潛力，實現(xiàn)產(chǎn)線能耗優(yōu)化；可以實時計算每個能源點的價格，將能耗降低指標(biāo)折算到每一臺設(shè)備，進(jìn)而完成年度節(jié)能目標(biāo)。

博世強調(diào)，對員工進(jìn)行培訓(xùn)，提高員工的節(jié)能意識、培養(yǎng)良好的工作習(xí)慣是降低能耗的有效手段。

智能物料超市

在裝配車間，展示了智能物料超市的應(yīng)用，基于RFID技術(shù)，其能夠自動識別超市料架上的商品型號、數(shù)量等信息，并能通過操作臺上顯示器顯示的紅、綠不同顏色，幫助工人準(zhǔn)確的將物料放到正確的位置，一旦出現(xiàn)錯誤還可以給予提示和預(yù)警，大大提高了工人工作效率，確保了線邊物料的高效和準(zhǔn)確。

▲博世Feuerbach工廠智能物料超市

生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化

Feuerbach工廠還通過ActiveCockpit實現(xiàn)了生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化的應(yīng)用。ActiveCockpit是博世力士樂開發(fā)的一套生產(chǎn)管理系統(tǒng)，它將生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)及信息，包括生產(chǎn)計劃、質(zhì)量數(shù)據(jù)管理等信息，實時處理并顯示，包括自動生成報表，自定義生產(chǎn)數(shù)據(jù)匯總視圖等。

▲博世通過ActiveCockpit 實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化

相比傳統(tǒng)的手動調(diào)取生產(chǎn)數(shù)據(jù)、打印出來并粘貼在看板上，這種方式更快捷、更清晰，另外實時的數(shù)據(jù)可以讓企業(yè)即時優(yōu)化生產(chǎn)流程，使生產(chǎn)管理變得更高效。

此外，在檢測生產(chǎn)線，工人通過佩戴集成多功能掃描儀的工作手套（支持1D/2D條形碼、RFID等數(shù)據(jù)的讀?。┩瓿芍匾臋z測工序。通過這種手套代替?zhèn)鹘y(tǒng)的槍式掃描儀，改善了檢測人員的工作環(huán)境，極大釋放了工人的雙手，發(fā)揮了人的能動性。

協(xié)作機器人APAS

最后，還參觀了位于此地的博世工業(yè)4.0實驗室，接待員詳細(xì)講解了協(xié)作機器人APAS（自動化生產(chǎn)輔助系統(tǒng)）。APAS是在FANUC機器人基礎(chǔ)上增加了一件黑色的“衣服”，這個外衣是觸覺檢測裝置，當(dāng)觸碰到人時能夠自動停止。另外，APAS有一個電子圍欄，當(dāng)人靠近時，機器臂會自動減速度甚至停止運作，而當(dāng)人離開時又立刻自動恢復(fù)高速運作，確保安全協(xié)作。

▲APAS自動化生產(chǎn)輔助系統(tǒng)

在工業(yè)4.0實驗室，還展示了人機交流以及通過AR技術(shù)輔助設(shè)備人員進(jìn)行設(shè)備維修的應(yīng)用場景。在人機交互方面，機床加工數(shù)據(jù)和狀態(tài)等可直接通過投影儀，映射到工作臺的玻璃面板(貼有一層特殊薄膜)上，形成觸摸式的人機交互圖形界面，工人可以直接進(jìn)行操作，實現(xiàn)人與流水線的信息交流。

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Reutling工廠強調(diào)以人為本

打造自動化少人工廠

博世Reutlingen工廠是領(lǐng)先的汽車電子芯片生產(chǎn)工廠，主要生產(chǎn)ECU控制器芯片、加速度、轉(zhuǎn)速、質(zhì)量流量、壓力和環(huán)境溫度傳感器等芯片，同時它也是傳感器的領(lǐng)先生產(chǎn)商。目前該廠日均生產(chǎn)1500萬枚芯片和4500萬件機電一體化產(chǎn)品。值得一提的是，博世在芯片制造方面擁有超過1000項專利。

▲部分考察團員在 博世羅伊特林根工廠合影

在Reutlingen工廠，IT和自動化部門經(jīng)理Peter Buseck首先詳細(xì)介紹了Bosch的工業(yè)4.0理念和工業(yè)發(fā)展路徑。博世定義工業(yè)4.0的7大特征包括：

1、快速集成和靈活配置；

2、開放標(biāo)準(zhǔn)；

3、以人為核心；

4、實時的虛擬鏡像；

5、數(shù)字化的產(chǎn)品周期管理；

6、安全的價值創(chuàng)造網(wǎng)絡(luò)；

7、分布式智能。

Peter Buseck強調(diào)人才是工業(yè)4.0體系中最重要的因素。

Peter進(jìn)一步指出，在推進(jìn)工業(yè)4.0的進(jìn)程中，博世既是工業(yè)4.0實踐的用戶，也在自身實踐的基礎(chǔ)上，提煉出了軟硬件相結(jié)合的工業(yè)4.0解決方案，成為了領(lǐng)先的技術(shù)與服務(wù)供應(yīng)商。

▲博世既是工業(yè)4.0實踐的用戶， 也是領(lǐng)先的技術(shù)與服務(wù)供應(yīng)商

隨后，參觀了高度自動化的芯片生產(chǎn)車間。在生產(chǎn)過程中，博世通過精益生產(chǎn)管理、物流系統(tǒng)、MES系統(tǒng)、Run-to-Run閉環(huán)生產(chǎn)控制回路以及實時生產(chǎn)調(diào)控等技術(shù)，實現(xiàn)了高度的生產(chǎn)自動化與數(shù)字化。

為了保證不同批次之間產(chǎn)品品質(zhì)的一致性，Reutlingen工廠采用了Run-to-Run控制技術(shù)，主要根據(jù)歷史批次制程中產(chǎn)品特性的檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析結(jié)果，對設(shè)備參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，目前實現(xiàn)了成熟產(chǎn)品99.9%的良率，新產(chǎn)品95%的良率。未來，還可以根據(jù)上一次批次中檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析結(jié)果，對下一批次生產(chǎn)過程進(jìn)行自動化改進(jìn)。

▲Reutlingen工廠內(nèi)部 （禁止拍照，圖片源于網(wǎng)絡(luò)）

在物流環(huán)節(jié)，Reutlingen工廠將標(biāo)準(zhǔn)化的承載晶圓片的儲藏盒作為一個智能單元，通過空中懸掛小車、自動化立體倉庫、agv小車等進(jìn)行輸送與流轉(zhuǎn)。另外，每個儲藏盒都有專屬的RFID芯片，每經(jīng)過一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，讀卡器會自動讀出相關(guān)信息，包括儲藏盒所處的工位、已經(jīng)完成的工序、下一個工序等，并反饋到控制中心進(jìn)行相應(yīng)處理。

▲博世Reutlingen工廠芯片生產(chǎn)車間 （禁止拍照，圖片源于網(wǎng)絡(luò)）

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后記

在參觀完博世工廠后，從博世兩家工廠的實踐中，能看到：

● Feuerbach工廠作為一家擁有強大歷史積淀的工廠，在智能化升級與改造中，并沒有一味追求“高大上”，而是結(jié)合精益思想，從細(xì)節(jié)上優(yōu)化，工廠已全面覆蓋WIFI，并大量了應(yīng)用RFID、傳感器等技術(shù)，實現(xiàn)了能耗管理、設(shè)備智能維護等；

● Reutlingen工廠則在工藝、物流上追求自動化、高效化的同時，強調(diào)人在系統(tǒng)中的重要性。

在推動工業(yè)4.0過程中，兩家工廠都非常務(wù)實、專注，不盲目追求全自動化，并充分結(jié)合技術(shù)可行性、投入產(chǎn)出比等因素有選擇的使用自動化；重視數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用；強調(diào)以人為本等。這些給我們帶來了極大的啟發(fā)，也希望您能從本文中得到一些感悟或感想，歡迎留言喔~