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BMW 如何用數位孿生加上機器狗,管理英國工廠每年 40 萬台引擎、140 萬個零件生產資料?

越來越多工廠邁向自動化,設備運作時產生的數據雖然寶貴,管理卻是極大挑戰。BMW Hams Hall 工廠創新和數位化團隊的技術負責人 Brad Tomlinson 表示,「儘管 BMW 掌握(工廠)所有的數據系統,我們發現仍然存在許多盲點。」

BMW 位於英國伯明罕附近的 Hams Hall 工廠,每年生產超過 40 萬台引擎和 140 萬個機械零件,機台與系統運轉所產生的資料量極為龐大。對 BMW 來說,要讓資料發揮價值,除了要理解數據,更重要的是找出資料盲點,但可以怎麼做?

過去,BMW 一度建立超過 400 個自訂儀表板來彙整、分析數據,背後甚至使用不同的資料存取方式。很明顯地,BMW 需要一個所有員工都能存取的「單一資訊來源」,因此 2 年前就開始打造集中資料蒐集的基礎設施──全廠的數位孿生模型,整合超過 15 個 IT 系統。值得關注的是,BMW 因此發現部分區域缺少了現場設備的運作數據。

BMW 的數位孿生共分為三層架構:第一層是工廠的 3D 可視化模型,第二層為由自動化設備、IT 系統等裝置持續回傳的資料層,第三層則是將數據整理為可讀、可追蹤的應用層,用於品質控管、生產規劃等決策支援。員工可透過手機或平板即時查看數位孿生模型,掌握工廠特定系統的運作狀況。

BMW 發現,Hams Hall 工廠內部擁有涵蓋管線、冷卻系統與液壓面板的龐大地下通道系統,這些設施容易發生漏氣問題,卻缺乏檢查數據。因此,BMW 意識到下一步是協助維修人員擴大檢查工作來補足資料。

裝感測器太貴、靠人力太慢,機器狗成理想選項

然而,如要擴大檢查作業範圍,BMW 評估以人力檢查不只耗費時間,也會占用維修人員的主要工作時間;但如全面部署物聯網感測器,成本過高且佈建時間需耗費數年。因此,BWM 決定透過波士頓動力的可自動行走四足機器人 Spot(於廠內命名為 SpOTTO),為數位孿生蒐集有價值的資料。

SpOTTO 機器狗搭載熱像儀、360 度攝影機、聲學感測器與雷達掃描儀,可沿著預定路徑每日或每週自動完成指定區域的巡檢任務,並偵測包括設備溫度異常、空氣洩漏等問題。

數位孿生串連現場巡檢資訊,放大決策效率

SpOTTO 所蒐集的資料會即時串連至數位孿生平台,員工可以在數位孿生放大特定區域畫面,檢視巡檢紀錄,並在遠端直接提交維修請求。透過平板控制,工程團隊也可讓 SpOTTO 協助臨時巡查異常振動或可疑聲響,有助於即時研判是否需要立刻維修。

此外,SpOTTO 的操作門檻低,也成為 BMW 實習生與新進人員熟悉工廠環境的助手。BMW 表示,虛擬化、自動化與 AI 是 BMW 工廠策略的一部分,機器狗除了能幫數位孿生蒐集有價值的資料,另方面也成為維護生產設施的監督者。

自去年開始,BMW 持續測試機器狗其他潛力應用,例如讀取類比操作控制器,或執行一連串複雜動作,進入人類難以觸及的區域。除了 Hams Hall 工廠之外,BMW 集團旗下的其他工廠也正在測試導入機器狗的可能性。

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*本文開放合作夥伴轉載,資料來源:《The Robot Report》BMWBoston Dynamics,首圖來源:BMW