北美「最自動化」汽車工廠曝光!現代汽車怎麼讓機器人、人類各司其職?

韓國車廠現代汽車正在美國打造一座「未來工廠」,這座位於喬治亞州 Ellabell、耗資約 126 億美元的 Hyundai Motor Group Metaplant,號稱是北美自動化程度最高的汽車工廠,也是現代提升美國本土電動車與電池產能的核心基地。

這裡集結約 850 台機器人、300 台無人搬運車 AGV,並融入了 AI 品管系統、數位孿生技術,以及四足機器狗 Spot。儘管機器人大軍令人目不暇給,但是人類在現代汽車的製造過程中,仍扮演不可或缺的角色。

一座從零開始打造的超級工廠

現代表示,Metaplant 提供了從零設計電動車工廠的機會,而不是改建舊燃油車產線。相比之下,特斯拉在加州、Rivian 在伊利諾州皆採用改建方式。

Metaplant 年產能可達 50 萬輛,製造 Hyundai、Kia 與 Genesis 等品牌車款。現代高層告訴《IEEE Spectrum》,這座工廠的自動化程度已足以媲美、甚至超越日本最先進的製造基地。

在工廠物流區,氫燃料電池貨車載來的零件由 850 台機器人自動卸載。廠內約 300 台 AGV 依照 AI 計算的節奏自主運送零組件,不需軌道也不需人工指揮。到了生產線末端,AGV 還會像雪橇般滑入車底,把車輪夾起、抬升、再把整車運往停放區,完全不需人力駕駛。

這些流程讓人力從搬運與路徑判斷中解放出來,不再依靠經驗決定「零件該去哪裡」。

焊接、沖壓、搬運交給機器人

現代將「危險、疲勞、重複性高」及需要高度速度與精確度的任務全面交給機器人,例如焊接車體、沖壓金屬件、搬運大型車門與組件等。

在多數生產區,人類幾乎不在場。金屬機械臂把鋼板送入沖壓設備,壓製成車架元件;接著,一整排機器人會在無需人工介入的情況下完成焊接。

Metaplant 的焊接車間部署 475 台工業機器人。《IEEE Spectrum》指出,它們能自動壓製車頂、葉子板、車頭蓋等部件,並將成品送往高架儲位。

特別的是,現代首次在量產線上以協作機器人「裝車門」,並能在無安全圍欄的情況下與人並肩工作。這項任務極為繁瑣,必須在不刮傷烤漆的情況下完成。現代 Metaplant 整車組裝部門主管 Jerry Roach 說,這些機器人總是能把車門裝在同樣的位置,對於品質提升相當重要。

機器狗、數位孿生上線,未來加入人形機器人

波士頓動力的四足機器狗 Spot 也在 Metaplant 上班。它利用攝影機、感測器與「運動智慧」巡檢焊點,找出可能的瑕疵。未來,Modern 也將部署雙足人形機器人 Atlas,以支援更複雜的物料搬運與組裝。

《Business Insider》指出,Metaplant 已建置 AI 數位孿生系統,可同步反映工廠狀況。一旦發生品質異常,AI 能立即回溯資料、找出可能原因並提出調整建議。這讓工廠的品管流程從「人工抽查」變成「全時監測」,並讓每台車在完成前至少通過 23 道 AI 或機器人檢查。

精密與「手感」仍無法被取代──人類負責最後把關

從塗裝完成後的階段開始,才進入以人工作業為主的環節。在這裡,人類負責檢查漆面刮痕、內裝間隙一致性、狹窄空間安裝作業、線束定位確認,以及最終試車等需要高度敏感度與細節判斷的任務。

《華爾街日報》報導指出,儘管 Metaplant 的機器人數量達到驚人規模,但仍有約 1,450 名員工與機器人並肩合作,人機比例約為 2 比 1,遠低於美國汽車業平均的 7 比 1。

「觸覺手感、知道卡扣何時真正卡住、能對產線上的變化立即反應,比如線束沒有完全按照路徑擺放——這些都是人類做得最好的地方,」工廠整車組裝部門主管 Jerry Roach 表示。

金屬加工線員工 Unice Youmans 表示,她的工作需要大量手感與細節判斷,「我不認為機器能做到我們現在做的事。」

現代汽車 CEO José Muñoz 也強調,工廠並非要消滅人力,而是要讓人類做更有價值的工作,「我們不是要最小化人力,而是最大化人的能力。」

高度自動化的工廠,為什麼人類仍需最後把關?

儘管 AGV、物流機器人、焊接手臂、協作機器人與 AI 技術快速進化,Metaplant 仍預計在 2031 年前將員工增加到 8,500 人。這反映出現代在北美的供應鏈佈局,以及在高精度組裝與最終品管上仍依賴人類專業。

在現代汽車工廠中,人類仍負責最核心的品質管控工作,包含組裝線上的檢查,以及整車完成後的最終檢測。

其中最後一道關卡位於廠外的測試跑道,完成的 Ioniq 車款會透過自動導引車(AGV)送來進行路試。

測試領班 Chico Murphy 開著 Ioniq 9 SUV 駛過鋪有凸起的測試路段,透過聽覺與體感判斷是否有鬆動與異音;他也測試煞車、爬坡與高速加速。他說,只要人類還在開車,就會希望由人類來做最後的把關。

「我覺得大家會希望知道那邊有一個人,」他認為,「比起只依賴某台機器,這讓他們感到更安全一些。」

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*本文開放合作夥伴轉載,資料來源:《IEEE Spectrum》《WSJ》《Business Insider》,首圖來源:Hyundai Motor Group Metaplant America