對于蘭茨胡特寶馬工廠噴射鑄造、壓鑄和發(fā)泡生產(chǎn)主管卡爾-鮑爾（Karl Bauer）來說，零缺陷文化以及工作流程和工藝的持續(xù)優(yōu)化是日常業(yè)務的一部分（圖片：寶馬集團）

鑄造是一門經(jīng)典工藝。寶馬在蘭茨胡特工廠證明，在鑄造過程中，向智能工廠方向轉(zhuǎn)動的不僅僅是小型控制桿。部門主管卡爾·鮑爾 (Karl Bauer) 在接受德國專業(yè)媒體采訪時解釋了這是如何運作的。

問

鑄造車間是一個經(jīng)典的老式生產(chǎn)區(qū)。您是如何使其與時俱進的？

答

向電動汽車轉(zhuǎn)型不僅要改變產(chǎn)品組合。產(chǎn)品的轉(zhuǎn)型也意味著工藝的改變。多年來，我們一直在鑄造車間為這一變革做好準備。因此，我們不僅掌握了經(jīng)典的曲軸箱和氣缸蓋的鑄造工藝，還掌握了全新的要求，例如汽車電動驅(qū)動單元的中央外殼。創(chuàng)新實力與現(xiàn)場專家的結(jié)合催生了新的工具，包括借助數(shù)字化技術(shù)，使我們的生產(chǎn)更加輕松，并確保了質(zhì)量。在模擬的幫助下，我們還為電動汽車復雜的中央外殼開發(fā)了一種新的鑄造工藝 - 噴射鑄造，并獲得了專利。作為多年前啟動的數(shù)字化計劃的一部分，我們還實現(xiàn)了整個報告系統(tǒng)以及質(zhì)量和產(chǎn)量評估的自動化。總之，我們研究了如何使我們的業(yè)務更加高效和智能。

問

您已經(jīng)提到了一些工具和儀器。首先，參數(shù)監(jiān)測是怎么回事？

答

為了讓您對其規(guī)模有所了解：僅中央機殼就需要在系統(tǒng)上設置約 8000個參數(shù)。如果我們在生產(chǎn)中改變了一個衍生產(chǎn)品，這些參數(shù)就必須使用所謂的參數(shù)表進行手動設置和檢查。為了實現(xiàn)零缺陷的目標，我們改變了這一流程。作為數(shù)字化計劃的一部分，我們清楚地認識到，我們需要一個由信息技術(shù)支持的系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中，我們可以存儲一種配方，并將其自動傳輸?shù)轿覀兊南到y(tǒng)中。因此，我們在市場上尋找合適的解決方案，但并沒有找到。因為這對我們來說過去和現(xiàn)在都是一個非常重要的課題，所以我們自己的 IT 團隊開發(fā)了一個應用程序，技術(shù)專家可以在應用程序中存儲相關(guān)參數(shù)，并將其保存為"配方"。然后，只需按一下按鈕，這些參數(shù)就會自動傳輸?shù)较到y(tǒng)中，這樣我們就能百分之百地確保只按照所需的參數(shù)進行澆鑄。如果參數(shù)出現(xiàn)偏差或有人改變了某些參數(shù)，系統(tǒng)會識別并立即停止?jié)茶T過程。

問

這與所謂的以增值為導向的生產(chǎn)系統(tǒng) WPS 有何聯(lián)系？

答

這是對整體的補充。我們談論的是一個巨大的推動力。我們的目標是追求卓越的流程。這意味著百分之百的零缺陷態(tài)度，以及對工作流程和工藝的持續(xù)優(yōu)化。我們還將領班的角色融入到工作組織中。他的任務是在技術(shù)問題上減輕領班的負擔，從而使領班有更多的時間進行管理。領班早上會收到他所需要的所有信息，從而可以全神貫注于自己的任務，即優(yōu)化流程、減少流程中斷、維持生產(chǎn)和培訓新員工。

問

那么數(shù)字化戰(zhàn)略還包括人的部分，即主管作為導師？

答

非常正確。對我們來說，數(shù)字化不是為了數(shù)字化而數(shù)字化，而是為了真正帶來進步、提高效率和可持續(xù)性而數(shù)字化，這一點非常重要。說到數(shù)字化，我們自然不僅要看自己的內(nèi)部，還要看其他的 OE，并進行適當?shù)幕鶞蕼y試。畢竟，我們談論的是資本密集型工廠，高產(chǎn)能利用率在其中發(fā)揮著重要作用。顯然，所有的技術(shù)成就只有在員工加以利用時才有意義。因此，另一個重要的關(guān)鍵詞是傳達目標感。在蘭茨胡特，我們擁有非常善于溝通和開放的文化。大家都知道，我們必須在成本和質(zhì)量方面保持競爭力。

問

讓我們來談談您在開頭提到的新型噴射鑄造工藝。請解釋一下它的工作原理以及替代方案。

答

我們電動汽車的新型中央殼體是一個高度集成的部件，其中集成了高性能電子元件、變速箱、定子和轉(zhuǎn)子，冷卻系統(tǒng)也是模制的。這在一定程度上導致了部件的復雜性，一方面是厚壁，另一方面是薄壁區(qū)域或表面。此外，還有一定的扭轉(zhuǎn)要求和較高的質(zhì)量要求。噴射鑄造工藝是一種創(chuàng)新的鑄造工藝，由蘭茨胡特的輕金屬鑄造廠開發(fā)并申請了專利。在這一工藝中，模具通過噴射器從內(nèi)部填充，因此不需要額外的澆口系統(tǒng)。這可以為每個部件節(jié)省多達 40% 的熔料。由于注射器始終位于熔池上部，因此鑄?？梢栽谳^低的熔體溫度下澆注，從而進一步節(jié)約能源，縮短凝固時間，即循環(huán)時間。更快地凝固還能獲得更精細的微觀結(jié)構(gòu)和更好的機械性能。該工藝適用于生產(chǎn)所有可采用標準重力壓鑄工藝生產(chǎn)的鋁鑄件。充型和凝固方面的優(yōu)勢還使其能夠生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復雜、機械要求高的薄壁部件。

問

人工智能目前廣受贊譽。在蘭茨胡特，您也依靠這一工具在計算機斷層掃描中進行質(zhì)量控制。人工智能在鑄造廠中的作用是什么？

答

計算機斷層掃描是用于復雜中心殼體的正確工具，同時也適用于其他部件。就像在醫(yī)學中一樣，它可以用來獲得三維圖像。就外殼而言，任何孔隙、氣孔、氣泡等都可以很快識別出來。在掃描過程中，我們會生成高達千兆字節(jié)的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)必須在很短的周期內(nèi)進行分析。僅評估就需要數(shù)字化。然后，CT 掃描中的許多成分可以通過算法進行識別，并在大量圖像的幫助下進行訓練，這是人類永遠無法處理的。人工智能就是為此而生的。順便提一下，我們的檢查不涉及隨機抽樣；我們掃描百分之百的部件。

問

您認為人工智能在未來還有哪些應用？

答

鑄造是最古老的行業(yè)之一。轉(zhuǎn)型當然是一項重大挑戰(zhàn)。我們需要處理大量參數(shù)。我們希望人工智能能夠提前為我們提供行動建議，以便生產(chǎn)出始終如一的高質(zhì)量產(chǎn)品。不僅要考慮車間溫度和濕度等外在影響因素，還要考慮熔體波動或模具變化等內(nèi)在因素。我們已經(jīng)在分析和記錄所有這些參數(shù)，目的是編寫機器學習算法并成功實施。

問

新車型將于 2025 年底或 2026 年初推出。新一代車輛在部件方面會給蘭茨胡特帶來哪些挑戰(zhàn)？

答

車輛顯然會帶來新的要求、新的幾何形狀，因此也會帶來新的產(chǎn)品。我們在現(xiàn)階段無法提供任何細節(jié)。但我們可以肯定的是：上述中央外殼等部件的鑄造技術(shù)當然也將應用于新一代汽車。

問

新一級轎車采用經(jīng)典的鋼制車身。在車身結(jié)構(gòu)方面，一些競爭對手正在轉(zhuǎn)向鋁壓鑄技術(shù)，即所謂的一體化壓鑄或巨型鑄造技術(shù)，用于生產(chǎn)單個部件。您如何評估這項技術(shù)的潛力？

答

在我們認為有必要將各種鈑金件轉(zhuǎn)為鋁壓鑄件時，我們已經(jīng)在這樣做了。我們在蘭茨胡特使用一體化壓鑄機生產(chǎn)某些部件，但只是小批量生產(chǎn)。從目前的情況來看，我們不會一次性生產(chǎn)整個車身的鋁壓鑄件。當然，我們也在考慮一體化鑄造的問題，以期生產(chǎn)出更大的部件，但我們只考慮對我們真正有意義且不會造成損失的情況，尤其是在寶馬車的駕駛性能方面。

問

輕金屬鑄造廠是 Agamus 和 Automobil Produktion 頒發(fā)的 "2023 年汽車精益生產(chǎn)獎 "的獲得者，蘭茨胡特還通過了鋁管理倡議組織（ASI）的鋁可持續(xù)利用認證。這些獎項和認證對您和您的團隊有多重要，下一步將采取什么措施，特別是在精益生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟方面？

答

這些獎項對我們很重要，是對我們和我們的舉措的極大褒獎。給您舉個例子：在蘭茨胡特，僅壓鑄一項，我們每年就生產(chǎn)超過一百萬個部件。因此，綠色環(huán)保對我們寶馬來說非常重要。就鑄造而言，我們所談論的是一個非常耗能的領域，在這個領域中，我們專注于二氧化碳的效率。在此過程中，我們承擔起了社會責任。首先從鋁的采購開始，我們確保原鋁從太陽能中獲取，例如在迪拜。我們檢查如何再利用燃燒器的熱量或廢氣。為此，我們對所有消費者進行了深入監(jiān)控。我們還在引進新的、更精簡的工藝，如上述的噴射鑄造。一段時間以來，我們一直專注于強化回收循環(huán)，并與當?shù)氐幕厥丈毯献?，研究在哪些方面可以保持材料的循環(huán)利用。這還包括砂和砂芯的處理、舊砂的再利用和混合，同時不損失重要的特性。其他鑄造廠使用有機材料，而我們則使用無機材料。此外，我們還減少了廢水。有一個數(shù)字：在壓鑄過程中，每次澆鑄用水量通常為 10 升，而我們使用了一個有 400 個噴嘴的配水系統(tǒng)，將用水量減少到 2 厘米。因此，我們的關(guān)注不僅僅是單一方面的，而是從確保將所有可能的環(huán)境影響降至最低的角度出發(fā)。

人物簡介

卡爾-鮑爾（Karl Bauer）是寶馬集團噴射鑄造、壓鑄和發(fā)泡生產(chǎn)部門的負責人。他畢業(yè)于工商管理專業(yè)，最初是一名自由 IT 軟件開發(fā)人員，后于 1998 年加入寶馬公司，擔任向整車廠供應 JIT/JIS 的 IT 應用經(jīng)理，負責工廠的供應規(guī)劃。在 2014 年加入蘭茨胡特工廠之前，鮑爾已在柏林、丁格爾芬和慕尼黑等其他寶馬工廠擔任過各種管理職務。2008 年至 2013 年，他曾擔任慕尼黑數(shù)字化園區(qū)車輛廠和發(fā)動機廠 IT 運營和服務管理負責人。

本文來自：輕量化技術(shù)網(wǎng)，《壓鑄周刊》合作伙伴