對(duì)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(lái)說(shuō)，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(wù)的一部分（圖片：寶馬集團(tuán)）

鑄造是一門(mén)經(jīng)典工藝。寶馬在蘭茨胡特工廠證明，在鑄造過(guò)程中，向智能工廠方向轉(zhuǎn)動(dòng)的不僅僅是小型控制桿。部門(mén)主管卡爾·鮑爾 (Karl Bauer) 在接受德國(guó)專(zhuān)業(yè)媒體采訪時(shí)解釋了這是如何運(yùn)作的。

問(wèn)

鑄造車(chē)間是一個(gè)經(jīng)典的老式生產(chǎn)區(qū)。您是如何使其與時(shí)俱進(jìn)的？

答

向電動(dòng)汽車(chē)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(lái)，我們一直在鑄造車(chē)間為這一變革做好準(zhǔn)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(chē)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元的中央外殼。創(chuàng)新實(shí)力與現(xiàn)場(chǎng)專(zhuān)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(dòng)汽車(chē)復(fù)雜的中央外殼開(kāi)發(fā)了一種新的鑄造工藝 - 噴射鑄造，并獲得了專(zhuān)利。作為多年前啟動(dòng)的數(shù)字化計(jì)劃的一部分，我們還實(shí)現(xiàn)了整個(gè)報(bào)告系統(tǒng)以及質(zhì)量和產(chǎn)量評(píng)估的自動(dòng)化。總之，我們研究了如何使我們的業(yè)務(wù)更加高效和智能。

問(wèn)

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

答

為了讓您對(duì)其規(guī)模有所了解：僅中央機(jī)殼就需要在系統(tǒng)上設(shè)置約 8000個(gè)參數(shù)。如果我們?cè)谏a(chǎn)中改變了一個(gè)衍生產(chǎn)品，這些參數(shù)就必須使用所謂的參數(shù)表進(jìn)行手動(dòng)設(shè)置和檢查。為了實(shí)現(xiàn)零缺陷的目標(biāo)，我們改變了這一流程。作為數(shù)字化計(jì)劃的一部分，我們清楚地認(rèn)識(shí)到，我們需要一個(gè)由信息技術(shù)支持的系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中，我們可以存儲(chǔ)一種配方，并將其自動(dòng)傳輸?shù)轿覀兊南到y(tǒng)中。因此，我們?cè)谑袌?chǎng)上尋找合適的解決方案，但并沒(méi)有找到。因?yàn)檫@對(duì)我們來(lái)說(shuō)過(guò)去和現(xiàn)在都是一個(gè)非常重要的課題，所以我們自己的 IT 團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一個(gè)應(yīng)用程序，技術(shù)專(zhuān)家可以在應(yīng)用程序中存儲(chǔ)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(huì)自動(dòng)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(jìn)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(huì)識(shí)別并立即停止?jié)茶T過(guò)程。

問(wèn)

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

答

這是對(duì)整體的補(bǔ)充。我們談?wù)摰氖且粋€(gè)巨大的推動(dòng)力。我們的目標(biāo)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(duì)工作流程和工藝的持續(xù)優(yōu)化。我們還將領(lǐng)班的角色融入到工作組織中。他的任務(wù)是在技術(shù)問(wèn)題上減輕領(lǐng)班的負(fù)擔(dān)，從而使領(lǐng)班有更多的時(shí)間進(jìn)行管理。領(lǐng)班早上會(huì)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(wù)，即優(yōu)化流程、減少流程中斷、維持生產(chǎn)和培訓(xùn)新員工。

問(wèn)

那么數(shù)字化戰(zhàn)略還包括人的部分，即主管作為導(dǎo)師？

答

非常正確。對(duì)我們來(lái)說(shuō)，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(lái)進(jìn)步、提高效率和可持續(xù)性而數(shù)字化，這一點(diǎn)非常重要。說(shuō)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(jìn)行適當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn)測(cè)試。畢竟，我們談?wù)摰氖琴Y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(shí)才有意義。因此，另一個(gè)重要的關(guān)鍵詞是傳達(dá)目標(biāo)感。在蘭茨胡特，我們擁有非常善于溝通和開(kāi)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(jìng)爭(zhēng)力。

問(wèn)

讓我們來(lái)談?wù)勀陂_(kāi)頭提到的新型噴射鑄造工藝。請(qǐng)解釋一下它的工作原理以及替代方案。

答

我們電動(dòng)汽車(chē)的新型中央殼體是一個(gè)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(dǎo)致了部件的復(fù)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(kāi)發(fā)并申請(qǐng)了專(zhuān)利。在這一工藝中，模具通過(guò)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(gè)部件節(jié)省多達(dá) 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(jìn)一步節(jié)約能源，縮短凝固時(shí)間，即循環(huán)時(shí)間。更快地凝固還能獲得更精細(xì)的微觀結(jié)構(gòu)和更好的機(jī)械性能。該工藝適用于生產(chǎn)所有可采用標(biāo)準(zhǔn)重力壓鑄工藝生產(chǎn)的鋁鑄件。充型和凝固方面的優(yōu)勢(shì)還使其能夠生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、機(jī)械要求高的薄壁部件。

問(wèn)

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

答

計(jì)算機(jī)斷層掃描是用于復(fù)雜中心殼體的正確工具，同時(shí)也適用于其他部件。就像在醫(yī)學(xué)中一樣，它可以用來(lái)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(shí)別出來(lái)。在掃描過(guò)程中，我們會(huì)生成高達(dá)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(jìn)行分析。僅評(píng)估就需要數(shù)字化。然后，CT 掃描中的許多成分可以通過(guò)算法進(jìn)行識(shí)別，并在大量圖像的幫助下進(jìn)行訓(xùn)練，這是人類(lèi)永遠(yuǎn)無(wú)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(jī)抽樣；我們掃描百分之百的部件。

問(wèn)

您認(rèn)為人工智能在未來(lái)還有哪些應(yīng)用？

答

鑄造是最古老的行業(yè)之一。轉(zhuǎn)型當(dāng)然是一項(xiàng)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(dòng)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(chē)間溫度和濕度等外在影響因素，還要考慮熔體波動(dòng)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(xiě)機(jī)器學(xué)習(xí)算法并成功實(shí)施。

問(wèn)

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

答

車(chē)輛顯然會(huì)帶來(lái)新的要求、新的幾何形狀，因此也會(huì)帶來(lái)新的產(chǎn)品。我們?cè)诂F(xiàn)階段無(wú)法提供任何細(xì)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(dāng)然也將應(yīng)用于新一代汽車(chē)。

問(wèn)

新一級(jí)轎車(chē)采用經(jīng)典的鋼制車(chē)身。在車(chē)身結(jié)構(gòu)方面，一些競(jìng)爭(zhēng)對(duì)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(gè)部件。您如何評(píng)估這項(xiàng)技術(shù)的潛力？

答

在我們認(rèn)為有必要將各種鈑金件轉(zhuǎn)為鋁壓鑄件時(shí)，我們已經(jīng)在這樣做了。我們?cè)谔m茨胡特使用一體化壓鑄機(jī)生產(chǎn)某些部件，但只是小批量生產(chǎn)。從目前的情況來(lái)看，我們不會(huì)一次性生產(chǎn)整個(gè)車(chē)身的鋁壓鑄件。當(dāng)然，我們也在考慮一體化鑄造的問(wèn)題，以期生產(chǎn)出更大的部件，但我們只考慮對(duì)我們真正有意義且不會(huì)造成損失的情況，尤其是在寶馬車(chē)的駕駛性能方面。

問(wèn)

輕金屬鑄造廠是 Agamus 和 Automobil Produktion 頒發(fā)的 "2023 年汽車(chē)精益生產(chǎn)獎(jiǎng) "的獲得者，蘭茨胡特還通過(guò)了鋁管理倡議組織（ASI）的鋁可持續(xù)利用認(rèn)證。這些獎(jiǎng)項(xiàng)和認(rèn)證對(duì)您和您的團(tuán)隊(duì)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(jì)方面？

答

這些獎(jiǎng)項(xiàng)對(duì)我們很重要，是對(duì)我們和我們的舉措的極大褒獎(jiǎng)。給您舉個(gè)例子：在蘭茨胡特，僅壓鑄一項(xiàng)，我們每年就生產(chǎn)超過(guò)一百萬(wàn)個(gè)部件。因此，綠色環(huán)保對(duì)我們寶馬來(lái)說(shuō)非常重要。就鑄造而言，我們所談?wù)摰氖且粋€(gè)非常耗能的領(lǐng)域，在這個(gè)領(lǐng)域中，我們專(zhuān)注于二氧化碳的效率。在此過(guò)程中，我們承擔(dān)起了社會(huì)責(zé)任。首先從鋁的采購(gòu)開(kāi)始，我們確保原鋁從太陽(yáng)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(duì)所有消費(fèi)者進(jìn)行了深入監(jiān)控。我們還在引進(jìn)新的、更精簡(jiǎn)的工藝，如上述的噴射鑄造。一段時(shí)間以來(lái)，我們一直專(zhuān)注于強(qiáng)化回收循環(huán)，并與當(dāng)?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(shí)不損失重要的特性。其他鑄造廠使用有機(jī)材料，而我們則使用無(wú)機(jī)材料。此外，我們還減少了廢水。有一個(gè)數(shù)字：在壓鑄過(guò)程中，每次澆鑄用水量通常為 10 升，而我們使用了一個(gè)有 400 個(gè)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(jiǎn)介

卡爾-鮑爾（Karl Bauer）是寶馬集團(tuán)噴射鑄造、壓鑄和發(fā)泡生產(chǎn)部門(mén)的負(fù)責(zé)人。他畢業(yè)于工商管理專(zhuān)業(yè)，最初是一名自由 IT 軟件開(kāi)發(fā)人員，后于 1998 年加入寶馬公司，擔(dān)任向整車(chē)廠供應(yīng) JIT/JIS 的 IT 應(yīng)用經(jīng)理，負(fù)責(zé)工廠的供應(yīng)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(dān)任過(guò)各種管理職務(wù)。2008 年至 2013 年，他曾擔(dān)任慕尼黑數(shù)字化園區(qū)車(chē)輛廠和發(fā)動(dòng)機(jī)廠 IT 運(yùn)營(yíng)和服務(wù)管理負(fù)責(zé)人。

本文來(lái)自：輕量化技術(shù)網(wǎng)，《壓鑄周刊》合作伙伴