運(yùn)用協(xié)同自動(dòng)化概念的寶馬萊比錫工廠

在位于萊比錫郊區(qū)的一座新廠內(nèi)，寶馬公司正在依靠西門子技術(shù)生產(chǎn)寶馬3系汽車，包括從電力供應(yīng)，到各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域 的自動(dòng)化技術(shù)，以及IT和通訊設(shè)施。寶馬公司的新廠結(jié)構(gòu)為實(shí)現(xiàn)最大的靈活性提供了極佳的條件，因此，可以在未來(lái)任 何時(shí)候輕松實(shí)現(xiàn)新型生產(chǎn)技術(shù)的擴(kuò)展和集成。
　　寶馬公司已在萊比錫東北部的郊區(qū)動(dòng)工修建了一個(gè)占地514英畝的大型汽車廠，并計(jì)劃從2005年春季開始在此生產(chǎn)寶 馬3系汽車。在工廠建成以后，將招聘大約5,000名員工， 以保證每天能夠有650部汽車下線。
　　當(dāng)首款寶馬3系轎車于2005年春天下線時(shí)，距工廠破土動(dòng)工 正好達(dá)3年之久。在整個(gè)工廠的順利生產(chǎn)過(guò)程中，西門子的 關(guān)鍵技術(shù)將起到舉足輕重的作用。在工廠建造階段，西門子公司員工直接在現(xiàn)場(chǎng)充當(dāng)寶馬公司設(shè)計(jì)師和SE合作伙伴的主要聯(lián)系人，為涉及西門子產(chǎn)品和項(xiàng)目的有關(guān)事項(xiàng)提供建議和幫助—從而縮短了距離。西門子技術(shù)不僅運(yùn)用在整個(gè)工廠的自動(dòng)化和過(guò)程控制技術(shù)中，而且在低壓電源、電話和IT網(wǎng)絡(luò)以及安裝有消防警報(bào)和防盜警報(bào)系統(tǒng)的大樓基礎(chǔ)設(shè)施中均隨處可見。
　　
　　中央大樓—樞紐部位
　　中央大樓占地約26，000平方米，是工廠的一幢標(biāo)志性建筑。 車身車間、噴涂車間和總裝車間均環(huán)繞在這座領(lǐng)先時(shí)代的大樓周圍，構(gòu)成一個(gè)星形建筑群。這種布局確保了較短的生產(chǎn)距離。
　　這幢大樓的一個(gè)突出特征是安裝在天花板上面的自由懸掛式輸送帶系統(tǒng)。該系統(tǒng)將原始車身從車身車間輸送到車身倉(cāng) 庫(kù)，之后再輸送到噴涂車間，最后再將已噴涂車身輸送回車 身倉(cāng)庫(kù)，然后，從車身倉(cāng)庫(kù)輸送到總裝車間。所有這些輸送 路線始終穿過(guò)中央大樓，使整個(gè)過(guò)程都能盡收眼底。而且，由于車身倉(cāng)庫(kù)是一個(gè)混裝倉(cāng)庫(kù)，已噴涂車身和原始車身都暫 時(shí)存放在該處，所以這是當(dāng)前全世界獨(dú)一無(wú)二的一種倉(cāng)庫(kù)。 西門子還為工廠提供了整套倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)。因而，西門子是車身 倉(cāng)庫(kù)、物流中心、零部件倉(cāng)庫(kù)和齒輪倉(cāng)庫(kù)的總供應(yīng)商。
　　SIMATIC將關(guān)鍵技術(shù)融為一體
　　寶馬公司在車身車間、噴涂、總裝和物流的自動(dòng)化方面使用 了西門子公司的SIMATIC自動(dòng)化系統(tǒng)。在上述所有領(lǐng)域中， 隨處可見SIMATIC S7-300和S7-400。PROFIBUS將這些系統(tǒng)組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，而自由懸掛式輸送系統(tǒng)控制概念基于配有Micromaster變頻驅(qū)動(dòng)設(shè)備的SIMATIC ET200S分布式外圍 設(shè)備。同時(shí)，西門子公司也為人機(jī)界面(HMI)提供了大量的 操作面板。
　　對(duì)于中央大樓來(lái)說(shuō)，安全是至關(guān)重要的。為此，寶馬公司采用了西門子公司的PROFIsafe技術(shù)，這種技術(shù)能夠隨時(shí)保 證安全停機(jī)。ET200S站對(duì)啟動(dòng)器和緊急制動(dòng)開關(guān)進(jìn)行監(jiān)視， 并且隨之觸發(fā)Micromaster變頻器。如有必要，故障安全模 塊將安全地關(guān)閉Micromaster。同時(shí)，變頻驅(qū)動(dòng)設(shè)備的低噪 音運(yùn)作也支持Micromaster。由于車身數(shù)次直接從中央大樓 通過(guò)，因此，使用這種低噪音驅(qū)動(dòng)設(shè)備和高級(jí)變頻器顯得特別重要。歸根結(jié)底，所有人都應(yīng)當(dāng)可以看到自由懸掛式輸送 系統(tǒng)，而無(wú)需聽到它的噪音。中央大樓的另一項(xiàng)令人感興趣 的解決方案是取消了操作終端。由于任何操作面板均不能損 傷自由懸掛式輸送系統(tǒng)的表面—因此，必須找到另外一種解 決方案。目前，輸送線路沿線均為SIMATIC移動(dòng)面板組態(tài)了插座，因此，SIMATIC移動(dòng)面板可以隨時(shí)停靠在任何需要的 位置。
　　寶馬公司在車身制造中的全球標(biāo)準(zhǔn)
　　汽車的生產(chǎn)始于車身車間：原始車身由數(shù)百個(gè)零部件組裝而 成。機(jī)器人可以處理大約5300個(gè)焊點(diǎn)，與工廠的其它任何 部門相比，機(jī)器人在這一車間中占有更大的優(yōu)勢(shì)。
　　
　　盡管實(shí)現(xiàn)了高度自動(dòng)化，但仍有約1，000名員工在這一車間工作。他們負(fù)責(zé)對(duì)車間進(jìn)行管理。
　　寶馬公司正在針對(duì)復(fù)雜的自動(dòng)化任務(wù)尋求一種量身定做的 解決方案，為此，寶馬公司和西門子公司聯(lián)合開發(fā)了一項(xiàng)自 動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)，目前，這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)應(yīng)用于萊比錫工廠。寶馬公 司計(jì)劃在全球范圍內(nèi)的所有工廠中引進(jìn)這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。西門子公 司提供了控制技術(shù)，并且也可集成OEM總線。此項(xiàng)概念基于STEP7— 一種用于編程和組態(tài)SIMATIC控制器的專業(yè)工 業(yè)軟件包。
　　車身車間還納入了大量SIMATIC S7-315、S7-416及S7- 416F，并且采用了集成的PROFIsafe安全概念。除ET200S 之外，車間還應(yīng)用了ET200M。除了傳統(tǒng)的操作終端之外， 在車間中還可以看到移動(dòng)面板。
　　經(jīng)過(guò)組裝之后，原始車身被輸送到車身倉(cāng)庫(kù)，并在該處等待 下一個(gè)生產(chǎn)步驟：噴涂。寶馬公司在為車身噴涂時(shí)采用環(huán)保 的水基噴涂和噴粉噴涂技術(shù)。噴涂車間也通過(guò)全自動(dòng)化工藝 進(jìn)行控制—基于SIMATIC S7控制器和適當(dāng)?shù)牟僮髅姘濉?
　　呈指狀分布的總裝車間可以確?？s短距離車輛總裝車間包括幾個(gè)呈指狀分布的分區(qū)，因此，供應(yīng)的零 部件及預(yù)裝模塊能夠盡可能通過(guò)最短的路線輸送到生產(chǎn)線 上。裝配線的核心是一個(gè)高架單軌輸送線，這也是由西門子 公司作為總供應(yīng)商進(jìn)行設(shè)計(jì)和安裝的。
　　由于顧客能夠按自己的意愿定制其寶馬3系汽車，所以裝配 線上的每輛汽車都與眾不同，例如在顏色和附屬設(shè)備方面。 如果每部汽車始終能夠準(zhǔn)確無(wú)誤地標(biāo)識(shí)，并且在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間 向適當(dāng)?shù)难b配站提供適當(dāng)?shù)牟考?，則各項(xiàng)工作將可以順利運(yùn) 行。但是，面臨的挑戰(zhàn)是如何在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間將適當(dāng)型號(hào)的設(shè) 備輸送到適當(dāng)?shù)能囕v。為此，有效運(yùn)作的生產(chǎn)組織和物流供 應(yīng)是必不可少的。寶馬公司在識(shí)別和產(chǎn)品自動(dòng)跟蹤方面應(yīng)用 了西門子公司的Moby RF/ID識(shí)別系統(tǒng)。
　　寶馬公司還將西門子的技術(shù)應(yīng)用到總裝測(cè)試臺(tái)上。目前，現(xiàn) 代化的系統(tǒng)不僅僅只是能夠進(jìn)行測(cè)試。除了完成測(cè)試任務(wù)之外，測(cè)試系統(tǒng)還需要提供有效性、可操作性和可用性等重要 性能的測(cè)試。ECOS測(cè)試系統(tǒng)就滿足了所有此類要求。
　　在總裝結(jié)束之后，成品汽車離開裝配車間，并運(yùn)送到交貨區(qū)， 然后交付給寶馬公司的經(jīng)銷商。寶馬公司在新建的萊比錫工 廠中安裝了實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)Sicalis RTL。該系統(tǒng)可以在10米內(nèi)對(duì)車輛進(jìn)行精確地識(shí)別和定位，允許快速可靠地確定停放車 輛的位置。
　　另外，西門子的系統(tǒng)在廠區(qū)的供應(yīng)中心中也隨處可見。在 此，國(guó)內(nèi)外供應(yīng)商可以預(yù)裝零部件，并根據(jù)生產(chǎn)所需的訂單 提供部件進(jìn)行裝配。例如，西門子公司提供了整套輸送器技 術(shù)。然而，這決不是西門子在萊比錫建筑工地上的最后一項(xiàng) 技術(shù)運(yùn)用。西門子公司還為整個(gè)廠區(qū)提供了防盜和防火警報(bào) 系統(tǒng)及光纖通訊系統(tǒng)。同時(shí)，還為引擎和齒輪制造及齒輪倉(cāng) 庫(kù)提供了中壓供電系統(tǒng)、控制設(shè)備和電氣設(shè)備。除此以外， 為確保電磁兼容性，西門子還對(duì)所有建筑進(jìn)行了網(wǎng)狀式的接地處理。