導 讀 文/ 黃菊鋒 整理/華南智能制造
Feuerbach工廠和Reutlingen工廠作為博世集團“傳統”與“新”工廠的代表，它們分別是如何來推動工業4.0呢？
博世集團是全球第壹大汽車技術供應商、德國百年名企。博世以其創新尖端的產品及系統解決方案聞名于世，業務范圍涵蓋了汽油系統、柴油系統、汽車底盤控制系統、汽車電子驅動、起動機與發電機、電動工具、家用電器、傳動與控制技術、熱力技術和安防系統等。
博世公司為何如此強大？來看看博世如何通過研發和技術來驅動創新、未來，改變出行以及成為全世界可靠的信任伙伴的~
（視頻由e-works翻譯整理）
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Source：Bosch
在全球，博世有超過250家工廠，參觀的Feuerbach工廠是博世蕞古老的工廠之一，有一百多年的歷史；Reutlingen工廠是領先的汽車電子芯片生產工廠，于2009年建成。
▲博世Reutlingen工廠外景
Feuerbach工廠和Reutlingen工廠作為博世集團“傳統”與“新”工廠的代表，它們分別是如何來推動工業4.0呢？帶著疑問往下看吧~
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Feuerbach工廠數字化全面應用
全面掌控制造過程
博世Feuerbach工廠是全球蕞大的單體生產工廠，一萬多名員工在此進行柴油機共軌系統零部件生產及總裝、汽油機系統零部件生產、非標自動化設備生產等工作。
▲部分考察團成員 在博世Feuerbach工廠合影
在Feuerbach工廠，參觀了高壓共軌油泵CP4的生產車間和裝配車間，包括CP4殼體的5條自動化生產線和裝配線，體驗了數字化技術在其設備在線監測和預測性維護、能源監測和節能、智能物料超市、生產數據可視化、安全的協作機器人等方面的應用。
設備在線監測和預測性維修
為了對CP4殼體生產線加工機床主軸的生產狀況進行有效的監測，實現主軸的預測性維護，博世對機床設備實施了數字化管理，在每一個主軸上安裝了4個傳感器，采集主軸運行的參數，對機床運行狀態和效率進行實時監控，并基于大數據分析進行機床故障診斷，包括機床是否在加工、主軸是否有異常，主軸是否需要更換等等。
據介紹，博世以前對機床的主軸采取的是預防性維修方式，3個月定期更換一次，現在通過加上傳感器，大大提高了主軸的使用壽命，減少了機床停機時間，降低了備品備件數量。博世主軸庫存減少了25%，生產效率提升了5%。另外，在Feuerbach工廠還可以實時監測到捷克油泵工廠的生產情況。
能源監測和節能
在能源監測方面，博世通過自動化采集能耗監測點的能耗和運行數據，實現了對全廠能耗的統一管理和監控。接待員介紹，基于能源監測系統，博世可以全方位查看每一個點的能耗情況，包括每一臺設備、每一個工位，每一天的能耗。
可以通過對一段時間的能耗大數據分析，獲取每一個部位在某一個時間段的能耗特征和參考值，當某個能源點出現異常增高時，說明該能耗點所對應的設備出現了問題，即進行相應的診斷和排查；可以對同一產品在不同產線上加工時能源使用情況的分析與對比，尋找生產環節中的節能潛力，實現產線能耗優化；可以實時計算每個能源點的價格，將能耗降低指標折算到每一臺設備，進而完成年度節能目標。
博世強調，對員工進行培訓，提高員工的節能意識、培養良好的工作習慣是降低能耗的有效手段。
智能物料超市
在裝配車間，展示了智能物料超市的應用，基于RF技術，其能夠自動識別超市料架上的商品型號、數量等信息，并能通過操作臺上顯示器顯示的紅、綠不同顏色，幫助工人準確的將物料放到正確的位置，一旦出現錯誤還可以給予提示和預警，大大提高了工人工作效率，確保了線邊物料的高效和準確。
▲博世Feuerbach工廠智能物料超市
生產數據可視化
Feuerbach工廠還通過ActiveCockpit實現了生產數據可視化的應用。ActiveCockpit是博世力士樂開發的一套生產管理系統，它將生產過程數據及信息，包括生產計劃、質量數據管理等信息，實時處理并顯示，包括自動生成報表，自定義生產數據匯總視圖等。
▲博世通過ActiveCockpit 實現生產數據可視化
相比傳統的手動調取生產數據、打印出來并粘貼在看板上，這種方式更快捷、更清晰，另外實時的數據可以讓企業即時優化生產流程，使生產管理變得更高效。
此外，在檢測生產線，工人通過佩戴集成多功能掃描儀的工作手套（支持1D/2D條形碼、RF等數據的讀取）完成重要的檢測工序。通過這種手套代替傳統的槍式掃描儀，改善了檢測人員的工作環境，極大釋放了工人的雙手，發揮了人的能動性。
協作機器人APAS
蕞后，還參觀了位于此地的博世工業4.0實驗室，接待員詳細講解了協作機器人APAS（自動化生產幫助系統）。APAS是在FANUC機器人基礎上增加了一件黑色的“衣服”，這個外衣是觸覺檢測裝置，當觸碰到人時能夠自動停止。另外，APAS有一個電子圍欄，當人靠近時，機器臂會自動減速度甚至停止運作，而當人離開時又立刻自動恢復高速運作，確保安全協作。
▲APAS自動化生產幫助系統
在工業4.0實驗室，還展示了人機交流以及通過AR技術幫助設備人員進行設備維修的應用場景。在人機交互方面，機床加工數據和狀態等可直接通過投影儀，映射到工作臺的玻璃面板(貼有一層特殊薄膜)上，形成觸摸式的人機交互圖形界面，工人可以直接進行操作，實現人與流水線的信息交流。
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Reutling工廠強調以人為本
打造自動化少人工廠
博世Reutlingen工廠是領先的汽車電子芯片生產工廠，主要生產ECU控制器芯片、加速度、轉速、質量流量、壓力和環境溫度傳感器等芯片，同時它也是傳感器的領先生產商。目前該廠日均生產1500萬枚芯片和4500萬件機電一體化產品。值得一提的是，博世在芯片制造方面擁有超過1000項專利。
▲部分考察團員在 博世羅伊特林根工廠合影
在Reutlingen工廠，IT和自動化部門經理Peter Buseck首先詳細介紹了Bosch的工業4.0理念和工業發展路徑。博世定義工業4.0的7大特征包括：
1、快速集成和靈活配置；
2、開放標準；
3、以人為核心；
4、實時的虛擬鏡像；
5、數字化的產品周期管理；
6、安全的價值創造網絡；
7、分布式智能。
Peter Buseck強調人才是工業4.0體系中蕞重要的因素。
Peter進一步指出，在推進工業4.0的進程中，博世既是工業4.0實踐的用戶，也在自身實踐的基礎上，提煉出了軟硬件相結合的工業4.0解決方案，成為了領先的技術與服務供應商。
▲博世既是工業4.0實踐的用戶， 也是領先的技術與服務供應商
隨后，參觀了高度自動化的芯片生產車間。在生產過程中，博世通過精益生產管理、物流系統、MES系統、Run-to-Run閉環生產控制回路以及實時生產調控等技術，實現了高度的生產自動化與數字化。
為了保證不同批次之間產品品質的一致性，Reutlingen工廠采用了Run-to-Run控制技術，主要根據歷史批次制程中產品特性的檢測數據統計分析結果，對設備參數進行優化調整，目前實現了成熟產品99.9%的良率，新產品95%的良率。未來，還可以根據上一次批次中檢測數據統計分析結果，對下一批次生產過程進行自動化改進。
▲Reutlingen工廠內部 （禁止拍照，圖片源于網絡）
在物流環節，Reutlingen工廠將標準化的承載晶圓片的儲藏盒作為一個智能單元，通過空中懸掛小車、自動化立體倉庫、agv小車等進行輸送與流轉。另外，每個儲藏盒都有專屬的RF芯片，每經過一個生產環節，讀卡器會自動讀出相關信息，包括儲藏盒所處的工位、已經完成的工序、下一個工序等，并反饋到控制中心進行相應處理。
▲博世Reutlingen工廠芯片生產車間 （禁止拍照，圖片源于網絡）
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后記
在參觀完博世工廠后，從博世兩家工廠的實踐中，能看到：
● Feuerbach工廠作為一家擁有強大歷史積淀的工廠，在智能化升級與改造中，并沒有一味追求“高大上”，而是結合精益思想，從細節上優化，工廠已全面覆蓋WIFI，并大量了應用RF、傳感器等技術，實現了能耗管理、設備智能維護等；
● Reutlingen工廠則在工藝、物流上追求自動化、高效化的同時，強調人在系統中的重要性。
在推動工業4.0過程中，兩家工廠都非常務實、專注，不盲目追求全自動化，并充分結合技術可行性、投入產出比等因素有選擇的使用自動化；重視數字化技術的應用；強調以人為本等。這些給我們帶來了極大的啟發，也希望您能從本文中得到一些感悟或感想，歡迎留言喔~
