如何在一條生產線上實現三種驅動系統的生產,實現「一線三用」?
自動化流程和創新機器人科技:為了將純電動 Macan 納入保時捷萊比錫工廠的生產流程,車輛生產過程的核心環節「合裝 (Marriage)」經過了全面改造。
一場屬於車身和底盤的「婚禮」正在舉行,只是沒有華爾滋相伴。取而代之的是此起彼落的摩擦與碰撞聲,這就是保時捷萊比錫工廠現代汽車生產線的背景音樂。一輛塗有橡樹綠金屬漆的保時捷 Macan 車身緩緩從吊架上降落。幾秒鐘前,作為它另一半的純電傳動系統底盤,已由無人駕駛運輸系統送達。就像慢動作一樣,兩個組件全自動連接在一起,然後用螺絲栓緊,接下來就是內裝安裝過程。
這就是「合裝」。無論在哪裡生產車輛,合裝一直以來都是生產的核心。然而,保時捷萊比錫工廠的合裝卻非比尋常,它特別複雜、多功能且高效率。僅在一條生產線上,就能生產出三種不同驅動概念的車款——汽油車、混合動力車和電動車。目前,這裡每天秉持最高標準,為世界各地的客戶生產約 600 輛 Macan 和 Panamera 車型。
如鐘錶運行的工廠
這些「婚禮」的主導者是塞巴斯蒂安·博伊徹 (Sebastian Böttcher)。這位科班出身的工程師是一位設備規劃師,與其他十幾位保時捷同事一起策劃了這套合裝設備。現年 40 歲的博伊徹出生於德國德勒斯登,手腕上戴著一只精美的機械錶,和他的工作非常相配,這只錶也是十年前他送給自己的 30 歲生日禮物。他指著錶盤背部的特殊玻璃說:「透過玻璃,我們可以看到精密的機芯裝置。我們的工廠也像是一件鐘錶,儘管規模有所不同。」
2018 年,保時捷董事會決定正式推出全電動 Macan,並在萊比錫現有生產線上製造該車型,因此這間保時捷工廠「鐘錶」般的運作發生了全面性的改革。這條生產線此前一直用於生產汽油車或混合動力車,而在原有條件下啟動另一條生產線並不實際。博伊徹回憶道:「我們很快意識到,必須重新設計工廠現有的合裝和許多其他流程。全新驅動科技就像一個獨立的世界,有新的要求、特殊的製程和工具。我們必須為此學習很多新事物。」
一個特別複雜的問題是,汽油車或混合動力車的車身底部與底盤之間只有 20 個螺栓連接點,但純電車則有 50 個。雖然這看起來變化不大,但最大的挑戰在於如何在同一條裝配線上管理這些額外工作步驟。
複雜但和諧
為了完成這項任務,塞巴斯蒂安·博伊徹和團隊不得不重新設計合裝流程。原本 24 公尺長的四個組裝站被改為 60 公尺長的九個組裝站,並整合了增設的 6 具機器人和 18 個自動螺絲拴緊站。在外部合作夥伴的支援下,保時捷還在其他方面提出新的想法。例如,根據不同車型系列和裝備配置,自動螺絲安裝系統能夠以極高速度處理各種尺寸和形狀、扭矩和角度的螺絲。此外,一種測量裝置的專利正在申請中,這種裝置在生產過程中定期穿梭於組裝區,檢查螺絲軸,進而避免停機時間和延誤。
同時,工廠還安裝了一套特殊的攝影系統,能夠自動掃描電動車高壓電池表面是否有異物,比如不小心放錯的墊圈或螺帽。塞巴斯蒂安·博伊徹總結道:「最重要的是,我們建立了一套非常高效率的系統,與工廠所有工藝流程無縫銜接。當然,總有一些地方需要改良,但是,持續改善流程對我們保時捷來說是理所當然的。」
環環相扣
在與塞巴斯蒂安·博伊徹其他部門的同事交談時,我們清楚地發現,在策劃合裝流程的過程中,瞭解全局是多麼重要。車輛控制部門的丹尼·舒伯特 (Denny Schubert) 說:「珠鍊原理在我們所做的一切工作中都發揮著核心作用。在保時捷,這個原理的應用可以確保有效利用員工、最大限度減少庫存量、確保零件完美預先分類,並在正確的時間到達組裝線。舒伯特強調:「我們的目標是精確控制車輛順序,就像一串珍珠。」保時捷萊比錫工廠通常會提前十天制定生產計畫。如此一來,供應商就能根據組裝需要精確同步生產,並在正確時間交付所有零組件。這是順利生產的基本前提,因為在這裡生產的每一台車輛都是獨一無二的存在。從理論上講,各種車型、驅動科技、漆面和設備細節的組合都有無限可能。
工業工程部門的馬丁·萊因巴赫 (Martin Reinbacher) 補充道:「在一條生產線上生產三種傳動裝置,對工廠的每個人來說都極具挑戰性。我們的工作非常複雜。例如,必須為純電 Macan 學習更多組裝概念,還必須調整一些工作站的人體工學設計。」
萊因巴赫解釋道:「一切都息息相關,我們必須以非常網路化和跨部門的方式進行策劃,以便找到更有效率的解決方案。儘管為此絞盡腦汁,但每個人都由衷認為這樣做是值得的。」珠鍊原理就像指南針,確保生產過程中的每一步都與下一步環環相扣。這意味著在流程較為複雜的情況下,保時捷生產仍能保持高精準度,順利生產。
保時捷萊比錫工廠重點數據
50,000 平方公尺
3.6 公里,每輛車生產的必經之路
2 條生產線孕育 3 種驅動概念
4,000 個每輛車必經的工作站
5,000 件組裝前、後所需的零件
331 每輛車必經的工作循環