Digitalizáció és új technológiák a motorgyártásban

Bár a számítógép diadala az iparban már évtizedek óta tart, a „negyedik ipari forradalommal” szintet léptünk. Egyfajta digitális (r)evolúciónak lehetünk szemtanúi, a digitális és a fizikai világ egyesülésének, melynek eredményeként a virtuális valóság a külső valóságot szimulálja. A termelési folyamatokban például ma már az eszközök önállóan kommunikálnak egymással, a számítógép vezérelte rendszerek nyomon követik a fizikai folyamatokat, és decentralizált döntéseket hoznak – persze emberi támogatással. Ez tehát már a jelenünk.

A negyedik ipari forradalom alapja a digitalizáció, amivel biztosítjuk rendszereink folytonosságát, bővíthetőségét vagy éppen összekapcsolódását olyan új technológiákkal, mint az IoT (Internet of Things – a dolgok internete) eszközök vagy a Smart Data elemzések. Hogy mindez miért hatalmas jelentőségű? Mert a kiterjedt digitális adatgyűjtés lehetővé teszi, hogy a korábban csak fizikai térben létező termékek és szolgáltatások kiterjeszthetővé, újraépíthetővé váljanak, ennek következtében rendszereink optimalizálása könnyebb, a termelésünk pedig versenyképesebb lesz. A digitális megoldások mellett új gyártástechnológiák jelennek meg, új termékekkel bővítjük portfóliónkat, amelyek gyártására nemcsak a gyártási infrastruktúránkat, hanem munkatársainkat is fel kell készíteni.

Így kapcsolódunk a digitalizációhoz

„Az Audi Hungaria számára a digitalizáció nem egy felsőbbrendű célt jelent, hanem eszközt, amely hatékonyabbá teszi folyamatainkat. A vállalatnál ma is számos okosmegoldást használunk a gyártásban, és továbbra is elkötelezettek vagyunk a digitális megoldások és az új technológiák használata iránt. Folyamatosan bővítjük kompetenciáinkat, képezzük munkatársainkat, így minden feltétel adott, hogy a jövő termékeit is a legmodernebb technológiával, a tőlünk megszokott prémiumminőségben gyártsuk” – vallja Robert Buttenhauser, az Audi Hungaria motorgyártásért felelős igazgatósági tagja. A világ legnagyobb motorgyára, a Volkswagen Konszern központi motorszállítója e szellemiségben szervezi tehát gyártási folyamatait, mely attitűd folyamatos ösztönzőerővel is bír, hogy a legkorszerűbb technológiákat alkalmazzuk, és hogy az okosmegoldások a stratégiánk elemi részét képezzék. Az Audi Hungaria motorgyártása és motorokért felelős gyártástervezése együtt vállal nemzetközi (telephelyeken átívelő) felelősséget egyes termékek és termelési folyamatok iránt, melynek egyik meghatározó eleme a digitalizáció és a technológiák innovatív továbbfejlesztése. Ezt a felelősséget a területek az Audi- és Volkswagen Konszern márkáival való szoros együttműködésben látják el. Például a mexikói, a győri, az indiai és a kínai gyártótelephelyeken standardizált technológiai folyamatokat vezettek be a termelésben. A típusfelelősség értelmében ezek az összekapcsolt felelősségek valamennyi támogató területen, mint a minőségbiztosítás, a fejlesztés, a pénzügy és a személyügy is érvényesülnek, melyhez gyakori előfeltétel a különböző digitális megoldások alkalmazása.

A gyakorlati megvalósulást Buttenhauser úr és kollégái vendégszeretetét élvezve ismerhettük meg, akik bepillantást engedtek a győri motorgyártás jelenébe és jövőjébe.

Győri innováció: az okoskereszteződés

A logisztika területén is a legkorszerűbb digitális megoldásokat keresve az Audi Hungariánál évek óta sikeresen üzemelnek vezető nélküli szállítóeszközök (Fahrerlose Transportfahrzeuge – FTF) a gyártósori anyagellátásban. A technológia terjedésével az okos szállítóeszközök egyre több csarnokban és útvonalon jelennek meg. A növekvő forgalom áthalad kereszteződéseken, kapukon, így elengedhetetlenné vált egy gyártóktól függetlenirányítási rendszer, ez hívta életre az okoskereszteződést. Az alapot a hagyományos közlekedésben nyert tapasztalat adta, megalkotása azonban elképzelhetetlen lett volna az IT, a gyártervezés és logisztika szakterületeinek együttműködése nélkül. „Öt területen három különböző gyártó 65 vezető nélküli szállítóeszközét irányítjuk, és további két területen szeretnénk automatizálnia gyártósor ellátását alkatrészekkel” – mondta bevezetőjében Kalmár Dániel, az Audi Hungaria automatizálási specialistája. 2022-ben a számok tovább nőnek: az új elektromos motorgeneráció, a PPE gyártósorának logisztikai folyamata és egy új gyártótól érkező 31 darabos flotta is betagozódik a rendszerbe. A helyszínen járva Buttenhauser úr kíváncsi volt rá, pontosan hogyan működnek az okos kereszteződések.

„Az FTF-ek wifi-hálózaton kommunikálnak a rendszer további szereplőivel. Mielőtt odaérnek egy kereszteződéshez vagy kapuhoz, egy rögzített ponton jelzik a vezérlőnek az áthaladási igényüket, a vezérlő pedig programozott választ ad. Ha szabad a kereszteződés, kinyitja a kapukat, és áthaladási engedélyt ad, a másik irányból érkezők jelzőlámpáit pedig pirosra váltja. Ha egy másik FTF korábban jelezte az érkezését, a vezérlő addig nem ad szabad jelzést másnak, amíg a kereszteződés ki nem ürül” – magyarázta a folyamatot a specialista, akitől azt is megtudtuk, hogy a vezető nélküli rendszerek mindig elsőbbséget élveznek a többi közlekedővel szemben.

Így azokon a pontokon, ahol robotizált forgalommal sűrűbben találkozhat az ember, vagy az elágazás nehezen belátható, közlekedési lámpákat szereltek fel, míg a vezető nélküli szállítórendszerek találkozásánál virtuális kereszteződéseket létesítettek. Arról pedig egy külön interfész gondoskodik, hogy egy esetleges vészhelyzet, például tűz esetén az eszközök mielőbb szabad utat biztosítsanak a tűzvédelem számára, direkt összeköttetésben a biztonsági központtal.

De mitől igazán „okos” a rendszer? A csomópontok eltérő méretűek és formájúak lehetnek, a kereszteződésben állhat forgalomirányító lámpa, mely helyzeteket eltérő logika alapján működő rendszerek irányítanak, ám az új vezérlés beszállítóktól függetlenül egységesítette az irányítást. „Összesen negyven okoskereszteződést alakítottunk ki. Ez a megoldás jelenleg egyedülálló, mert míg a konszern más gyáraiban a különböző vezető nélküli rendszerek közvetlenül egymással kommunikálnak, mi a saját kezünkbe vettük az irányítást, és költséghatékonyan megoldottunk egy komplex, a gyárunk teljes belső automatizált és nem automatizált logisztikai forgalmát érintő problémakört” – érzékeltette az innováció jelentőségét Dániel.

7,5 óra alatt készül el egy e-motor

2018 óta már elektromos erőforrásokat is gyártunk Győrben az Audi e-tronok számára, a motorgyártás terén szerzett évtizedes tudást kiegészítendő azonban új kompetenciákra és új technológiára is szükség volt az elektromos hajtások gyártásához.

Látogatásunk következő állomásán az Audi első tisztán elektromos modellje számára készülő erőforrások gyártásának csúcstechnológiájú berendezését, a réztekercselőt vettük szemügyre. A gép a gyártási folyamat egyik legelső és legfontosabb pontján az elektromotor állórészéhez, a státorhoz szükséges réz tekercselését végzi. Ez egy automata behúzó, amely minden státorba réztekercset épít be. A teljes, 7,5 órás gyártási folyamat lépcsőfokait a helyszínen az e-motorgyártás munkatársa, Grécs Ákos mutatta be. „Miután a státor első fázisát behúzza a réztekercselő gép, és a kivezetései megkapják a szigetelőcsöveket, a státor egy formázóprésbe kerül, mely megformázza és kihajtja a lemezcsomagba behúzott rézdrótszálakat, hogy a következő fázis problémamentesen, géptörés nélkül legyen behúzható” – vezetett végig a folyamaton Ákos. A második fázisban megismétlődnek a fentiek, a harmadikban pedig befejeződik a tekercselés. „Az új technológiák használatára természetesen a munkatársakat is fel kellett készíteni a szükséges szaktudással. Mindez nagyon alapos tervezést és képzési stratégiát igényelt, de sikerrel vettük az ezzel járó kihívásokat, és 2018 óta mára több mint 300 000 elektromos motort gyártottunk” – tette hozzá a motorgyári igazgató.

„Az új technológiák használatára természetesen a munkatársakat is fel kellett készíteni a szükséges szaktudással. Mindez nagyon alapos tervezést és képzési stratégiát igényelt, de sikerrel vettük az ezzel járó kihívásokat, és 2018 óta mára több mint 300 000 elektromos motort gyártottunk” – tette hozzá a motorgyári igazgató.

Úttörők a váltókomponensgyártásban

Miután megnéztük, hogyan készülnek a jelen elektromos erőforrásai, pillantsunk be a jövőbe, és ismerjük meg a következő e-motorgeneráció gyártásának részleteit! Csapatunk el is indult a jövő e-motorjai számára kialakított új gyártóterület felé, ahová a vállalat számos, a sorozatgyártáshoz szükséges gyártóberendezést és eszközt telepített. Ugyanis Győrben készülnek majd azok az elektromos meghajtások, amelyek a Porschéval közösen kifejlesztett prémium elektromos platformra (Premium Platform Electric – PPE) épülnek.

„A státor- és váltókomponens- gyártás, valamint a meghajtások összeszerelése 15 000 m2-en indul. A berendezések nagy része már a helyére került, most az előszéria-gyártás zajlik. A jövőbeni három műszakos gyártási modellben közel 700 munkatárs munkahelyét biztosítjuk.

De miben is hoz újdonságot a gyártásban a PPE?” – tette fel a kérdést Buttenhauser úr Gaál Józsefnek, akitől megtudtuk azt is, hogy a fogaskereket teljesen újszerű, háromlépcsős folyamatban gyártják. „Az egyszerűbb fogazatok kialakításával és előmarásával kezdünk, ezt követően a kopásállóság miatt hőkezeljük az összes darabot, készre köszörüljük, illetve hónoljuk a fogazatokat.”

Ám nem ez az egyetlen nóvum a hagyományos robbanómotorok gyártásához képest. Különbség az is, hogy míg a belső égésű motoroknál a komplett váltót az autógyárak építik be, az elektromos meghajtások esetében azt összeépítik az erőforrással. Így az Audi Hungaria szakemberei előbb elkészítik a komponenseket, amelyeket aztán a szereldébe szállítva összeépítenek az e-motorral.

Hogy mennyit kellett tanulni az új technológiák elsajátításához? Gaál József 2016 és 2019 között Kínában dolgozott a Volkswagen Konszern egyik váltógyárában, hogy első kézből szerezzen tapasztalatokat. A munkatársak számára szükséges ismeretek elsajátítására az (elméleti és gyakorlati) oktatóanyagot az Audi Hungaria oktatással foglalkozó, kapcsolódó területei a győri Széchenyi István Egyetemmel és további magyar szakemberek segítségével állította össze. A végeredmény magáért beszél: az Audi Konszernen belül az Audi Hungaria lett a váltókomponens- gyártás úttörője.