Volkswagen số hóa việc sản xuất ô tô bằng cách tận dụng hệ thống định vị thời gian thực và Digital Twin

Volkswagen số hóa việc sản xuất ô tô bằng cách tận dụng hệ thống định vị thời gian thực và Digital Twin.

5 thương hiệu xe hơi dưới một mái nhà

Volkswagen Slovakia là cơ sở ô tô duy nhất trên thế giới sản xuất năm thương hiệu xe hơi khác nhau trong một nhà máy duy nhất với các kích cỡ từ xe nhỏ gọn đến SUV hạng sang (Volkswagen Touareg, Audi Q7, Porsche Cayenne, Volkswagen up!, ODKODA Citigo, SEAT Mii).

Tổng sản lượng đạt 361.776 xe trong năm 2017. Công ty được thúc đẩy bởi một CHIẾN LƯỢC SỐ HÓA với cam kết chung về việc làm cho tất cả các quy trình và sản phẩm của ngành hiệu quả hơn, sáng tạo hơn và với chất lượng cao nhất có thể.   Chiến lược đặt ra nhu cầu đổi mới được cung cấp bởi số hóa ngành sản xuất của mình . Điều đó có nghĩa là việc triển khai Digital Twin của nhà máy được trao quyền bởi công nghệ RTLS định vị trong nhà; với mục đích tất cả là để tăng hiệu quả tổng thể sử dụng các thiết bị xử lý và quy trình sản xuất.

Tăng tốc đổi mới thông qua số hóa

Mục đích cốt lõi của dự án là số hóa tất cả các hoạt động trong sản xuất và ứng dụng chính xác intralogistic, bao gồm theo dõi AGV và theo dõi chuyển động của xe nâng ; để cho phép hiển thị quá trình, tổng quan của nó và khả năng truy sâu vào một đối tượng được theo dõi và dữ liệu lịch sử của nó.

Hệ thống cần đáp ứng các yêu cầu sau:

  • Nhận khả năng hiển thị quy trình thời gian thực để xác minh các quy trình hiện tại
  • Xem thời gian hoạt động chung của hạm đội và các đối tượng của nó
  • So sánh các tỷ lệ thời gian chạy / dừng, quãng đường đã đi và các chuyến đi được tải / không tải để tối ưu hóa việc sử dụng team logistics
  • Nhận một bản tóm tắt trực quan ngay lập tức của phong trào trong một khoảng thời gian
  • Tiết lộ mật độ giao thông và các tắc nghẽn của nó để tối ưu hóa đội vận chuyển
  • Khả năng chọn và phát lại đường dẫn của bất kỳ đối tượng chuyển động nào tại thời điểm đã chọn trong quá khứ để khám phá lái xe vào bất kỳ khu vực hạn chế nào hoặc có được bối cảnh xảy ra trước sự cố để ngăn chặn sự cố trong tương lai
  • Mô phỏng cập nhật quy trình được đề xuất trong một mô hình và khung thời gian thực
  • Điều hướng các trình điều khiển để họ biết nơi để đi và đâu là con đường gần nhất mà không gặp trở ngại

Một môi trường hoạt động kim loại biến đổi và khắc nghiệt

Một khía cạnh quan trọng của việc triển khai hệ thống định vị thời gian thực vào kho pallet kim loại là đảm bảo độ tin cậy của nó trong môi trường kim loại khắc nghiệt. Không giống như các công nghệ RTLS khác, hệ thống định vị trong nhà được sử dụng ở đây của Sewio dựa trên công nghệ siêu băng rộng với thuật toán TDoA , được chứng minh là đáng tin cậy khi được sử dụng trong môi trường công nghiệp kim loại.

Tuy nhiên, VW cũng cần phải biết chính xác cuộn xe nâng để xác định vị trí của dĩa được hướng trong thời gian thực, do đó, cảm biến từ kế cần được sử dụng. Vì từ kế dựa trên từ trường, nên, từ bản chất của nó, bị ảnh hưởng bởi sự hiện diện của kim loại. Trong trường hợp này, các thuật toán độc đáo của Sewio đã phải loại bỏ nhiễu để đảm bảo thông tin cuộn đáng tin cậy. 

Điều quan trọng nữa là 30% toàn bộ khu vực được theo dõi đại diện cho một kho hoàn toàn biến đổi liên tục theo thời gian có thể chuyển từ một khu vực hoàn toàn trống sang bị full hoàn toàn trong một khung thời gian chỉ trong vài giờ. Ngay cả trong môi trường thay đổi này, hệ thống định vị trong nhà vẫn phải hoạt động theo cùng một cách mà không cần bất kỳ sự can thiệp hay cấu hình lại nào.

Với số lượng đối tượng chuyển động, cả điều khiển bằng tay và tự động, hệ thống phải có khả năng đối phó với mật độ lưu lượng cao, các đỉnh và sự xuất hiện của nhiều đối tượng trong phạm vi gần nhau .

Độ lớn của dự án 

Hệ thống định vị trong nhà được giao bao gồm hội trường và nhà kho của nó với tổng diện tích 10.000 mét vuông với hàng trăm kệ, theo dõi 70 đối tượng – cả AGV đều tự động điều hướng và xe nâng tự lái. Hệ thống hoạt động với độ chính xác 50 cm và tốc độ refresh chu kỳ 333 mili giây . Công nghệ RTLS của Sewio cho phép lắp đặt kết hợp theo cách sắp xếp lưới và ngoằn ngoèo, dẫn đến chỉ cần 66 máy thu (= Anchors), do đó, giảm chi phí đáng kể.

Bằng cách tận dụng khả năng mở rộng và tính linh hoạt của công nghệ của Sewio, cùng với nền tảng phần mềm Ella của CEIT , cho phép hệ thống Digital Twin, Volkswagen Slovakia được trao quyền để đáp ứng các mục tiêu hiện tại của mình là làm cho quy trình công nghiệp của họ hiệu quả hơn thông qua đổi mới kỹ thuật số. Ngoài ra, là một giải pháp đầu cuối, Sewio và CEIT có thể cung cấp khả năng mở rộng trong tương lai có thể được sử dụng để tối ưu hóa liên tục trong bất kỳ hội trường nào còn lại của nhà máy.

Kết quả – Biến trưởng phòng hậu cần thành anh hùng đổi mới

CEIT đã cung cấp nền tảng Ella của họ trên hệ thống định vị thời gian thực của Sewio cho Volkswagen Slovakia chỉ trong sáu tháng. Trong vòng vài tuần sau khi hệ thống ra mắt, nền tảng mới đã mang lại ROI mạnh mẽ và đã đạt được những con số sau.

Một phần cơ bản của giải pháp là tổng quan thời gian thực mới thu được về tất cả các chuyển động trong hội trường. Các phân tích vị trí bao gồm dữ liệu quan trọng về thời gian hoạt động, thời gian rảnh và thời gian rảnh, quãng đường di chuyển và hiệu quả của từng máy trong đội tàu. Bản đồ nhiệt và sơ đồ spaghetti giúp trực quan hóa dòng chảy và tiết lộ mật độ lưu lượng, đường dẫn thực tế cho từng máy tại một thời điểm nhất định, nơi máy chạy (và không nên) và tại thời điểm xảy ra tắc nghẽn lớn nhất. Một so sánh giữa các ca làm việc cũng như giữa mỗi máy cũng giúp tối ưu hóa các quy trình sau đây .

Khả năng hiển thị tăng, cung cấp thông tin chi tiết thực và có thể theo dõi, giúp quản lý xác minh và cải thiện quy trình, giảm thiểu thời gian dừng, tăng tỷ lệ các chuyến đi được tải / không tải và tối ưu hóa lưu lượng, dẫn đến giảm thiểu chênh lệch OEE giữa mỗi xe nâng xuống 20% sự khác biệt .

Sự điều hướng mới của xe nâng, giúp lái xe đi theo con đường tối ưu và tránh tắc nghẽn, giúp giảm 10% quãng đường di chuyển giữa các hạm đội .

Theo dõi xe nâng – biết nơi xe nâng đang ở và không lái xe, tải và không tải, tiết lộ không gian kho chưa sử dụng. Bằng cách tối ưu hóa sau, khu vực kho hàng đã được mở rộng 20% mà không cần xây dựng, chỉ bằng cách sử dụng được cải thiện.

Ngoài ra, bất kỳ cập nhật quy trình nào cũng có thể được áp dụng trước tiên trong Digital Twin , do đó, được mô phỏng theo mô hình thực để tránh mọi tác dụng phụ tiêu cực hoặc thất bại.

Dựa trên kết quả, các bước tiếp theo có thể bao gồm không chỉ việc mở rộng hệ thống sang các phòng khác mà còn thêm các trường hợp sử dụng mới. Chúng bao gồm việc ngăn chặn va chạm bằng cách đưa ra tín hiệu cảnh báo cho các tài xế, giảm tốc độ xe nâng tự động ở ngã tư, theo dõi khách truy cập và nhân viên vì lý do an toàn, biết chính xác từng người trong trường hợp khẩn cấp, v.v.

Hơn nữa, với dữ liệu máy gia tốc biết những gì (tốc độ, hướng, v.v.) trước một vụ va chạm, sẽ dễ dàng tránh được nó hơn. Vì các máy thu đã sẵn sàng, mọi trường hợp sử dụng khác có thể được thêm vào với chi phí bổ sung tối thiểu và hệ thống sẽ thiết lập cách riêng để tối ưu hóa liên tục.

Các yếu tố chính giúp Sewio RTLS được chọn
  • Không giống như RFID và Bluetooth, công nghệ dựa trên UWB của Sewio hoạt động với độ chính xác cao hơn và có khả năng hoạt động trong môi trường khắc nghiệt và kim loại khắc nghiệt
  • Khu vực rộng lớn hơn với hàng tá máy thu giúp TDoA trở thành người chiến thắng rõ ràng trước TWR (với số lượng máy thu lớn hơn TWR (khoảng> 20) sẽ khiến cấu hình thực tế không thể thực hiện được)
  • Tuổi thọ pin được bảo đảm dài hơn một năm, ngay cả với tốc độ làm mới ngắn cần thiết để theo dõi chuyển động, giảm tổng chi phí sở hữu
  • Khả năng mở rộng hệ thống dễ dàng và nhanh chóng để theo dõi nhiều đối tượng hơn và mở rộng hệ thống tới nhiều hội trường hơn
  • Các thuật toán công nghệ độc đáo của Sewio cho phép sử dụng từ kế trong môi trường kim loại
  • Hỗ trợ tại chỗ trong nhà từ cả đối tác và nhà cung cấp, cũng như các công cụ khắc phục sự cố từ xa có sẵn để dễ dàng tái tạo và khắc phục sự cố
  • Khả năng mở rộng của công nghệ bằng cách thêm các cảm biến quán tính khác (vòng quay mỗi phút, cảm biến rung)
  • Thời gian ngắn để triển khai (sáu tháng kể từ khi ký hợp đồng)
  • Mạng lưới đối tác rộng lớn của các đối tác được chứng nhận công nghệ Sewio để lựa chọn dựa trên chuyên môn và tính sẵn có của họ
  • Theo dõi liên tục & dấu vết; không giống như RFID và các công nghệ khác
Đăng ký để nhận ebook
Đăng ký để nhận ebook "Ứng dụng IoT" từ chúng tôi.
Đăng ký để được nhận ebook "The Technical Foundations of IoT" và "Building Arduino Projects for the Internet of Things ".