汽车oem喜欢炫耀他们的自动化白色车身装配线。广告中总是有几十个六轴机器人在精心编排的动作中产生火花。视频将原始设备制造商描绘为技术领导者，即使世界上每个汽车工厂都有这样的生产线。
在奥迪位于德国内卡尔苏姆(Neckarsulm)的装配厂，白色车身装配线确实是技术上的领先者。那里的工程师正在使用人工智能(AI)来控制大批量生产中的点焊质量。
奥迪A6的车身组成部分需要约5300处点焊。直到最近，生产人员还在随机抽样的基础上，使用超声波手动监测点焊质量。然而，现在工程师们正在测试一种更智能的方法来确定焊接质量。他们正在使用人工智能软件实时自动检测质量异常。机器人收集每个焊缝上的电流流量和电压数据。人工智能算法不断检查这些值是否符合预定的标准。工程师在仪表盘上监控焊接数据。如果检测到故障，他们可以执行手动检查。
奥迪正在A6和A7的车身线上测试该软件。未来，奥迪希望该软件不仅能检测缺陷，还能自动控制和持续优化焊接过程。
奥迪自动化专家马蒂亚斯•梅耶尔(Mathias Mayer)表示:“该算法将成为互联制造领域进一步应用的蓝图。”“此外，它使我们能够改进现有的数字解决方案，如预测性维护。”
如果焊接软件被证明成功，它将被部署在奥迪母公司大众集团(Volkswagen Group)的装配厂。事实上，该软件已经在大众位于德国埃姆登的装配厂进行了测试。
点焊并不是奥迪测试AI软件的唯一应用。在这家汽车制造商位于德国因戈尔施塔特的冲压工厂，人工智能被用于检测车身面板和零部件的小裂缝等缺陷。
在设计、轻量化结构和功能方面不断增加的需求已被证明是对冲压车间的挑战。由于外部零件的线条更加尖锐，以及某些零件的复杂性不断增加，使得加工窗口狭窄，在冲压车身零件时偶尔会产生裂纹。
为了保持高质量，奥迪的一个跨职能团队正在开发检测软件，在人工智能的帮助下视觉检测缺陷。一种基于深度神经网络的机器视觉算法可以在数秒内自动可靠地检测出缺陷部件，且精确度最高。为了做到这一点，软件不断训练和改进样本图像。为此，生产部门的专家用手对裂缝进行标记并拍照。
该系统依赖于几台相机，它们对新生产的深拉部件进行拍照。然后，该算法对图像进行实时评估。如果发现了裂缝，一个视觉信号就会向工人发出警报。
人工智能只是奥迪在全球五家生产工厂应用工业4.0技术的一个例子。增材制造、5G、RFID和机器学习等技术正在被用于改善规划、装配、物流、维护和质量保证。
这些前瞻性的项目很多都起源于奥迪的生产实验室。众所周知，P-Lab成立于2012年，是一个研究所有与生产相关话题的智库。在这里，一个由30名员工组成的核心团队与生产和物流部门的同事一起开发想法，测试新方法。P-Lab在帮助增层制造、人-机器人协作、自动引导车辆、增强和虚拟现实等技术进入奥迪的大规模生产方面发挥了关键作用。
该公司数字化努力的另一个元素是2021年初推出的汽车计划2025 (Automotive Initiative 2025，简称AI25)。该计划的目标是为数字化工厂转型和可持续创新创建一个全球专业知识网络。奥迪的Neckarsulm工厂将作为试点工厂和现实实验室发挥关键作用。这家工厂生产汽车已有100多年的历史，在生产大规模和小规模生产的IT方面已经拥有广泛的专业知识。
AI25计划还旨在为整个大众集团的生产和物流转型提供创意来源。在未来五年里，汽车生产和供应链的数字解决方案将越来越多地通过AI25进行测试和开发，直至全面生产。
智能工厂IT解决方案的开发得到了学术机构的支持，如夫劳恩霍夫工业工程研究所和慕尼黑工业大学，以及技术合作伙伴亚马逊网络服务和SAP。定制软件和创意也有望来自奥迪去年与全球咨询公司凯捷(Capgemini)在德国海尔布隆成立的合资企业XL2。这个独立的部门专注于SAP项目的生产、主数据管理和基于云的应用程序的开发。
生产5克
对于奥迪和其他制造商来说，要实现数字化或智能制造所承诺的敏捷性和灵活性，一个能够实时响应的高性能网络基础设施将至关重要。奥迪押注5G无线技术可以满足这一需求。
5G为制造商提供了许多优势。它承诺数据速度超过每秒10千兆，延迟率不超过1毫秒。蜂窝连接被认为是坚固的，它们消耗的电力非常少，可靠性接近100%。此外，5G提供了无线连接大量工业设备的能力。通过5G连接的机器可以实时响应来自控制系统的输入。
自2018年以来，奥迪一直与瑞典电信公司爱立信合作，测试用于汽车生产的5G无线技术。
爱立信移动宽带和物联网主管玛丽•霍根(Marie Hogan)表示:“5G提供极低的延迟，满足工业自动化的性能要求。”“高度发达的应用程序和系统关键物联网，结合生产自动化更大的灵活性、移动性和效率的优势，首次成为可能。‘切断电缆’是工业4.0时代的真正转折点。”
奥迪已经启动了几个5G试点项目。例如，这家汽车制造商长期以来一直使用自动引导车辆(agv)及时将零部件和材料运送到装配线。然而，现在，5G正在帮助在因戈尔施塔特工厂监控和安全驾驶agv，而不需要胶带线或其他不灵活的基础设施。自2020年中期以来，因戈尔施塔特已经建立了一个独家频谱——工厂内的5G园区网络。这一本地频率是5G成功投入生产的重要条件。
另一个试点项目涉及将5G应用于机器人组装应用的安全网络。因为5G速度快、功能强大，特别适合连接传感器、机器和人工操作的设备。实时无缝通信是机器人和人一起工作的先决条件。
在驾驶员中，机器人将一个安全气囊模块安装到车辆的方向盘上。电池由安全传感器保护。只要有人的手突破电池的光幕，机器人就会自动停下来。通常，需要一个高频现场总线来连接光幕和机器人控制器。然而，现在5G可以通过无线方式完成同样的任务。
“5G结合了我们生产环境中的所有点，这极大地提高了灵活性和连通性。它还展示了人类和机器人如何安全合作，”奥迪车身车间自动化技术主管阿尔金•克瑞斯(Arjen Kreis)表示。
奥迪的增材制造
奥迪在生产过程中使用增材制造已有20多年的历史。最初，该工艺主要用于生产模型。现在，这项技术越来越多地被用于制造夹具、夹具甚至生产部件。
奥迪因戈尔施塔特工厂是该公司卓越的金属增材制造中心。各种各样的工艺被用于生产复杂的钢和铝零件，以及重达数吨的成型工具的工具插入件。这使得实现不同寻常的设计更加容易，因为增材制造支持开放式形状和多种多样的有机形式。例如，对于冷却通道靠近边缘的刀具刀片来说，这是一个主要优势。
奥迪的Neckarsulm工厂是该公司塑料增材制造的卓越中心。在这里，该技术被用于定制装配辅助设备，使工作更符合人体工程学。如果员工有优化的想法，他们可以直接联系内部的3D打印中心。奥迪与柏林的一家初创公司合作开发了一款软件，可以将夹具和夹具的设计时间缩短80%。通常只需要一张草图，几个小时就能得到想要的部分。
最近，在奥迪e-tron GT上使用了塑料增层制造技术来制造夹具和固定装置。如今，超过160个3d打印装配辅助设备在Neckarsulm投入使用。例如，其中一种夹具用于空调压缩机和冷却管线的装配。该夹具具有内置夹具的特点，是内部设计的。
层次的维护
奥迪正在使用各种技术来改善维护，减少停机时间。例如，铆接车身部件的连接系统中安装了监测塑料软管状态的传感器。控制器使用算法将数据与预设的阈值进行比较，从而检测软管的磨损痕迹。因此，系统的突然故障几乎被消除了，维护工作可以在非生产时间进行，这使得工作更容易，生产效率更高。
目前正在对连接多个系统和机器到数据库的流程进行标准化。预测维修技术将进入大批量生产，并将应用于其他领域。
奥迪的维修人员还可以从“维修”应用程序获得进一步的支持。该应用程序包含一个约5000页的材料科学知识数据库和建议行动。如果机器显示错误代码，技术人员只需将代码输入到平板电脑上，就可以获得逐步的指示。
通过另一款名为“奥迪移动维修”(Audi Mobile Maintenance)的应用程序，在因戈尔施塔特工厂和内卡尔苏姆工厂涂装车间工作的装配专家可以立即收到有关系统错误的信息。该应用程序通过推送通知显示所有相关信息。哪个大厅的哪个系统受到影响?哪个仓库有替代品?同事们可能已经在处理这种情况了吗?这增加了透明度，减少了行程，加快了流程，提高了数据质量。所有内容都是数字化记录的，整个团队可以在任何地方使用移动设备访问这些内容。奥迪计划在不久的将来向其他工厂推广这款应用。
