Pri príležitosti predstavenia úplne nového BMW radu 3 sme navštívili závod v nemeckom Dingolfingu. Zaujímalo nás, ako dokáže BMW vyrábať konkurencieschopné autá v krajine s vysokými mzdami, drahou energiou a silnou priemyselnou tradíciou.
Nové BMW opúšťa výrobnú linku a pokračuje ďalej bez človeka za volantom. V kabíne má mikrofón, ktorý počas skúšobnej jazdy počúva, či niečo nevŕzga alebo neklepe. Na niektorých pracoviskách kontrolujú medzery medzi dielmi karosérie roboty a výsledky posielajú späť operátorom, ktorí montáž nastavujú. Pri návšteve automobilky sa dá ľahko podľahnúť fascinácii robotmi. Pohybujú sa rýchlo a s presnosťou vykonávajú opakované, monotónne úkony. V Dingolfingu, najväčšom výrobnom závode značky BMW v Európe, však postupne zisťujeme, že rovnako dôležité sú aj menej nápadné veci. Napríklad vozík, ktorý sa po dokončení práce sám vráti na začiatok pracoviska. Alebo dvere namontované s úmyselným odsadením či regál premiestnený vo virtuálnom modeli tak, aby sa pracovník počas zmeny zbytočne nenachodil.
Za každým z týchto riešení bola položená otázka: kde sa dá ušetriť čas, energia alebo zbytočná manipulácia bez toho, aby utrpela kvalita? Pri výrobe automobilov v Nemecku odpovede na tieto otázky aktuálne rozhodujú o tom, či sa ďalšia generácia nového modelu zostane produkovať v krajine alebo bude presunutá niekde do zahraničia.
V tento deň sme síce videli oficiálnu svetovú premiéru BMW radu 3 ôsmej generácie, ale bol to zároveň deň, kedy nám bavorská automobilka demonštrovala svoj recept na zachovanie automobilovej výroby v Nemecku aj v časoch agresívnej čínskej expanzie.
Nová trojka má dva nemecké domovy
BMW radu 3 má v tomto príbehu výnimočné postavenie. Od začiatku výroby v roku 1975 vzniklo viac než 18 miliónov exemplárov, z toho 15 miliónov v Nemecku. Trojka postupne prešla všetkými nemeckými automobilovými závodmi BMW a v Dingolfingu sa prvýkrát vyrábala v roku 1980. Pri ôsmej generácii značka rozdeľuje úlohy medzi dva závody. Plne elektrické BMW i3 patrí Mníchovu, zatiaľ čo spaľovacie a plug-in hybridné verzie nového radu 3 dostávajú Dingolfingu. Pre zákazníkov sú oba modely takmer na nerozoznanie, z pohľadu výroby však ide o dva rozdielne prístupy.
Mníchovská továreň prechádza rozsiahlou prestavbou. BMW sem nalialo 650 miliónov eur, aby vytvorilo nové výrobné priestory, technológie, logistiku aj prípravu zamestnancov. Transformácie mníchovskej fabriky bude ukončená na konci roka 2027, kedy bude vyrábať výlučne plne elektrické vozidlá. Transformácia závodu je o to náročnejšia, že prebieha súbežne s existujúcou produkciou.
Dingolfing zasa využíva schopnosť začleniť ďalší model do už fungujúceho systému. Pre nový rad 3 síce vznikla nová karosárska linka, v lakovni a montáži sa ale automobil pripojil k ostatným modelom ako sú BMW radu 5, 7 alebo iX. Do oboch automobilových závodov smerovala v súvislosti s prípravou novej generácie celkovo miliarda eur. Ďalšiu miliardu zhltol nový batériový závod Irlbach-Straßkirchen, ktorý dopĺňa regionálnu výrobnú sieť.
Dingolfing je najväčším európskym výrobným areálom koncernu BMW Group. Rozprestiera sa na ploche vyše 300 hektárov a zamestnáva 18-tisíc ľudí. Takisto tvorí budúcnosť pre 950 učňov a študentov duálneho vzdelávania. Minulý rok závod vyprodukoval vyše 280-tisíc áut. Denný objem výroby sa pohybuje okolo 1 350 áut. V Dingolfingu sa nachádzajú celkovo 2 montážne haly. V jednej sa stretávajú modely radu 5, radu 7 a BMW iX. Druhá zahŕňa okrem radu 5 aj štvorkové kupé a kabriolet a rad 3. Automobily môžu mať volant vpravo alebo vľavo, rozdielne komponenty aj inú konfiguráciu.
Elektromobily a spaľovacie autá sa stretávajú na jednej linke
Technologická otvorenosť je výraz, ktorý BMW používa často. V hale však dostáva praktickú podobu. Na rovnakom výrobnom toku sa striedajú spaľovacie vozidlá, plug-in hybridy aj elektromobily. Podľa toho prichádzajú nápravy, pohonné jednotky a batérie.
Pri jednom aute sa pripravuje spaľovací motor, pri ďalšom elektrický pohon. Veľký batériový systém patrí elektromobilu, menší plug-in hybridu. Diely prichádzajú v poradí zodpovedajúcom vozidlám na linke. Pri takzvanej svadbe sa potom karoséria spojí s pripraveným podvozkom a pohonom.
Pred týmto krokom kamerové systémy kontrolujú polohu potrubí a káblových zväzkov. Zle uložený diel by pri spojení zostáv mohol spôsobiť problém. Elektronicky riadené uťahovacie náradie zase sleduje predpísaný moment a uhol dotiahnutia. Kontrola sa vkladá priamo do procesu, keď možno chybu zachytiť ešte pred ďalšími operáciami.
Výhodou zmiešanej výroby je možnosť pružne reagovať na dopyt. Ak rastie záujem o elektromobily, závod dokáže meniť výrobný mix. Ak sa zákazníci v inom období priklonia k inému pohonu, nemusí kvôli tomu BMW budovať samostatnú továreň. Pri BMW radu 3 sú dôležité väzby na európsku výrobu dielov. Závody v Mníchove a Dingolfingu zásobuje celkovo 760 dodávateľských lokalít. Viac ako 70 % sa nachádza v Európe a vyše 30 % z tohto počtu v Nemecku. Kratšia vzdialenosť pomáha logistike aj riešeniu problémov, keď treba s dodávateľmi rýchlo upraviť procesy.
Nerovnosti na karosérii odhaľuje premietaný vzor
Pred odovzdaním karosérie do lakovne prichádza kontrola povrchu. Robot prinesie projektor a kameru, na plech premietne vzor, sníma jeho obraz a algoritmus vyhodnocuje miesta, kde sa prejavuje zvlnenie či iná nerovnosť. Operátori dostanú informáciu, kde treba zasiahnuť, a vykonajú opravu. Automatizácia tu zrýchľuje a spresňuje vyhľadávanie problémov, zatiaľ čo zamestnanci sa sústreďujú na ich odstránenie. Nový systém kontroly kvality sa podarilo zaviesť do živej výroby za dvanásť týždňov.
Významnou zmenou prešla aj organizácia tejto časti závodu. Kým v minulosti boli jednotlivé dokončovacie linky viazané na konkrétne modelové rady, teraz nimi môžu prechádzať rôzne modely. Súčasne zlepšenie kvality predchádzajúcich operácií umožnilo zmenšiť rozsah potrebného dokončovania.
Ako si diely nachádzajú cestu k správnemu autu
Zložitosti modelového mixu zodpovedá aj logistika. Závod využíva pol milióna štvorcových metrov logistických plôch a pracuje v nej okolo 1 700 ľudí. Zabezpečiť správny diel na správnom mieste, v správnom čase a poradí je pri tomto rozsahu kľúčové. Po celom závode sa pohybujú autonómne transportné roboty, automatizované vysokozdvižné vozíky a ďalšie dopravné systémy. Dopravníky sa prepájajú s mobilnými riešeniami tak, aby diel mohol plynulo pokračovať tam, kde ho výroba potrebuje. V sklade drobných dielov automatizácia zahŕňa aj odoberanie prepraviek z paliet a ich ďalšie spracovanie. Zástupcovia logistiky nám počas našej návštevy uviedli, že pre 80 % krokov sledovaného vnútropodnikového materiálového toku už majú k dispozícii automatizované riešenia.
BMW si zároveň buduje vlastné znalosti a riadiaci softvér. Nestačí totiž len nakúpiť flotilu robotov, treba aj vedieť koordinovať ich úlohy, odovzdávanie materiálu aj spoluprácu s ostatnou výrobou. Cieľom zavádzania automatizácie je zvládať viac práce bez zodpovedajúceho zvyšovania počtu pracovníkov.
Nie každé zefektívnenie potrebuje umelú inteligenciu
Pri montáži vidíme napríklad vozíky s dielmi a náradím, ktoré sa pripoja k pohybujúcemu sa nosiču auta a sprevádzajú ho cez pracovisko. Zamestnanec má tak všetky potrebné veci poruke. Po dokončení úseku sa vozík odpojí a vráti späť. V tejto oblasti využíva BMW princípy karakuri, teda jednoduchých mechanických riešení, ktoré uľahčujú manipuláciu. Niektoré vratné pohyby zabezpečuje mechanizmus pripomínajúci navinutie a uvoľnenie pružiny. Aj bez robota sa dá odstrániť množstvo krokov, ktoré pracovník inak musí denne opakovať.
Zmyslom je, aby montážnik čo najviac času venoval samotnému autu a čo najmenej chodeniu po diely či presúvaniu pomôcok. Pri tisícoch opakovaní to vytvára nezanedbateľné úspory času a súčasne sa znižuje fyzická záťaž. Vedúci montáže však upozorňuje na hranice automatizácie. Podľa jeho slov pevne naprogramované pracovisko môže byť veľmi výkonné, no zároveň vytvára bod, ktorému sa musí prispôsobiť zvyšok linky. Pri častom striedaní modelov a výbav je preto rozhodovanie o robotizácii aj rozhodovaním o budúcej flexibilite.
Továreň sa prestavuje najprv v počítači
Digitálne dvojča závodu umožňuje plánovačom preverovať zmeny skôr, než sa fyzicky presunie prvý regál. BMW nám ukázalo trojrozmerný model výroby v prostredí NVIDIA Omniverse a simuláciu konkrétneho pracoviska. V minulosti sa podobné úlohy riešili pomocou kartónových modelov. Fungovalo to tak, že zodpovedný tím vytvoril makety políc a vybavenia, pracovník skúšal jednotlivé úkony a ďalší človek meral čas stopkami. Bolo potrebné overiť, či je všetko na dosah, či sa operácie zmestia do výrobného taktu a či pracovisko zbytočne nezaťažuje telo.
Dnes možno tieto varianty pripraviť digitálne. Regály sa premiestňujú v modeli, softvér vyhodnocuje dráhy pohybu, časové zaťaženie aj ergonómiu. Na ukážke ide o pracovisko, kde sa pripravuje sada príslušenstva ku konkrétnemu autu. Podľa špecialistu, ktorý nám systém predstavoval, si kartónová simulácia kedysi vyžadovala približne desať ľudí, ktorí nad danou úlohou strávili dva dni. Digitálnu prípravu porovnateľnej ukážky dnes dokáže zvládnuť jeden človek za jeden pracovný deň.
Prvá jazda bez vodiča, ale s mikrofónom
Na konci montáže sa jednotlivé diely definitívne zmenia na hotové auto. Nasledujú predpísané skúšky vrátane testu na valcoch, nastavenia geometrie, svetiel a kontrol asistenčných systémov. Potom prichádza moment, keď automobil pokračuje po určenej trase bez vodiča. Výrazné blikanie signalizuje automatizovaný pohyb v závode.
Do kabíny pracovník vloží zariadenie s mikrofónom. Vozidlo prejde úsekom s definovanými nerovnosťami a systém zaznamenáva zvuky. Hľadá prejavy, ktoré by zákazník v novom aute počuť určite nechcel. Ak zachytí podozrivý zvuk, nasleduje preverenie človekom vrátane manuálneho prejazdu. Ak je všetko v poriadku, automobil pokračuje k príprave na expedíciu.
Najlacnejšia energia je ta nespotrebovaná
Pri diskusii o konkurencieschopnosti sa nedá obísť sektor energetiky. V Dingolfingu ju spájajú s dvoma krokmi: znižovaním spotreby a zmenou zdrojov energie. Veľmi názorný príklad ponúka lakovňa. Pri striekaní farby sa časť materiálu nedostane na karosériu. Tieto častice tu preto zachytávajú. Dingolfing prešiel z mokrého odlučovania na suchý proces s vápencovým práškom. Výhodou je aj možnosť využívať 80 % recirkulovaného vzduchu, takže sa znižuje potreba upravovať teplotu a vlhkosť čerstvo privádzaného vzduchu.
Podľa BMW predstavuje úspora v samotnom Dingolfingu približne štyri milióny litrov vody a 13-tisíc MWh tepelnej energie ročne. Zachytený materiál s vápencovým práškom sa navyše môže ďalej využiť v priemysle stavebných materiálov.
Ďalším opatrením je fotovoltika na streche logistického centra Dynamics Centre, ktorá dodáva elektrinu od konca roka 2025. Projekt počíta s výkonom približne 11 MWp. Regionálna tepláreň na biomasu zase dodáva teplo pre výrobu. Zmluvný rámec necelých 100-tisíc MWh tepla ročne pokrýva približne polovicu potreby technologickej teplej vody závodu.
Továreň bez ľudí? Nie, BMW má iné očakávania
Pri toľkej automatizácii sa prirodzene otvára otázka, kto bude vyrábať takú desiatu generáciu BMW radu 3 o 15 či 15 rokov? Ľudia alebo roboty? Michael Ströbel, ktorý v BMW pôsobí v oblasti procesného riadenia a digitalizácie, očakáva ďalšie rozširovanie automatizácie, zároveň však zdôrazňuje spoločnú prácu technológií aj ľudí. Veľký potenciál pripisuje takzvanej fyzickej umelej inteligencii. Zjednodušene ide o systémy, ktoré dokážu využívať učenie a vnímanie prostredia na vykonávanie úloh v reálnom svete. Namiesto podrobného programovania každého pohybu by sa postupne väčší dôraz presúval na zadanie cieľa a schopnosť stroja nájsť vhodný postup.
Praktickou výhodou humanoidných robotov môže byť podobnosť s človekom: existujúce pracoviská sú postavené pre ľudské ruky a pohyby. Z toho však ešte nevyplýva, že univerzálny robot dokáže jednoducho prevziať každú montážnu operáciu. Ströbel vyzdvihuje schopnosti ľudskej ruky, cit a koordináciu oka s pohybom. Práve manipulácia s rozmanitými dielmi ukazuje, koľko úloh človek zvláda takmer bez rozmýšľania a stroj sa ich musí zložito učiť. Rutinné činnosti sa budú podľa neho automatizovať čoraz viac, ľudia však zostanú dôležití pri riešení problémov, zlepšovaní procesov a tvorivej práci.
Autá Made in Germany si musia obhájiť svoju cenu
Sebastian Stegmüller z Fraunhoferovho inštitútu IAO upozornil, že Nemecko môže zostať priemyselnou krajinou aj s vysokými mzdami, musí však rozumieť tomu, v ktorých výrobkoch a častiach hodnotového reťazca má skutočnú výhodu. Za jednu zo silných stránok označil schopnosť modernizovať existujúce zložité výrobné systémy. Zavádzať nové technológie do desaťročia fungujúceho závodu, ktorým prechádzajú rôzne modely, je iná úloha než postaviť novú fabriku na zelenej lúke (Debrecín). Dingolfing je toho názorným príkladom.
Technická rafinovanosť však nemá byť samoúčelná. Obrovské množstvo teoreticky možných konfigurácií nie je automaticky výhodou, ak prináša náklady, ktoré zákazník neocení. BMW zatiaľ oponuje, že možnosť individualizácie jeho klienti vyhľadávajú. Úlohou výroby je zvládnuť túto rozmanitosť jednoduchšie, napríklad väčším využívaním spoločných dielov.
Člen predstavenstva BMW zodpovedný za výrobu Raymond Wittmann pripomenul aj vonkajšie podmienky. Podľa jeho vyjadrenia môžu byť energetické náklady obsiahnuté vo výrobe elektromobilu v Európe, vrátane dodávateľského reťazca, až o tisíc eur vyššie než v Číne alebo USA. Popri cenách energií a regulácii je však povinnosťou každej relevantnej európskej automobilky zrýchľovať, zvyšovať produktivitu a zavádzať inovácie.
