保时捷复杂的电动汽车厂借助数字规划实现“零”影响

2019年9月，保时捷建成了该公司迄今为止最复杂的工厂，以生产其首款全电动跑车Taycan。保时捷在其总部德国斯图加特利用数字工厂规划，创建了一套零影响的生产设施，通过无人驾驶运输系统最大程度地提高了灵活性。

工厂规划的挑战始于基地本身，它坐落在毗邻果园的丘陵市区。保时捷数字规划项目经理Till Moczarski说：“这些果园是受到保护的。它们生长在贯穿斯图加特的山脊上，我们无法在那里建造比山丘更高的建筑物；否则，它将会扰乱盆地的气流。”

自然环境对建筑的这些约束促使Moczarski及其规划团队在规划斯图加特市祖文豪森区的新组装厂时要发挥创造力。新的设施需要包括三层楼面以及地下层，建筑物的所有技术系统都将位于地下层。

“为了控制成本，遵守时间表，我们最终同时抬高了建筑物以及通风、供暖、电气和喷淋系统，甚至是用于实际车辆装配的系统，”Moczarski说，他还指出在安装加热板后的第二天，钢结构工人就出现在了现场。“我们必须提前处理好所有事情— 何时、何事、何地。没有数字安全保障，一切都是空谈：在计算机上提前进行碰撞检查是一个先决条件。”

从垃圾桶到机器人，工厂里的东西首先都要经过Moczarski的电脑屏幕的批准。工厂的每个细节都在欧特克Navisworks集成规划模型中，Moczarski早在工厂奠基之前就创建了这个规划模型。他将模型基于建筑工程公司RSE创建的欧特克Revit场景，Moczarski的模型展示了建筑物及其各种技术系统。

“在模型中，所有设计师、规划师和供应商都使用同一种语言 — 就像一首交响乐，人们在那里相遇，所有的事物融为一体，”Moczarski说。他基本上可以被称为是一位作曲家兼指挥。他赞赏对细节的关注，将协调模型描述为“与实际情况完全相同”。

例如，供应商在欧特克Inventor软件中提供诸如搬运设备的设计，这些设计必须与承包商使用的模型建筑100%匹配，而这种模型建筑就是通过欧特克的Revit和AutoCAD制造的，其中使用了BIM（建筑信息模型）。为了避免与装配线上的实际车辆和工厂的各种机器发生碰撞，Moczarski甚至在模型中创建了最小的零部件；如果不需要，可以随时删除这些细节，但是以后要添加它们就很困难。他说：“90%的错误发生在规划阶段，因此应该在这一阶段消除它们。”

Moczarski从1997年以来就一直在使用欧特克解决方案进行3D工作。那时，他把从设计师那里收到的油墨图纸转换为计算机上的3D图纸。当人们问他是不是在大学里学会了如何使用这一软件时，他眨眨眼说：“他们是从我这里学到的。”

保时捷最大的建筑项目

自70年前在斯图加特建立总部以来，新的Taycan工厂是保时捷最大的建筑项目。这是一个新的“厂中之厂”，仅用了几个月就建成了。整个组装车间的地面每平方米可承受近279公斤的重量，而天花板则有7.92米高。柱子宽近1.2米，整个建筑物每小时通风四次。

“我在汽车领域工作了30年，并且有机会掌握了很多东西，”保时捷生产和物流总监Albrecht Reimold表示。“不过将新技术和新工艺以最快的速度整合到新工厂，这还是我所面临过的最大挑战。”

这些新技术主要指的是无人驾驶运输系统，这些系统可以将汽车在工厂内移动，并将工具和设备从A点移动到B点。Taycan工厂里没有传统的装配线。生产是在“柔性生产线”上进行的，并且该生产线还可以在整个工厂内移动。它们通过地面上的二维码以及柱子和墙壁上的镜子进行定向，从而提高了工厂里生产和建筑设施的灵活性。

这使得保时捷成为了全球首批在流动生产中引入系列无人驾驶运输系统的汽车制造商之一，从而节省了资金。“这是一个真正的进步，”Moczarski说。输送技术可确保生产流程不再是刚性不变，并可对运营资源的要求做出反应。Moczarski将无人驾驶运输系统的相互作用描述为“舞厅”。新的流程在虚拟现实中进行了测试，并使用欧特克VRED软件软件进行了仿真。

工厂4.0：可持续，灵活和智能

保时捷特别引以为傲的是，该工厂还是一座“零影响工厂”。这不仅是一份二氧化碳资产负债表，还有一种针对环境等方面的整体方法，其中包括整个工厂的资源消耗、垃圾废物和移动性。工厂还拥有一个配备了光伏系统的绿色屋顶。其电力来自可再生能源，以沼气为动力的热电厂在现场为工厂提供加热和额外的电力。

Moczarski喜欢带人们来参观这座工厂。在参观结束时，一个运送物料的机器人停下并鸣了喇叭。Moczarski 请参观者让开后，机器人继续前行。装配大厅在按计划运作。“许多人低估了数字协调模型的前向兼容性，”他说。“这不仅仅是规划的基础；它还将伴随着厂房的整个生命周期。”