Від карет до гібридів. Як виглядають автозаводи зсередини: найбільші та найцікавіші виробництва

Про історію створення електромобілів Liga.Tech вже писала раніше. В цьому матеріалі поговоримо про процес виробництва сучасних авто. А саме – який вигляд має сучасна виробнича лінія, як можна замовити автомобіль за допомогою смартфона і швидко його отримати, в чому роботи уже замінили людей та які ще інновації на нас чекають у майбутньому?

Liga.Tech дослідила, як функціонує і працює сучасний автомобільний завод зсередини.

Історична довідка

Як працюють складальні лінії автомобілів

Поява ліній з виробництва автомобілів привела до революції в автомобільній промисловості, а також в американському житті. Вони зробили виробництво автомобілів ефективнішим. Завдяки цьому собівартість виробництва автомобіля зменшилася, а після цього впала і роздрібна ціна машин. Більш доступні ціни дозволили більшій кількості людей купити власний транспортний засіб.

Перші автомобілі переважно будували виробники карет. Перші автовиробники купували двигуни у виробника та встановлювали їх у модифіковані кінні карети.

Незабаром виробники кузовів виявили, що можуть виробляти більше автомобілів швидше, якщо стандартизують конструкцію та деталі. Замість того щоб виготовляти кожну деталь у кожному автомобілі, всі компоненти транспортного засобу можна було виготовляти за допомогою форм і машин. Потім робітники просто складали готовий продукт.

Хто першим використав автоматизовану складальну лінію

Першу сучасну складальну лінію створив не Генрі Форд. Насправді її винайшов Ренсом Елі Олдс (засновник автомобільної компанії Oldsmobile). Олдс працював над машинами більшу частину свого життя, включно з автомобілями з паровим двигуном у 1880-х та 1890-х роках.

Його складальна лінія дозволила йому стати першим масовим виробником автомобілів у Сполучених Штатах, він домінував в американській автомобільній промисловості з 1901 до 1904 року. Бренд проіснував з 1897 до 2004 року.

Генрі Форд вдосконалив цю ідею, і весь процес запрацював набагато ефективніше, що дозволило знизити вартість виробництва автомобілів. Досяг він цього дуже просто: кожен співробітник виконував одне і те саме завдання на кожному транспортному засобі. Це значно знизило ціни на нові машини та відкрило доступ людям, які раніше не могли собі дозволити таку розкіш.

Сучасна виробнича лінія

Що вражає в сучасній роботі складальної лінії, то це те, що вона не надто відрізняється від базової системи Ford, яка існувала понад 100 років тому. Автомобілі, як і раніше, надходять до робітників на окремі робочі станції, кожен робітник виконує певне завдання, і коли всі вони виконані, наприкінці лінії ви побачите абсолютно нові готові автомобілі, що сходять з конвеєра.

На сучасних виробничих лініях багато деталей, які йдуть на складання автомобіля, не виготовляються на місці. Ці деталі (наприклад, гальмівні диски або трансмісію) купують в інших компаній-постачальників, багато з яких мають власні складальні лінії.

Одним із ключів до виробничої лінії автомобіля є стандартизація продукту.

Автомобільна платформа як елемент стандартизації

Щоб залишатися в бізнесі сьогодні, автомобільним компаніям необхідно пропонувати безліч різних моделей – а це важко зробити, коли ви залежите від виробничої лінії.

Тому автомобільні компанії роблять те, що називається спільним використанням платформ. Це дозволяє розробляти свої автомобілі з урахуванням взаємозамінних деталей, економить гроші, спрощує виробництво і, як і раніше, дає споживачам те, що вони хочуть.

Як приклад можна навести платформу MQB концерну Volkswagen AG (VAG), яка лежить в основі величезної кількості моделей усіх марок виробника: від VW та Audi до більш доступних Seat і Skoda.

Для електромобілів у VAG розроблена окрема платформа MEB. Всі сучасні електромобілі компанії зроблені саме на цій платформі.

Хоча основні принципи роботи автомобільних виробничих ліній залишилися незмінними, нещодавні інновації трохи змінили ситуацію. Тепер замість людей працюють роботи, особливо там, де робота передбачає повторювані рухи. Наприклад, цей процес ми можемо побачити на заводі Hyundai.

Завод Hyundai: роботи та ШІ на службі людини

Процес купівлі автомобіля практично не змінювався протягом десятиліть, але з появою електромобілів відбулися зміни. Наприклад, Tesla продає машини через свій сайт, а не через традиційних дилерів. Hyundai пішов ще далі. Так, на його заводі ви можете замовити автомобіль за допомогою смартфона та виїхати на ньому за лічені години!

Інноваційний центр Hyundai Motor Group в Сінгапурі (скорочено HMGICS) – це не просто оновлення традиційної складальної лінії. Це футуристичний погляд на наше дедалі більш роботизоване майбутнє, кероване штучним інтелектом.

Площа HMGICS – 86 900 кв. м, завод працює з початку 2023 року і виробляє близько 30 000 електромобілів на рік. Тут збирають IONIQ 5 і повністю автономні роботаксі IONIQ 5 та IONIQ 6.

HMGICS не схожий на жоден завод з виробництва автомобілів для масового ринку.

Приблизно 50% усіх завдань виконують 200 роботів, причому люди, робототехніка та системи штучного інтелекту досягають безпрецедентного рівня співпраці. Ласкаво просимо до заводу майбутнього!

Роботи виконують складання, перевірку та організацію виробництва, а також піклуються про понад 60% керування процесами компонентів, замовлення та транспортування. Це звільняє людей від повторюваних і трудомістких завдань, щоб зосередитися на більш творчих і продуктивних обов’язках.

Зараз на "заводському поверсі" працюють лише 29 співробітників. Люди працюють спільно з роботами й навіть звітують їм. Контролем якості продукції компанії займається Spot – спритний робот-пес від Boston Dynamics.

Spot регулярно виїжджає зі своєї зарядної станції для перевірки якості складання відповідного авто. За допомогою передової камери, датчика та технології штучного інтелекту він сканує транспортний засіб на предмет несправностей, а потім повідомляє про будь-які результати оператора з командного центру, який контролює весь процес.

У випадку, коли Spot (і командний центр) задоволені якістю роботи, інженер може продовжити роботу над автомобілем.

Керівник Smart Factory Алпеш Патель в коментарі Bloomberg розповідає про унікальну пропозицію для потенційних заможних клієнтів. "Вони зможуть замовити автомобіль дистанційно, вибрати колір і навіть високоперсоналізовані елементи для свого автомобіля, а потім стати свідками того, як він виробляється", – говорить він.

Патель стверджує, що з моменту замовлення автомобіля клієнтом до його відправлення може пройти лише три години завдяки унікальній організації високоавтоматизованого процесу виробництва.

Також клієнти можуть пройти тест-драйв на приголомшливій 618-метровій трасі Skytrack на даху заводу.

Як виробляється Porsche: один із найсучасніших заводів у світі

Завод зі збирання автомобілів Porsche AG у Лейпцигу веде свою історію з 2002 року. Тут роблять найпопулярнішу модель Porsche – кросовер Cayenne та флагмана модельного ряду компанії – преміальне купе Panamera і електричний Macan. Наприкінці 2023 року нова Porsche Panamera Turbo E-Hybrid стала двомільйонною машиною лейпцизького складання.

Кузовний цех

На заводі Porsche у Лейпцигу є три кузовні цехи: один для Macan з ДВЗ, один для Panamera та один для електричного Macan. Спочатку машина отримує табличку з VIN-номером (за ним можна дізнатися всі деталі та характеристики автомобіля) та інші маркувальні таблички, які кріпляться на підструктуру кузова.

На наступному етапі боковини та дах кріпляться до підструктури. Потім на каркас кузова встановлюють двері, капот та задню ляду. На фінішній прямий автомобіль проходить перевірку якості. Тут, наприклад, робітники ретельно перевіряють шви, клейові з'єднання та якість поверхні. Якщо всі вимоги до якості дотримані, кузов передається до цеху фарбування.

Фарбувальний цех

Спочатку кузов очищають, знежирюють і занурюють в розчин фосфату цинку, який забезпечує оптимальну адгезію подальшого захисту від корозії. Також герметизують шви і наносять три різні шари фарби: ґрунтовка, фінішне покриття та прозоре покриття. Еластична ґрунтовка захищає фінішне покриття (також відоме як базове покриття) від пошкоджень і покращує структуру та подальший блиск. Потім наносять фінішне покриття у кольорі, обраному замовником. Після проміжного сушіння прозорий лак запечатує раніше нанесені пласти фарби.

Всі пофарбовані кузови перевіряють робітники у світлодіодному світловому тунелі. Додаткову підтримку забезпечує автоматизована система виявлення помилок (AFE). За 70 секунд два роботи сканують всю зовнішню поверхню кузова за допомогою шаблону зі світлових смуг. У процесі вони роблять близько 100 000 фотографій. Протягом наступних 30 секунд п'ять комп'ютерів обробки зображень оцінюють результати.

Таким чином робітникам показують місце розташування та тип виявлених нерівностей на 3D-візуалізації кузова. Автоматизована система виявлення помилок у фарбувальному цеху використовується в серійному виробництві з 2023 року і є лише одним із проєктів Smart Factory.

На наступному етапі двері знімають з кузова, щоб працювати з ними окремо. Крім того, без зняття дверей неможливо встановити торпеду (кабіну) в салон. У Macan і Panamera, залежно від версії та комплектації, кабіна може складатися до 200 окремих деталей, важити від 50 до 90 кг.

На початку процесу двері важать близько 8 кг. Після процесу складання їх вага збільшується до 25 кг або й більше.

До речі, тільки довжина електропроводки в Panamera – понад 150 метрів, а загальна довжина кабелю – близько 3 кілометрів.

Щоб під'єднати всі електроконтакти, потрібно чотири години. І це найважча операція на конвеєрі в Лейпцигу. А про те, що в сучасних Porsche чимало деталей з України – Liga.Tech вже писала раніше.

Інші компоненти, що збираються на цьому етапі, містять зсувні або панорамні дахи, блоки керування та обшивку даху. Останній етап на лінії збирання інтер'єру – "прошивка" ключа, який тут вперше вставляється у замок запалювання.

Етап "весілля"

Один з важливих етапів – складання двигунів.

Тут автоматизована система керування автомобілем (AGVS) поміщає готову трансмісію під відповідний кузов автомобіля та міцно прикручує її на місце. Таким чином двигун, шасі та кузов фактично "вступають у шлюб". На останньому етапі встановлюються вихлопні труби.

Серед систем, що підключаються на цьому етапі, – гальмівні магістралі на передній та задній осях, паливні трубки та компоненти повітропроводу для пневматичної підвіски; заливаються всі потрібні рідини. На машину встановлюють колеса.

Тестова лінія

Відбувається перший запуск двигуна, остаточне налаштування шасі та фар, а також калібрування систем допомоги водієві. Після завершення цих кроків автомобілі потім відправляються на динамометричний стенд для моделювання водіння на максимальній швидкості 120 км/год на загальну дистанцію 1,5 км.

Під час цієї остаточної перевірки якості машину тестують на випробувальному треку. Перевіряють освітлення, водонепроникність кузова. Після цього кожен Porsche вирушає до мийного боксу, де проходить повне чищення. Після додаткових перевірок якості автомобіль нарешті випускають та пакують для транспортування.

Як виробляють електромобілі: найцікавіше про Fiat 500 electric

Відкритий у 1939 році завод Mirafiori у Турині ознаменував початок сучасного виробництва для Fiat і залишається одним із найстаріших автомобільних заводів у Європі. Площа — більш ніж 2 млн кв. м, майже 12 км підземних доріг для транспортування двигунів та компонентів, а також понад 20 км транспортних систем для переміщення матеріалів та готових автомобілів.

Fiat 500 зразка 2007 року вже скоро буде знятий з виробництва через жорсткіші правила ЄС в галузі кібербезпеки та електроніки. Тому ще наприкінці 2020 року завод модернізували й тут почали виробляти електричну версію оновленого Fiat 500.

Завод Mirafiori довгий час був місцем народження геніальних ідей та футуристичних проєктів. Тут випускали знакові моделі, що увійшли до історії автомобілебудування, стимулювали розвиток технологій і у багатьох випадках навіть супроводжували зміни в італійському суспільстві.

Першим був легендарний Topolino, найменший серійний автомобіль у світі. Потім з'явився 600, перший народний автомобіль в Італії, який через кілька місяців на ринку користувався таким великим попитом, що черга на його отримання розтягнулася на рік. Також варто згадати Fiat 500, який вивів Італію на дороги після Другої світової війни, став акомпанементом економічного розвитку.

Потім настала черга нестримної Panda (випущено понад 7,5 млн од.). Тут випускались чимало знакових для Італії моделей: крім Fiat, збирали Alfa Romeo, Lancia і навіть Maserati.

Крім виробництва авто, компанія вкладається в освіту – один з кампусів Політехнічного університету Турина знаходиться в Мірафіорі, на Корсо Сеттембріні: це цитадель дизайну та сталої мобільності. Про українських автодизайнерів, які тут навчались, Liga.Tech вже писала раніше.

Як працює завод Mirafiori: інновації, роботи

У проєкт інвестовано понад 700 млн євро, близько 1200 осіб працюють виключно над виробництвом 500 electric.

Під цю модель була створена спеціальна виробнича лінія, яка навіть використовує доповнену реальність для покращення продукту та процесів. "Система виконання виробництва" (MES) надає можливість відстежувати замовлення клієнтів та заздалегідь надсилати ці дані зовнішнім постачальникам.

Система також упорядковує деталі, перед тим як відправити їх на виробничу лінію, тому працівники отримують необхідну деталь саме тоді, коли вона їм потрібна.

Керівник координує групу співробітників і відповідає за їх навчання. Люди на цій посаді керують невеликою частиною процесу, контролюючи якість і виробництво. У роботі кожен керівник групи підтримується технологіями. З цікавого – всі виконані завдання реєструються в ІТ-системі, за допомогою якої керівник групи може перевіряти та підтверджувати результат кожної з них на моніторах поряд із виробничою лінією або на своєму смартфоні.

Процес складання нового 500-го починається на "лінії комплектації". Це перша точка, якої нова модель досягає в процесі складання після фарбування. Робота починається з розбирання дверей, підготовлених на спеціальній лінії, де одним із найцікавіших процесів є прокладання гідроізоляції. Там робот займається ламінуванням, забезпечуючи найвищі стандарти якості.

Це перший випадок, коли Fiat Chrysler Automobiles (з 2021 року – Stellantis) використовувала гарячекатані рулони для гідроізоляції автомобіля. Потім відбувається процес прокладання кабелів, панелі приладів і центральної консолі. Після завершення процесів trim line в автомобіль встановлюються панель приладів і центральна консоль.

Однією з особливостей виробництва є операторський термінал, монітор на кожній робочій станції, який надає дані про складання на кожному етапі. Натиснувши на екран, вони можуть підтвердити якість, подати запит на матеріал і зв’язатися з керівником групи для вирішення проблеми.

Якщо керівник групи не може розв'язати проблему до того, як транспортний засіб залишить робочу станцію, лінія автоматично зупиняється, щоб запобігти виникненню будь-яких несправностей.

Ще одна нова функція, впроваджена з виробництвом нового Fiat 500, представлена в зоні "Вклеювання вікон", де робот встановлює лобове та заднє скло з найвищими стандартами якості.

Це місце розташування першого лазерного інструменту, встановленого FCA, для випалювання номера шасі. Порівнюючи зі звичайними технологіями, це невелике обладнання забезпечує кращу обробку, більшу точність і не робить шуму чи вібрацій.

Етап "весілля" між двигуном і днищем. Одним із найінноваційніших елементів є прокладання кабелю зарядки акумулятора. Поки одна група робітників збирає шасі, інша готує механічні компоненти, встановлюючи колісні вузли та органи керування для електродвигуна. Порівнюючи зі звичайним автомобілем, основна платформа цього автомобіля містить акумулятор та електродвигун, що складається з модуля електроприводу (EDM) та відсіку електроживлення (PEB).

Іншими важливими компонентами є електричний нагрівач повітря та компресор. Після завершення тягової системи все готове для її збирання з кузовом: "весілля" виконується автоматично. Потім основна платформа транспортується гнучкішим автоматичним транспортним засобом з індукційним приводом, різними швидкостями якого можна легко керувати.

Наступний етап для електричного 500-го – збирання дверей, сидінь та кермового колеса, все це відбувається на робочих станціях із суворим контролем якості.

Через невисокий попит електричного 500-го на початку цього року Fiat почав випускати й більш доступну гібридну новинку Torino. У 2025-2026 роках планується випуск ще однієї гібридної новинки – Fiat 500 Ibrida, розповів генеральний директор Fiat Олів'є Франсуа.

Гібридний Fiat 500 має не лише італійське ім'я, він також намальований, розроблений, налаштований та зроблений у Турині. ДВЗ для гібридів виготовлятимуть у Термолі, випускну систему – у Неаполі, а коробку передач – на самому заводі Mirafiori.