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BMW cherche une production de batteries zéro défaut avec l'IoT industriel et la data

Parmi les données collectées et analysées en temps réel, chaque soudure fait l'objet d'une inspection en ligne complète en temps réel après le nettoyage laser. (Photo : BMW)

BMW construit 5 nouvelles usines pour produire ses batteries haute tension eDrive Gen6. Il profite de ces configurations « feuilles blanches » pour déployer de l'IoT industriel, de l'analytics et de l'IA, afin d'assurer une qualité zéro défaut.

PublicitéLa batterie haute tension est un composant essentiel des voitures électriques. Avec la sixième génération de BMW eDrive (Gen6), le groupe automobile allemand espère établir de nouvelles références en matière de densité énergétique, de vitesse de charge et d'autonomie. Pour leur production, BMW construit cinq nouveaux sites d'assemblage à Irlbach-Straßkirchen (Basse-Bavière), Debrecen (Hongrie), Shenyang (Chine), San Luis Potosí (Mexique) et Woodruff (États-Unis). Il recherche une approche zéro défaut cohérente, soutenue par des contrôles qualité assistés par l'IA au sein même du processus de production, des jumeaux numériques et l'analyse de données.

Internet industriel des objets et analyse de données

Patrick Zimmermann, data scientist et chef de projet IT au sein du groupe, joue un rôle central dans la mise en oeuvre de l'Internet industriel des objets (IIoT) et de l'analyse de données dans la production de ces équipements. Avec son équipe, il est responsable de l'ensemble de la chaîne de traitement des data : fourniture des données depuis les sites de production ; applications edge pour transférer les données de production vers le cloud ; fourniture et exploitation des analyses de données. Un autre aspect important de leur responsabilité réside dans la connexion du système via l'interface OPC UA, familière aux environnements IIoT et à l'industrie 4.0. Cette technologie permet de modéliser des jumeaux numériques standardisés directement sur les sites, éliminant ainsi tout traitement de données supplémentaire.

Les data collectées sont ensuite transférées vers les cloud du groupe et suivent la même structure de données sur tous les sites de production. Une exigence qui assure un déploiement mondial de tableaux de bord d'analyse standardisés et une optimisation plus rapide des processus. Cette architecture IT a été développée et testée en amont dans les usines pilotes de production de batteries haute tension de Parsdorf et Hallbergmoos en Bavière, et au Centre de recherche et d'innovation de Munich (FIZ). Elle a ainsi pu être déployée ultérieurement dans les premières usines de production en série des Gen6 avec un minimum d'efforts.

Expertise IT mais aussi de la production de batteries

La construction d'usines et de lignes d'assemblage entièrement nouvelles pour ces batteries haute tension offre de nombreux avantages aux équipes de la DSI, qui ont pu définir et déployer une approche « feuille blanche ». Pour Patrick Zimmermann et son équipe, celle-ci présente néanmoins deux défis. D'une part, la nécessité d'une expertise complète dans les domaines de l'Internet industriel des objets, de l'analyse de données et de l'IA. D'autre part, une compréhension technique approfondie de la technologie de production de batteries haute tension. De plus, compte tenu du rythme rapide de développement de l'analyse de données et de l'IA, il est essentiel d'évaluer en permanence les nouvelles approches et leur pertinence pour BMW. Selon Patrick Zimmermann, l'une des particularités du projet réside dans la responsabilité data de bout en bout, de la fourniture et du transfert vers le cloud jusqu'aux analyses ponctuelles ou continues. Cela implique le traitement à la fois des données numériques et des représentations visuelles des systèmes.

PublicitéToutes les étapes de production font l'objet d'une surveillance en ligne continue avec sauvegarde complète des données pour assurer une grande stabilité du processus et l'optimiser sur la base des données. Des mesures supplémentaires de la tension des cellules de batterie achetées auprès de fabricants externes sont par exemple réalisées à la réception des marchandises. Chaque soudure fait l'objet d'une inspection en ligne complète en temps réel après le nettoyage laser et le soudage précis du groupe de cellules et du système de contact. Un test final complet de toutes les batteries haute tension est réalisé en fin de ligne pour garantir la qualité, la sécurité et le bon fonctionnement. Des bases de données destinées à des IA avancées sont également utilisées pour optimiser la logistique de livraison et de production. Enfin, des jumeaux numériques de production servent, entre autres, à la formation des employés.