Impulsa BMW Group tecnología de baterías con IA y ciencia de datos
El Grupo BMW desarrolla una nueva generación de baterías de alta tensión Gen6 con un proceso de producción innovador que integra el Internet Industrial de las Cosas (IIoT) y la ciencia de datos para optimizar la eficiencia y la calidad, como parte de su estrategia para avanzar en la movilidad eléctrica.
En entrevista, el científico de datos y gerente de proyectos de TI de la empresa, Patrick Zimmermann, explica el proceso de fabricación de las baterías de alta tensión de sexta generación, que se están implementando en las nuevas plantas de producción en América, Europa y Asia, incluyendo el sitio en San Luis Potosí, México.
La compañía busca alcanzar una producción con cero defectos, una mayor densidad de energía y una autonomía optimizada para sus futuros vehículos eléctricos. La estrategia se basa en la digitalización y el análisis de grandes volúmenes de datos, con una inversión significativa en infraestructura tecnológica para asegurar la calidad y el rendimiento en la cadena de suministro global.
- Innovación en la producción de baterías de alta tensión: BMW Group implementa un nuevo proceso de fabricación para las baterías Gen6, utilizando celdas cilíndricas.
- Rol clave del Internet Industrial de las Cosas (IIoT): La integración de IIoT y el análisis de datos es fundamental para supervisar la producción, desde la recolección de información hasta el análisis en la nube.
- Expansión global de sitios de ensamblaje: Se están construyendo o adaptando cinco centros de ensamblaje en tres continentes: Irlbach-Straßkirchen (Alemania), Debrecen (Hungría), Shenyang (China), San Luis Potosí (México) y Woodruff (EE. UU.).
- Enfoque de “cero defectos”: El proceso de producción incorpora controles de calidad inteligentes y respaldados por IA para asegurar la máxima calidad y seguridad en cada etapa.
La fabricación de baterías de alta tensión constituye un pilar esencial en el desarrollo de la movilidad eléctrica. Para la sexta generación de su tecnología eDrive, BMW Group ha introducido avances en términos de densidad energética, velocidad de carga y autonomía.
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Esta nueva fase tecnológica está respaldada por una red global de producción. La empresa está construyendo cinco sitios de ensamblaje en tres continentes: en Irlbach-Straßkirchen, Alemania; Debrecen, Hungría; Shenyang, China; San Luis Potosí, México; y Woodruff, EE. UU. Para la implementación de estos procesos, las plantas piloto de Parsdorf y Hallbergmoos, así como el Centro de Investigación e Innovación (FIZ) en Múnich, se utilizan para el desarrollo y las pruebas de los métodos de producción.
En este marco, el papel del científico de datos y gerente de proyectos de TI, Patrick Zimmermann, es vincular las tecnologías para la producción de las baterías. Su equipo supervisa la cadena de procesamiento de datos, que abarca desde la recolección de información en las instalaciones de fabricación hasta la transferencia a la nube y a las plataformas de análisis. Para ejecutar estas responsabilidades, se requiere una comprensión profunda de las tecnologías de fabricación de baterías y un conocimiento en arquitecturas de software, análisis de datos e inteligencia artificial. La integración de los módulos de software individuales y las interfaces es crucial para la elección de soluciones adecuadas, dada la variedad de tecnologías disponibles.
Zimmermann subraya que el análisis de datos y la inteligencia artificial para la producción están en una fase de rápida evolución. La empresa se mantiene atenta a nuevos enfoques y evalúa su idoneidad para la producción de baterías.
No todas las soluciones que funcionan en otras industrias son aplicables directamente al proceso de fabricación de baterías. El proyecto de las baterías Gen6 se distingue por su enfoque de extremo a extremo, que incluye la provisión y transferencia de datos a la nube, así como el análisis continuo. El equipo de Zimmermann procesa tanto datos numéricos como imágenes, con el objetivo de lograr una producción con cero defectos.
La empresa ha integrado controles de calidad inteligentes respaldados por IA para alcanzar este objetivo. La tecnología de interfaz OPC UA se emplea para la conectividad de la planta, lo que permite la creación de gemelos digitales estandarizados sin la necesidad de procesamiento adicional de datos.
Los datos se transfieren a la nube de BMW Group con una estructura de datos consistente en todos los sitios de producción. Esta arquitectura facilita la implementación de tableros de análisis estandarizados a nivel mundial, permitiendo una optimización más rápida de los procesos. Esta arquitectura tecnológica se estableció inicialmente en las plantas piloto y ha sido transferida a los sitios de producción en serie con un esfuerzo mínimo.
La construcción de nuevas plantas de ensamblaje para la producción de baterías Gen6 ha permitido un diseño más flexible de la infraestructura de TI. La implementación de nuevas soluciones en instalaciones de nueva construcción, en comparación con la adaptación de sistemas en plantas existentes, ofrece un mayor potencial para la innovación.
Zimmermann destaca la oportunidad de contribuir a la definición del Internet Industrial de las Cosas y el análisis de datos a gran escala desde las etapas iniciales del proyecto.
La innovación en los procesos de producción de baterías en las plantas piloto y de serie de BMW Group establece nuevos estándares en la industria. La compañía utiliza gemelos digitales de producción para capacitar a los empleados y aprovecha bases de datos de inteligencia artificial para optimizar la logística de suministro y producción.
Todos los pasos de producción están sujetos a un monitoreo en línea, con el almacenamiento de datos integral, lo que contribuye a una estabilidad de proceso y una optimización continua basada en datos.
Las celdas de batería son adquiridas de fabricantes externos que cumplen con las especificaciones técnicas de la empresa. Al recibir los productos, se realizan mediciones adicionales, como verificaciones de voltaje, antes de agrupar las celdas y conectarlas a sistemas de refrigeración.
Este paso garantiza el aislamiento y enfriamiento. Los grupos de celdas y el sistema de contacto se limpian con láser y se sueldan con precisión. Una inspección en línea supervisa cada costura de soldadura en tiempo real.
Un proceso de espumado asegura la protección mecánica de los elementos, contribuyendo a la seguridad, estabilidad y durabilidad de la batería. Finalmente, cada batería se somete a una inspección de calidad al final de la línea para verificar su seguridad y funcionamiento.
