Branża motoryzacyjna podejmuje wyzwanie zaprojektowania i wyprodukowania nowej generacji pojazdów elektrycznych, wykorzystując nowe technologie, aby zrewolucjonizować procesy produkcyjne.
Kilka lat temu producenci samochodów zaczęli się przekształcać w firmy cyfrowe, ale teraz, gdy wychodzą z biznesowej traumy pandemii, potrzeba dokończenia ich cyfrowej podróży jest pilniejsza niż kiedykolwiek. W miarę jak coraz więcej skoncentrowanych na technologii konkurentów przyjmuje i wdraża systemy produkcyjne z obsługą cyfrowego bliźniaka i czyni postępy w pojazdach elektrycznych (EV), usługach samochodów podłączonych do sieci, a ostatecznie pojazdach autonomicznych, nie będą mieli wyboru. Producenci samochodów podejmą trudne decyzje dotyczące prowadzenia wewnętrznego rozwoju oprogramowania, a niektórzy zaczną nawet budować własne systemy operacyjne i procesory komputerowe specyficzne dla danego pojazdu lub współpracować z niektórymi producentami układów scalonych w celu opracowania systemów operacyjnych i układów scalonych nowej generacji do obsługi przyszłych systemów Board dla samochodów autonomicznych.
W jaki sposób sztuczna inteligencja zmienia procesy produkcyjne? Na liniach produkcyjnych i w obszarach montażu samochodów coraz częściej wykorzystuje się rozwiązania oparte na sztucznej inteligencji (AI). Należą do nich nowa generacja inteligentnych robotów, interakcja człowiek-robot i zaawansowane metody zapewniania jakości.
Podczas gdy sztuczna inteligencja jest szeroko stosowana w projektowaniu samochodów, producenci samochodów korzystają obecnie również ze sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego (ML) w swoich procesach produkcyjnych. Robotyka na liniach montażowych nie jest niczym nowym i jest stosowana od dziesięcioleci. Są to jednak roboty zamknięte w klatkach, które działają w ściśle określonych przestrzeniach, do których nikt nie może wkroczyć ze względów bezpieczeństwa. Dzięki sztucznej inteligencji inteligentne coboty mogą pracować ramię w ramię ze swoimi ludzkimi odpowiednikami we współdzielonym środowisku montażowym. Coboty wykorzystują sztuczną inteligencję do wykrywania i wyczuwania, co robią ludzie, i dostosowywania swoich ruchów, aby nie wyrządzić krzywdy swoim ludzkim kolegom. Roboty malarskie i spawalnicze, napędzane algorytmami sztucznej inteligencji, potrafią więcej niż tylko podążać za wstępnie zaprogramowanymi programami. Sztuczna inteligencja umożliwia im identyfikację wad lub nieprawidłowości w materiałach i komponentach oraz odpowiednie dostosowywanie procesów lub wysyłanie alertów dotyczących zapewnienia jakości.
Sztuczna inteligencja jest również wykorzystywana do modelowania i symulowania linii produkcyjnych, maszyn i urządzeń oraz do zwiększania ogólnej przepustowości procesu produkcyjnego. Sztuczna inteligencja umożliwia symulacje produkcji wykraczające poza jednorazowe symulacje z góry określonych scenariuszy procesów, w kierunku symulacji dynamicznych, które mogą dostosowywać się i zmieniać w zależności od zmieniających się warunków, materiałów i stanów maszyn. Symulacje te mogą następnie dostosowywać proces produkcji w czasie rzeczywistym.
Rozwój produkcji addytywnej części produkcyjnych Zastosowanie druku 3D do produkcji części produkcyjnych jest obecnie ugruntowaną częścią produkcji motoryzacyjnej, a branża ta ustępuje jedynie przemysłowi lotniczemu i obronnemu w produkcji z wykorzystaniem produkcji addytywnej (AM). Większość pojazdów produkowanych obecnie ma różnorodne części wyprodukowane w technologii AM wbudowane w ogólny zespół. Obejmuje to szereg komponentów samochodowych, od elementów silnika, przekładni, skrzyń biegów, elementów hamulcowych, reflektorów, zestawów nadwozia, zderzaków, zbiorników paliwa, kratek i błotników, po konstrukcje ramowe. Niektórzy producenci samochodów drukują nawet kompletne nadwozia małych samochodów elektrycznych.
Produkcja addytywna będzie szczególnie ważna w redukcji masy na rozwijającym się rynku pojazdów elektrycznych. Choć zawsze było to idealne rozwiązanie, jeśli chodzi o poprawę efektywności paliwowej w konwencjonalnych pojazdach z silnikiem spalinowym (ICE), obecnie jest to ważniejsze niż kiedykolwiek, ponieważ niższa masa oznacza dłuższą żywotność akumulatora między ładowaniami. Ponadto sama masa akumulatora jest wadą pojazdów elektrycznych, a akumulatory mogą dodać ponad tysiąc funtów dodatkowej wagi do średniej wielkości pojazdu elektrycznego. Elementy samochodowe można projektować specjalnie pod kątem produkcji addytywnej, co skutkuje mniejszą masą i znacznie lepszym stosunkiem masy do wytrzymałości. Obecnie niemal każdą część każdego typu pojazdu można uczynić lżejszą dzięki produkcji addytywnej zamiast stosowania metalu.
Cyfrowe bliźniaki optymalizują systemy produkcyjne Dzięki wykorzystaniu cyfrowych bliźniaków w produkcji motoryzacyjnej możliwe jest zaplanowanie całego procesu produkcyjnego w całkowicie wirtualnym środowisku przed fizycznym zbudowaniem linii produkcyjnych, systemów przenośników i zrobotyzowanych stanowisk roboczych lub zainstalowaniem automatyki i elementów sterujących. Ze względu na swoją naturę czasu rzeczywistego cyfrowy bliźniak może symulować system w trakcie jego działania. Umożliwia to producentom monitorowanie systemu, tworzenie modeli w celu wprowadzania zmian i wprowadzania zmian w systemie.
Wdrożenie cyfrowych bliźniaków może zoptymalizować każdy etap procesu produkcyjnego. Rejestrowanie danych z czujników w różnych komponentach funkcjonalnych systemu zapewnia niezbędne informacje zwrotne, umożliwia analitykę predykcyjną i normatywną oraz minimalizuje nieplanowane przestoje. Ponadto wirtualne uruchomienie linii produkcyjnej samochodów współpracuje z procesem cyfrowego bliźniaka, weryfikując działanie funkcji sterowania i automatyzacji oraz zapewniając bazowy model działania systemu.
Zakłada się, że przemysł motoryzacyjny wkracza w nową erę, stając przed wyzwaniem przejścia na zupełnie nowe produkty oparte na kompletnie zmieniającym się napędzie dla mobilności. Przejście z pojazdów z silnikami spalinowymi na pojazdy elektryczne jest obowiązkowe ze względu na wyraźną potrzebę zmniejszenia emisji dwutlenku węgla i złagodzenia problemu rosnącego ocieplenia planety. Przemysł motoryzacyjny podejmuje wyzwania związane z projektowaniem i produkcją nowej generacji pojazdów elektrycznych, rozwiązując te problemy poprzez przyjęcie powstającej sztucznej inteligencji i technologii produkcji addytywnej oraz wdrażanie cyfrowych bliźniaków. Inne branże mogą pójść w ślady przemysłu motoryzacyjnego i wykorzystać technologię i naukę, aby wprowadzić swoją branżę w XXI wiek.
Czas publikacji: 18-05-2022
