Автомобильная промышленность берется за задачу проектирования и производства электромобилей следующего поколения, используя новейшие технологии для революционного преобразования своих производственных процессов.
Несколько лет назад автопроизводители начали перестраиваться как цифровые компании, но теперь, когда они оправляются от бизнес-травмы, вызванной пандемией, необходимость завершить свой цифровой путь стала более насущной, чем когда-либо. По мере того, как все больше ориентированных на технологии конкурентов принимают и внедряют производственные системы с поддержкой цифровых двойников и добиваются прогресса в области электромобилей (ЭМ), услуг подключенных автомобилей и, в конечном счете, автономных транспортных средств, у них не останется выбора. Автопроизводителям придется принять несколько сложных решений относительно разработки программного обеспечения внутри компании, а некоторые даже начнут создавать собственные операционные системы и компьютерные процессоры для конкретных транспортных средств или сотрудничать с некоторыми производителями микросхем для разработки операционных систем и микросхем следующего поколения для работы — будущих бортовых систем для беспилотных автомобилей.
Как искусственный интеллект меняет производственные операции На участках сборки автомобилей и на производственных линиях приложения искусственного интеллекта (ИИ) используются различными способами. К ним относятся новое поколение интеллектуальных роботов, взаимодействие человека и робота и передовые методы обеспечения качества.
Хотя ИИ широко используется в проектировании автомобилей, автопроизводители в настоящее время также используют ИИ и машинное обучение (МО) в своих производственных процессах. Робототехника на сборочных линиях не является чем-то новым и используется уже несколько десятилетий. Однако это роботы, находящиеся в клетках, которые работают в строго определенных пространствах, куда никому не разрешено вторгаться по соображениям безопасности. Благодаря искусственному интеллекту интеллектуальные коботы могут работать вместе со своими коллегами-людьми в общей сборочной среде. Коботы используют искусственный интеллект для обнаружения и восприятия того, что делают рабочие-люди, и корректировки своих движений, чтобы не навредить своим коллегам-людям. Покрасочные и сварочные роботы, работающие на алгоритмах искусственного интеллекта, могут делать больше, чем просто следовать заранее запрограммированным программам. ИИ позволяет им выявлять дефекты или аномалии в материалах и компонентах и соответствующим образом корректировать процессы или выдавать предупреждения о контроле качества.
ИИ также используется для моделирования и имитации производственных линий, машин и оборудования, а также для повышения общей производительности производственного процесса. Искусственный интеллект позволяет производить моделирование производства, выходящее за рамки одноразового моделирования предопределенных сценариев процесса и переходящее в динамическое моделирование, которое может адаптировать и изменять моделирование в соответствии с изменяющимися условиями, материалами и состояниями оборудования. Затем такое моделирование может корректировать производственный процесс в режиме реального времени.
Рост аддитивного производства для производства деталей Использование 3D-печати для производства деталей в настоящее время является устоявшейся частью автомобильного производства, и эта отрасль уступает только аэрокосмической и оборонной промышленности по производству с использованием аддитивного производства (AM). Большинство транспортных средств, производимых сегодня, имеют различные детали, изготовленные с помощью AM, включенные в общую сборку. Сюда входит целый ряд автомобильных компонентов, от компонентов двигателя, передач, трансмиссий, тормозных компонентов, фар, обвесов, бамперов, топливных баков, решеток и крыльев до рамных конструкций. Некоторые автопроизводители даже печатают целые кузова для небольших электромобилей.
Аддитивное производство будет особенно важно для снижения веса на быстрорастущем рынке электромобилей. Хотя это всегда было идеальным решением для повышения топливной экономичности в обычных транспортных средствах с двигателем внутреннего сгорания (ДВС), эта проблема важна как никогда, поскольку меньший вес означает более длительный срок службы батареи между зарядками. Кроме того, вес батареи сам по себе является недостатком электромобилей, и батареи могут добавить более тысячи фунтов дополнительного веса к электромобилю среднего размера. Автомобильные компоненты могут быть разработаны специально для аддитивного производства, что приведет к снижению веса и значительному улучшению соотношения веса к прочности. Теперь почти каждую часть любого типа транспортного средства можно сделать легче с помощью аддитивного производства вместо использования металла.
Цифровые двойники оптимизируют производственные системы. Используя цифровых двойников в автомобильном производстве, можно планировать весь производственный процесс в полностью виртуальной среде до физического строительства производственных линий, конвейерных систем и роботизированных производственных ячеек или установки средств автоматизации и управления. Благодаря своей природе в режиме реального времени цифровой двойник может моделировать систему во время ее работы. Это позволяет производителям контролировать систему, создавать модели для внесения корректировок и изменений в систему.
Внедрение цифровых двойников позволяет оптимизировать каждый этап производственного процесса. Сбор данных с датчиков по всем функциональным компонентам системы обеспечивает необходимую обратную связь, позволяет проводить предиктивную и предписывающую аналитику и сводит к минимуму незапланированные простои. Кроме того, виртуальный ввод в эксплуатацию автомобильной производственной линии работает с процессом цифрового двойника, проверяя работу функций управления и автоматизации и предоставляя базовую информацию о работе системы.
Предполагается, что автомобильная промышленность вступает в новую эру, сталкиваясь с необходимостью перехода на совершенно новые продукты, основанные на полностью измененных силовых установках для обеспечения мобильности. Переход от транспортных средств с двигателем внутреннего сгорания к электромобилям является обязательным из-за очевидной необходимости сокращения выбросов углерода и смягчения проблемы растущего потепления планеты. Автомобильная промышленность берет на себя задачи по проектированию и производству следующего поколения электромобилей, решая эти задачи путем принятия новых технологий искусственного интеллекта и аддитивного производства, а также внедрения цифровых двойников. Другие отрасли могут последовать примеру автомобильной промышленности и использовать технологии и науку для продвижения своей отрасли в 21 век.
Время публикации: 18 мая 2022 г.
