Автомобилната индустрия приема предизвикателството да проектира и произвежда следващото поколение електрически превозни средства, използвайки нововъзникващи технологии, за да революционизира производствените си процеси.
Преди няколко години автомобилните производители започнаха да се преоткриват като дигитални компании, но сега, когато излизат от бизнес травмата на пандемията, необходимостта да завършат дигиталното си пътешествие е по-належаща от всякога. Тъй като все повече технологично ориентирани конкуренти приемат и внедряват производствени системи с цифрови близнаци и постигат напредък в електрическите превозни средства (EV), услугите за свързани автомобили и в крайна сметка автономните превозни средства, те няма да имат избор. Автомобилните производители ще вземат някои трудни решения относно разработването на собствен софтуер, а някои дори ще започнат да изграждат свои собствени операционни системи и компютърни процесори, специфични за превозните средства, или ще си партнират с някои производители на чипове, за да разработят операционни системи и чипове от следващо поколение, които да работят – бъдещите бордови системи за автономни автомобили.
Как изкуственият интелект променя производствените операции. Автомобилните монтажни площадки и производствени линии използват приложения с изкуствен интелект (ИИ) по различни начини. Те включват ново поколение интелигентни роботи, взаимодействие човек-робот и усъвършенствани методи за осигуряване на качеството.
Въпреки че изкуственият интелект (ИИ) се използва широко в дизайна на автомобили, автомобилните производители в момента използват ИИ и машинно обучение (МО) в своите производствени процеси. Роботиката на монтажните линии не е нищо ново и се използва от десетилетия. Това обаче са роботи в клетки, които работят в строго определени пространства, където никой не може да се намесва от съображения за безопасност. С изкуствен интелект интелигентните коботи могат да работят заедно с човешките си колеги в споделена монтажна среда. Коботите използват изкуствен интелект, за да откриват и усещат какво правят човешките работници и да коригират движенията си, за да избегнат вреда на своите колеги. Роботите за боядисване и заваряване, задвижвани от алгоритми с изкуствен интелект, могат да правят повече от това да следват предварително програмирани програми. ИИ им позволява да идентифицират дефекти или аномалии в материалите и компонентите и да коригират процесите съответно или да издават предупреждения за осигуряване на качеството.
Изкуственият интелект се използва и за моделиране и симулиране на производствени линии, машини и оборудване, както и за подобряване на цялостната производителност на производствения процес. Изкуственият интелект позволява производствените симулации да надхвърлят еднократните симулации на предварително определени сценарии на процеса и да доведат до динамични симулации, които могат да се адаптират и променят симулациите към променящи се условия, материали и състояния на машините. Тези симулации могат да коригират производствения процес в реално време.
Възходът на адитивното производство за производствени части Използването на 3D печат за производство на производствени части вече е установена част от автомобилното производство, а индустрията е на второ място след аерокосмическата и отбранителната индустрия по производство, използващо адитивно производство (AM). Повечето превозни средства, произвеждани днес, имат разнообразни AM изработени части, вградени в цялостния монтаж. Това включва гама от автомобилни компоненти, от компоненти на двигателя, зъбни колела, трансмисии, компоненти на спирачките, фарове, комплекти за каросерия, брони, резервоари за гориво, решетки и калници, до рамкови конструкции. Някои автомобилни производители дори печатат цели каросерии за малки електрически автомобили.
Адитивното производство ще бъде особено важно за намаляване на теглото за бурно развиващия се пазар на електрически превозни средства. Въпреки че това винаги е било идеално за подобряване на горивната ефективност при конвенционалните превозни средства с двигатели с вътрешно горене (ДВГ), този проблем е по-важен от всякога, тъй като по-ниското тегло означава по-дълъг живот на батерията между зарежданията. Също така, самото тегло на батерията е недостатък на електрическите превозни средства, а батериите могат да добавят над хиляда паунда допълнително тегло към средноразмерен електрически автомобил. Автомобилните компоненти могат да бъдат проектирани специално за адитивно производство, което води до по-леко тегло и значително подобрено съотношение тегло-здравина. Сега почти всяка част от всеки тип превозно средство може да бъде направена по-лека чрез адитивно производство, вместо да се използва метал.
Цифровите близнаци оптимизират производствените системи. Чрез използването на цифрови близнаци в автомобилното производство е възможно да се планира целият производствен процес в напълно виртуална среда, преди физически да се изградят производствени линии, конвейерни системи и роботизирани работни клетки или да се инсталира автоматизация и контрол. Благодарение на своята работа в реално време, цифровият близнак може да симулира системата, докато тя работи. Това позволява на производителите да наблюдават системата, да създават модели за корекции и да правят промени в системата.
Внедряването на цифрови близнаци може да оптимизира всеки етап от производствения процес. Заснемането на сензорни данни във функционалните компоненти на системата осигурява необходимата обратна връзка, позволява прогнозен и предписателен анализ и минимизира непланирания престой. Освен това, виртуалното въвеждане в експлоатация на автомобилна производствена линия работи с процеса на цифров близнак, като валидира работата на функциите за управление и автоматизация и предоставя базова информация за работата на системата.
Предполага се, че автомобилната индустрия навлиза в нова ера, изправена пред предизвикателството да премине към изцяло нови продукти, базирани на напълно променящо се задвижване за мобилност. Преминаването от превозни средства с двигатели с вътрешно горене към електрически превозни средства е задължително поради ясната необходимост от намаляване на въглеродните емисии и смекчаване на проблема с нарастващото затопляне на планетата. Автомобилната индустрия поема предизвикателствата на проектирането и производството на следващото поколение електрически превозни средства, като се справя с тези предизвикателства чрез внедряване на нововъзникващи технологии за изкуствен интелект и адитивно производство и внедряване на цифрови близнаци. Други индустрии могат да последват автомобилната индустрия и да използват технологиите и науката, за да тласнат своята индустрия в 21-ви век.
Време на публикуване: 18 май 2022 г.
