De automobielindustrie gaat de uitdaging aan om de volgende generatie elektrische voertuigen te ontwerpen en produceren. Daarbij maakt ze gebruik van nieuwe technologieën om haar productieprocessen te revolutioneren.
Een paar jaar geleden begonnen autofabrikanten zichzelf opnieuw uit te vinden als digitale bedrijven, maar nu ze herstellen van het zakelijke trauma van de pandemie, is de noodzaak om hun digitale reis te voltooien urgenter dan ooit. Naarmate meer technologiegerichte concurrenten productiesystemen met digitale tweelingen omarmen en implementeren en vooruitgang boeken op het gebied van elektrische voertuigen (EV's), connected car-diensten en uiteindelijk autonome voertuigen, hebben ze geen keus. Autofabrikanten zullen een aantal moeilijke beslissingen moeten nemen over het zelf ontwikkelen van software en sommige zullen zelfs beginnen met het bouwen van hun eigen voertuigspecifieke besturingssystemen en computerprocessors, of samenwerken met chipfabrikanten om besturingssystemen en chips van de volgende generatie te ontwikkelen voor de toekomstige boardsystemen voor zelfrijdende auto's.
Hoe kunstmatige intelligentie de productie verandert Autoassemblageafdelingen en productielijnen maken op allerlei manieren gebruik van toepassingen van kunstmatige intelligentie (AI). Denk bijvoorbeeld aan een nieuwe generatie intelligente robots, mens-robotinteractie en geavanceerde kwaliteitsborgingsmethoden.
Hoewel AI veel wordt gebruikt in het ontwerp van auto's, gebruiken autofabrikanten AI en machine learning (ML) momenteel ook in hun productieprocessen. Robotica op assemblagelijnen is niets nieuws en wordt al tientallen jaren gebruikt. Dit zijn echter kooirobots die in nauwkeurig gedefinieerde ruimtes werken waar niemand om veiligheidsredenen binnen mag komen. Met kunstmatige intelligentie (AI) kunnen intelligente cobots naast hun menselijke collega's werken in een gedeelde assemblageomgeving. Cobots gebruiken kunstmatige intelligentie om te detecteren en voelen wat menselijke werknemers doen en passen hun bewegingen aan om te voorkomen dat hun menselijke collega's gewond raken. Spuit- en lasrobots, aangestuurd door algoritmen voor kunstmatige intelligentie, kunnen meer dan alleen voorgeprogrammeerde programma's volgen. AI stelt hen in staat om defecten of afwijkingen in materialen en componenten te identificeren en processen dienovereenkomstig aan te passen of kwaliteitswaarschuwingen te geven.
AI wordt ook gebruikt om productielijnen, machines en apparatuur te modelleren en simuleren en om de algehele doorvoer van het productieproces te verbeteren. Kunstmatige intelligentie zorgt ervoor dat productiesimulaties verder gaan dan eenmalige simulaties van vooraf bepaalde processcenario's. Ze kunnen worden omgezet in dynamische simulaties die zich kunnen aanpassen en wijzigen op basis van veranderende omstandigheden, materialen en machinestatussen. Deze simulaties kunnen vervolgens het productieproces in realtime bijsturen.
De opkomst van additieve productie voor productieonderdelen Het gebruik van 3D-printen voor de productie van productieonderdelen is inmiddels een vast onderdeel van de autoproductie. De sector staat, na de lucht- en ruimtevaart en defensie, op de tweede plaats als het gaat om productie met additieve productie (AM). De meeste voertuigen die tegenwoordig worden geproduceerd, bevatten diverse AM-gefabriceerde onderdelen die in de algehele assemblage zijn verwerkt. Dit omvat een breed scala aan auto-onderdelen, van motoronderdelen, tandwielen, transmissies, remcomponenten, koplampen, carrosseriekits, bumpers, brandstoftanks, grilles en spatborden tot frameconstructies. Sommige autofabrikanten printen zelfs complete carrosserieën voor kleine elektrische auto's.
Additieve productie is vooral belangrijk om gewicht te besparen op de snelgroeiende markt voor elektrische voertuigen. Hoewel dit altijd al ideaal is geweest voor het verbeteren van de brandstofefficiëntie van conventionele voertuigen met een verbrandingsmotor (ICE), is dit nu belangrijker dan ooit, omdat een lager gewicht betekent dat de accu langer meegaat tussen oplaadbeurten. Bovendien is het gewicht van de accu zelf een nadeel van elektrische voertuigen: accu's kunnen ruim 450 kilo extra gewicht toevoegen aan een middelgrote elektrische auto. Autocomponenten kunnen specifiek worden ontworpen voor additieve productie, wat resulteert in een lager gewicht en een aanzienlijk betere verhouding tussen gewicht en sterkte. Tegenwoordig kan vrijwel elk onderdeel van elk type voertuig lichter worden gemaakt door middel van additieve productie in plaats van het gebruik van metaal.
Digitale tweelingen optimaliseren productiesystemen Door digitale tweelingen in de automobielproductie toe te passen, is het mogelijk om het gehele productieproces in een volledig virtuele omgeving te plannen voordat er fysiek productielijnen, transportsystemen en robotwerkcellen worden gebouwd of automatisering en besturingen worden geïnstalleerd. Dankzij het realtime karakter van de digitale tweeling kan het systeem worden gesimuleerd terwijl het in werking is. Hierdoor kunnen fabrikanten het systeem bewaken, modellen maken om aanpassingen door te voeren en wijzigingen in het systeem doorvoeren.
Met de implementatie van digitale tweelingen kunt u elke fase van het productieproces optimaliseren. Het vastleggen van sensorgegevens in functionele componenten van het systeem levert de benodigde feedback op, maakt voorspellende en voorschrijvende analyses mogelijk en minimaliseert ongeplande uitvaltijd. Bovendien werkt de virtuele inbedrijfstelling van een autoproductielijn met het digitale tweelingproces door de werking van besturings- en automatiseringsfuncties te valideren en een basiswerking van het systeem te bieden.
Er wordt gesteld dat de automobielindustrie een nieuw tijdperk ingaat en voor de uitdaging staat om over te stappen op volledig nieuwe producten, gebaseerd op compleet nieuwe aandrijvingen voor mobiliteit. De overstap van voertuigen met verbrandingsmotoren naar elektrische voertuigen is noodzakelijk vanwege de duidelijke noodzaak om de CO2-uitstoot te verminderen en het probleem van de toenemende opwarming van de aarde aan te pakken. De automobielindustrie gaat de uitdaging aan om de volgende generatie elektrische voertuigen te ontwerpen en te produceren. Ze pakt deze uitdagingen aan door gebruik te maken van opkomende technologieën voor kunstmatige intelligentie en additieve productie en door digitale tweelingen te implementeren. Andere industrieën kunnen het voorbeeld van de auto-industrie volgen en technologie en wetenschap gebruiken om hun sector de 21e eeuw in te loodsen.
Geplaatst op: 18 mei 2022
