Ar Europos automobilių gamintojai gali tapti elektromobilių revoliucijos lyderiais?

Europos automobilių gamybos įmonės gali tapti pavyzdžiu elektromobilių revoliucijos srityje, taikydamos ekosisteminį požiūrį ir stiprindamos skaitmeninius gebėjimus, kad sukurtų atsparias tiekimo grandines, rašo Ruchiras Budhwaras.

COP26 aukščiausiojo lygio susitikime šalys įsipareigojo gerokai sumažinti išmetamų šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekį, kad sušvelnintų klimato kaitą. Didžiausios automobilių gamintojos plečia e. judumo programas, kad iki 2050 m. įvykdytų anglies dioksido išmetimo mažinimo įpareigojimus. Šis esminis pokytis jau atsiliepia visame pasaulyje. Remiantis Tarptautinės energetikos agentūros ataskaita

„Global Electric Vehicle Outlook 2021“, 2020 m. automobilių pardavimai smarkiai smuko po COVID-19 pandemijos, tačiau elektrinių transporto priemonių (EV) pardavimai išaugo 40 proc.

Pasauliui pereinant prie e. mobilumo ir didėjant pasaulinei elektromobilių paklausai, automobilių gamintojai turi pertvarkyti ir skaitmeninti gamybos ekosistemą. Vietos automobilių pramonė turi iš naujo suderinti gaminio gyvavimo ciklo valdymo (PLM) konstrukciją su elektromobilių dinamika ir įtraukti skaitmeninimą į kiekvieną gamybos ciklo etapą, kad išlaikytų lyderystę rinkoje.

Generatyvinis optimizavimo projektavimas

Kompiuterizuotojo projektavimo, inžinerijos ir gamybos (CAx) modeliai aštuntajame dešimtmetyje sužadino gaminių dizainerių vaizduotę ir paskatino pokyčius automobilių projektavimo ir kūrimo srityje. CAx platformos integravo funkcines sritis ir gamybos veiklas, kad būtų racionalizuoti PLM procesai ir skatinama inžinerinė kompetencija. Generatyvinis projektavimas keičia CAD programinę įrangą, pasitelkdamas dirbtinį intelektą (DI), mašininį mokymąsi (ML) ir virtualų modeliavimą. Jis pakeičia linijinius projektavimo ir inžinerijos procesus lygiagrečiais projektavimo, vertinimo, patvirtinimo ir optimizavimo procesais. Tai pagreitina mokslinius tyrimus ir technologinę plėtrą, gaminių inžinerijos paslaugas, homologaciją ir elektromobilių pateikimo rinkai laiką.

Elektromobiliams reikia pažangių projektavimo ir inžinerijos sistemų, kad būtų galima iš pagrindų atnaujinti senąją gamybą ir panaudoti naują praktiką. Generatyvinio projektavimo algoritmai abstrahuoja tekstinius ir vaizdinius duomenis iš įvesties failų ir taiko gilųjį mokymąsi, kad suderintų pagrindines sistemas su elektromobilių našumo ir kokybės reikalavimais. Sprendimuose atsižvelgiama į struktūrinius apribojimus, techninius parametrus, funkcines specifikacijas ir estetinius aspektus, o pagrindinis tikslas - kuo labiau sumažinti transporto priemonės svorį. Lengva važiuoklė padeda padidinti elektromobilių važiavimo nuotolį.

2018 m. „General Motors“ pirmoji pradėjo taikyti generatyvinį dizainą. GM bendradarbiavo su „Autodesk“, kad galėtų generuoti daugybę automobilio detalės derinių, pasitelkdama debesų kompiuteriją ir dirbtiniu intelektu pagrįstus algoritmus. Ši technologija generuoja šimtus organinių ir didelio našumo dizaino variantų, pagrįstų naudotojo specifikacijomis, tokiomis kaip patvarumas, medžiaga ir gamybos tipas. Pavyzdžiui, dirbtinio intelekto sukurtas sėdynės laikiklio dizaino sprendimas leido 40 % sumažinti svorį ir 20 % padidinti tvirtumą.

Skaitmeninis dvynys scenarijų analizei

Generatyviniai algoritmai generuoja daugybę galimų dizaino ir inžinerijos tikslų sprendimų, nesvarbu, ar tai būtų važiuoklės svoris, keliamoji galia, ar eksploatacijos pabaigos vertė. Skaitmeniniai įrankiai leidžia produktų komandoms optimizuoti ir išbandyti dizaino variantus realiomis sąlygomis. Pavyzdžiui, scenarijų modeliavimas gali būti naudojamas analizuojant naujoviškų medžiagų poveikį gaminio eksploatacinėms savybėms. Skaitmeninis dvynys modeliuoja visą gaminio gyvavimo ciklą, taip pat gamybos aplinką, todėl dirbtinio intelekto sukurtus dizaino variantus galima išbandyti be prototipų kūrimo ir bandomųjų važiavimų.

Be to, kad generatyvinis dirbtinis intelektas ne tik sukuria dizaino variantus specifikacijų ir kintamųjų permutacijoms, bet ir tuo pat metu tikrina ir optimizuoja galimus variantus, bet ir įgalina automobilių gamintojus ištirti alternatyvius gamybos būdus. Pavyzdžiui, 3D spausdinimas gali būti ekonomiškai efektyvus detalių gamybos būdas, pakeičiantis liejimą įpurškimo būdu arba mechaninį apdirbimą. Be to, generatyvinis projektavimas ir pažangiosios gamybos technologijos suteikia galimybę masiškai pritaikyti gaminius.

Robotizuotas automatizavimas siekiant pakartotinumo

Tradicinės kompiuterinio skaitmeninio valdymo (CNC) apdirbimo sistemos, kurias pirminės įrangos gamintojai naudoja gamyboje pagal užsakymą, yra pasirengusios modernizavimui. Robotizuotas automatizavimas, paremtas dirbtiniu intelektu ir kompiuterine rega, leidžia gamintojams sukurti „make-to-order“ ekosistemą su taupios gamybos konfigūracijomis. Robotų valdymo sistemos sklandžiai integruoja projektavimo, inžinerijos ir gamybos procesus, kad padidintų gamybos efektyvumą. Pažangi automatika sumažina prastovas ir padidina EV gamybos vietų efektyvumą. Elektromobilius galima surinkti greičiau ir mažesnėmis sąnaudomis. Be to, taupiosios gamybos sistemos racionalizuoja investicijas į atsargas, mažina švaistymą ir maksimaliai išnaudoja gamybos išteklius. Hyundai Motors pasinaudojo elektrifikavimo ir automatizavimo galimybėmis, kad įžengtų į Japonijos automobilių rinką.

Pramoninius robotus galima lengvai užprogramuoti atlikti įvairias užduotis, įskaitant suvirinimą, apdailą, purškiamąjį dažymą, medžiagų tvarkymą, pakavimą ir metalo laužo šalinimą. Be to, robotų automatizavimo sistemų programuojamumas, pagrįstas realaus laiko darbo sąlygomis, leidžia pagerinti tokias svarbias funkcijas kaip kokybės kontrolė. Robotuose derinamas mašinų intelektas ir kompiuterinis matymas, kad būtų galima įvertinti surinkimo linijoje esančių medžiagų ir gatavų gaminių atitiktį specifikacijoms. Pažymėtina, kad robotų atliekama patikra ir bandymai yra tikslesni nei statistinės kokybės kontrolės sistemos, nepriklausomai nuo gamybos apimties.

Blokų grandinė produktų istorijai

Automobilių gamintojai, palaipsniui atsisakantys vidaus degimo variklių, turi kuo labiau sumažinti baterijų, kuriomis varomi elektromobiliai, poveikį aplinkai. Šiuo atžvilgiu naudotuose akumuliatoriuose esantys brangūs mineralai ir metalai gali būti išgauti pakartotiniam naudojimui ir perdirbimui. Tam reikia, kad gamintojai į savo verslo modelius įtrauktų žiediškumo principą ir užtikrintų skaidrumą uždaros baterijų tiekimo grandinės valdymui.

Blokų grandinės technologija veikia kaip skaitmeninė apskaitos knyga, leidžianti užtikrinti nekintamą atsekamumą, atskleidimą ir patvirtinimą visoje išplėstinėje tiekimo grandinėje - nuo žaliavų iki akumuliatoriaus eksploatavimo laikotarpio ir jo antrojo gyvenimo etapo, kurį sudaro utilizavimas ir pakartotinis naudojimas. Toks atsekamumas skatina tvarią praktiką elektromobilių vertės grandinėje; jis skatina suinteresuotąsias šalis spartinti etišką tiekimo praktiką ir mažinti veiklos anglies dioksido sąnaudas.

Paskirstytasis registras siūlo tiekimo grandinės kilmės įrodymo mechanizmą, leidžiantį sumažinti riziką. Jis palengvina holistinės sistemos, skirtos laikytis reguliavimo sistemų ir pramonės iniciatyvų, susijusių su išteklių tiekimu ir tvarumu, pavyzdžiui, Atsakingų naudingųjų iškasenų iniciatyvos (RMI), Tarptautinės kasybos ir metalų tarybos (ICMM) ir „Copper Mark“, laikymąsi. Pramonės mastu vykdomos programos, tokios kaip „Akumuliatoriaus pasas“, Pasaulinio akumuliatorių aljanso (GBA) iniciatyva, ir „ReISource“, konsorciumas, skirtas visapusiškam kobalto atsekamumui užtikrinti, užtikrina elektromobilių atskaitomybę ir efektyvų išteklių naudojimą. Gamintojai ne tik vykdo aplinkosauginius ir socialinius įsipareigojimus, bet ir gali spręsti galutinių vartotojų „nerimo dėl ridos“ problemą. Jie turėtų užtikrinti e. mobilumo galimybes, kurdami keičiamus akumuliatorių blokus ir įrengdami akumuliatorių keitimo stotis bei akumuliatorių įkrovimo infrastruktūrą.

Šaltinis: automotiveworld.com