La indústria de l'automoció està assumint el repte de dissenyar i fabricar la propera generació de vehicles elèctrics, emprant tecnologies emergents per revolucionar els seus processos de fabricació.
Fa uns anys, els fabricants d'automòbils van començar a reinventar-se com a empreses digitals, però ara que estan sortint del trauma empresarial de la pandèmia, la necessitat de completar el seu viatge digital és més urgent que mai. A mesura que més competidors centrats en la tecnologia adopten i implementen sistemes de producció basats en bessons digitals i progressen en vehicles elèctrics (VE), serveis de cotxes connectats i, en última instància, vehicles autònoms, no tindran cap altra opció. Els fabricants d'automòbils prendran algunes decisions difícils sobre el desenvolupament de programari intern, i alguns fins i tot començaran a construir els seus propis sistemes operatius i processadors d'ordinador específics per a vehicles, o a associar-se amb alguns fabricants de xips per desenvolupar sistemes operatius i xips de nova generació per executar-los: els futurs sistemes de placa per a cotxes autònoms.
Com la intel·ligència artificial està canviant les operacions de producció Les àrees de muntatge i les línies de producció d'automoció utilitzen aplicacions d'intel·ligència artificial (IA) de diverses maneres. Aquestes inclouen una nova generació de robots intel·ligents, la interacció humà-robot i mètodes avançats de garantia de qualitat.
Tot i que la IA s'utilitza àmpliament en el disseny de cotxes, els fabricants d'automòbils també utilitzen actualment la IA i l'aprenentatge automàtic (AA) en els seus processos de fabricació. La robòtica a les línies de muntatge no és res de nou i s'ha utilitzat durant dècades. Tanmateix, es tracta de robots en gàbies que operen en espais estrictament definits on ningú no pot entrar per motius de seguretat. Amb la intel·ligència artificial, els cobots intel·ligents poden treballar al costat dels seus homòlegs humans en un entorn de muntatge compartit. Els cobots utilitzen la intel·ligència artificial per detectar i sentir el que fan els treballadors humans i ajustar els seus moviments per evitar fer mal als seus col·legues humans. Els robots de pintura i soldadura, impulsats per algoritmes d'intel·ligència artificial, poden fer més que seguir programes preprogramats. La IA els permet identificar defectes o anomalies en materials i components i ajustar els processos en conseqüència, o emetre alertes de garantia de qualitat.
La IA també s'utilitza per modelar i simular línies de producció, màquines i equips, i per millorar el rendiment general del procés de producció. La intel·ligència artificial permet que les simulacions de producció vagin més enllà de les simulacions puntuals d'escenaris de procés predeterminats, passant a simulacions dinàmiques que poden adaptar i canviar les simulacions a condicions, materials i estats de la màquina canviants. Aquestes simulacions poden ajustar el procés de producció en temps real.
L'auge de la fabricació additiva per a peces de producció L'ús de la impressió 3D per fabricar peces de producció és ara una part consolidada de la producció d'automòbils, i la indústria només és superada per l'aeroespacial i la defensa en producció mitjançant fabricació additiva (AM). La majoria dels vehicles produïts avui dia tenen una varietat de peces fabricades amb AM incorporades al conjunt general. Això inclou una gamma de components d'automoció, des de components del motor, engranatges, transmissions, components de frens, fars, kits de carrosseria, para-xocs, dipòsits de combustible, graelles i parafangs, fins a estructures de xassís. Alguns fabricants d'automòbils fins i tot estan imprimint carrosseries completes per a cotxes elèctrics petits.
La fabricació additiva serà especialment important per reduir el pes del mercat en auge dels vehicles elèctrics. Tot i que això sempre ha estat ideal per millorar l'eficiència del combustible en els vehicles amb motor de combustió interna convencional (ICE), aquesta preocupació és més important que mai, ja que un pes menor significa una durada de la bateria més llarga entre càrregues. A més, el pes de la bateria en si mateix és un desavantatge dels vehicles elèctrics, i les bateries poden afegir més de mil lliures de pes addicional a un vehicle elèctric de mida mitjana. Els components d'automoció es poden dissenyar específicament per a la fabricació additiva, cosa que resulta en un pes més lleuger i una relació pes-resistència molt millorada. Ara, gairebé totes les parts de tots els tipus de vehicles es poden alleugerir mitjançant la fabricació additiva en lloc d'utilitzar metall.
Els bessons digitals optimitzen els sistemes de producció. Mitjançant l'ús de bessons digitals en la producció d'automoció, és possible planificar tot el procés de fabricació en un entorn totalment virtual abans de construir físicament línies de producció, sistemes de transport i cel·les de treball robòtiques o instal·lar automatització i controls. A causa de la seva naturalesa en temps real, el bessó digital pot simular el sistema mentre s'està executant. Això permet als fabricants supervisar el sistema, crear models per fer ajustos i fer canvis al sistema.
La implementació de bessons digitals pot optimitzar cada etapa del procés de producció. La captura de dades de sensors a través dels components funcionals del sistema proporciona la retroalimentació necessària, permet anàlisis predictives i prescriptives i minimitza el temps d'inactivitat no planificat. A més, la posada en marxa virtual d'una línia de producció d'automoció funciona amb el procés de bessó digital validant el funcionament de les funcions de control i automatització i proporcionant una línia de base de funcionament del sistema.
Es suggereix que la indústria de l'automoció està entrant en una nova era, davant del repte d'haver de passar a productes completament nous basats en un canvi complet de la propulsió per a la mobilitat. El canvi dels vehicles amb motor de combustió als vehicles elèctrics és obligatori a causa de la clara necessitat de reduir les emissions de carboni i mitigar el problema de l'escalfament creixent del planeta. La indústria de l'automoció està assumint els reptes de dissenyar i fabricar la propera generació de vehicles elèctrics, abordant aquests reptes adoptant tecnologies emergents d'intel·ligència artificial i fabricació additiva i implementant bessons digitals. Altres indústries poden seguir la indústria de l'automoció i utilitzar la tecnologia i la ciència per impulsar la seva indústria al segle XXI.
Data de publicació: 18 de maig de 2022
