L'industria automobilistica sta raccogliendo la sfida di progettare e produrre la prossima generazione di veicoli elettrici, impiegando tecnologie emergenti per rivoluzionare i propri processi produttivi.
Qualche anno fa, le case automobilistiche hanno iniziato a reinventarsi come aziende digitali, ma ora che stanno emergendo dal trauma aziendale della pandemia, la necessità di completare il loro percorso digitale è più urgente che mai. Man mano che i concorrenti più incentrati sulla tecnologia adottano e implementano sistemi di produzione abilitati dai gemelli digitali e fanno progressi nei veicoli elettrici (EV), nei servizi per auto connesse e, in ultima analisi, nei veicoli autonomi, non avranno scelta. Le case automobilistiche prenderanno decisioni difficili sullo sviluppo interno del software e alcune inizieranno persino a costruire i propri sistemi operativi e processori per computer specifici per i veicoli o a collaborare con alcuni produttori di chip per sviluppare sistemi operativi e chip di prossima generazione per far funzionare i futuri sistemi di bordo per le auto a guida autonoma.
Come l'intelligenza artificiale sta cambiando le operazioni di produzione Le aree di assemblaggio e le linee di produzione automobilistiche utilizzano applicazioni di intelligenza artificiale (IA) in vari modi. Tra queste, una nuova generazione di robot intelligenti, l'interazione uomo-robot e metodi avanzati di garanzia della qualità.
Sebbene l'intelligenza artificiale sia ampiamente utilizzata nella progettazione delle automobili, le case automobilistiche stanno attualmente utilizzando l'intelligenza artificiale e l'apprendimento automatico (ML) anche nei loro processi di produzione. La robotica sulle linee di montaggio non è una novità ed è utilizzata da decenni. Tuttavia, si tratta di robot in gabbia che operano in spazi strettamente definiti in cui a nessuno è consentito intromettersi per motivi di sicurezza. Grazie all'intelligenza artificiale, i cobot intelligenti possono lavorare insieme alle loro controparti umane in un ambiente di assemblaggio condiviso. I cobot utilizzano l'intelligenza artificiale per rilevare e percepire cosa stanno facendo i lavoratori umani e adattare i loro movimenti per evitare di ferire i colleghi umani. I robot di verniciatura e saldatura, basati su algoritmi di intelligenza artificiale, possono fare di più che seguire programmi pre-programmati. L'intelligenza artificiale consente loro di identificare difetti o anomalie nei materiali e nei componenti e di adattare i processi di conseguenza, oppure di emettere avvisi di garanzia della qualità.
L'intelligenza artificiale viene utilizzata anche per modellare e simulare linee di produzione, macchine e attrezzature, nonché per migliorare la produttività complessiva del processo produttivo. L'intelligenza artificiale consente alle simulazioni di produzione di andare oltre le simulazioni una tantum di scenari di processo predeterminati, trasformandosi in simulazioni dinamiche in grado di adattarsi e modificare le simulazioni in base a condizioni, materiali e stati delle macchine mutevoli. Queste simulazioni possono quindi adattare il processo di produzione in tempo reale.
L'ascesa della produzione additiva per i componenti di produzione L'uso della stampa 3D per realizzare componenti di produzione è ormai una parte consolidata della produzione automobilistica e il settore è secondo solo a quello aerospaziale e della difesa nella produzione mediante produzione additiva (AM). La maggior parte dei veicoli prodotti oggi presenta una varietà di componenti realizzati tramite AM incorporati nell'assemblaggio complessivo. Ciò include una gamma di componenti automobilistici, dai componenti del motore, ingranaggi, trasmissioni, componenti dei freni, fari, kit carrozzeria, paraurti, serbatoi del carburante, griglie e parafanghi, alle strutture del telaio. Alcune case automobilistiche stanno persino stampando carrozzerie complete per piccole auto elettriche.
La produzione additiva sarà particolarmente importante per ridurre il peso nel fiorente mercato dei veicoli elettrici. Sebbene questa sia sempre stata la soluzione ideale per migliorare l'efficienza del carburante nei veicoli convenzionali con motore a combustione interna (ICE), questa preoccupazione è più importante che mai, poiché un peso inferiore significa una maggiore durata della batteria tra una ricarica e l'altra. Inoltre, il peso stesso della batteria è uno svantaggio dei veicoli elettrici e le batterie possono aggiungere oltre mille libbre di peso extra a un veicolo elettrico di medie dimensioni. I componenti automobilistici possono essere progettati specificamente per la produzione additiva, con conseguente riduzione del peso e un rapporto peso-resistenza notevolmente migliorato. Ora, quasi ogni parte di ogni tipo di veicolo può essere resa più leggera tramite la produzione additiva anziché utilizzare il metallo.
I gemelli digitali ottimizzano i sistemi di produzione Utilizzando i gemelli digitali nella produzione automobilistica, è possibile pianificare l'intero processo di produzione in un ambiente completamente virtuale prima di costruire fisicamente linee di produzione, sistemi di trasporto e celle di lavoro robotizzate o di installare automazione e controlli. Grazie alla sua natura in tempo reale, il gemello digitale può simulare il sistema mentre è in funzione. Ciò consente ai produttori di monitorare il sistema, creare modelli per apportare modifiche e apportare modifiche al sistema.
L'implementazione dei gemelli digitali può ottimizzare ogni fase del processo di produzione. L'acquisizione dei dati dei sensori nei componenti funzionali del sistema fornisce il feedback necessario, consente analisi predittive e prescrittive e riduce al minimo i tempi di inattività non pianificati. Inoltre, la messa in servizio virtuale di una linea di produzione automobilistica funziona con il processo del gemello digitale convalidando il funzionamento delle funzioni di controllo e automazione e fornendo un funzionamento di base del sistema.
Si suggerisce che l'industria automobilistica stia entrando in una nuova era, di fronte alla sfida di dover passare a prodotti completamente nuovi basati su una propulsione completamente diversa per la mobilità. Il passaggio dai veicoli con motore a combustione ai veicoli elettrici è obbligatorio a causa della chiara necessità di ridurre le emissioni di carbonio e mitigare il problema del crescente riscaldamento del pianeta. L'industria automobilistica sta raccogliendo le sfide della progettazione e produzione della prossima generazione di veicoli elettrici, affrontando tali sfide adottando l'intelligenza artificiale emergente e le tecnologie di produzione additiva e implementando gemelli digitali. Altri settori possono seguire l'industria automobilistica e utilizzare la tecnologia e la scienza per spingere il proprio settore nel 21° secolo.
Data di pubblicazione: 18 maggio 2022
