汽车工业的制造趋势和技术

汽车行业正在迎接设计和制造下一代电动汽车的挑战,采用新兴技术对制造工艺进行彻底改变。

Dick Slansky,高级分析师,ARC咨询小组
Dick Slansky,高级分析师,ARC咨询小组

汽车制造商开始重新发明自己作为数字公司的数字,但现在他们正在从大流行的企业创伤中出现,需要完成数字化旅程比以往更加紧迫。他们将无法选择更具技术竞争对手采用和实施数字双床的生产系统,并使用电动汽车(EVS),连接的车辆服务和最终自主车辆前进。汽车制造商将对内部软件开发进行一些艰难的决策,甚至可以开始构建自己的车辆专用的操作系统和计算机处理器或合作伙伴,并与一些芯片制造商开发下一代操作系统和芯片运行- 为未来的自治车辆栏杆系统。

人工智能如何改变生产运营
汽车装配地区和生产线采用人工智能(AI)应用以多种方式。这些包括新一代智能机器人,人机交互和先进的质量保证方法。

虽然人工智能在汽车设计中被广泛使用,但汽车制造商目前也在制造过程中使用人工智能和机器学习(ML)。在装配线上使用机器人并不是什么新鲜事,而且已经使用了几十年。然而,这些机器人被关在笼子里,在严格限定的空间内操作,出于安全原因不允许任何人类入侵。有了人工智能,智能协作机器人可以在共享的装配环境中与人类同行一起工作。协作机器人利用人工智能来检测和感知人类工人在做什么,并调整他们的动作,以避免伤害他们的人类同事。喷漆和焊接机器人在人工智能算法的驱动下,可以做的不仅仅是遵循预先编程的程序。人工智能允许他们识别材料和部件的缺陷或违规,并相应地调整流程,或发布质量保证警报。

AI还用于模拟和模拟生产线,机器和设备,并提高生产过程的总吞吐量。AI使生产模拟能够超出一次性模拟预先确定的过程场景,可以适应改变条件,材料和机器状态,改变模拟。这些模拟随后可以实时调整生产过程。

生产零件的增材制造的兴起
使用3D打印制造生产部件现已成为汽车生产的一部分,该行业仅次于航空航天和防御在使用添加剂制造(AM)进行生产。今天制造的大多数车辆都有各种各样的既有制造的零件,包括在整体组件中。这包括一系列来自发动机部件,齿轮,齿轮箱,制动部件,前照灯,车身套件,保险杠,燃料箱,烤架和挡泥板的一系列汽车部件,以框架结构。一些汽车制造商甚至是打印小型电源的完整体。

对于蓬勃发展的电动汽车市场,AM将在减重方面发挥特别重要的作用。虽然这对于传统内燃机(ICE)汽车来说一直是提高燃油效率的理想选择,但这一点比以往任何时候都更重要,因为更轻的重量意味着更长的电池续航时间。此外,电池重量本身也是电动汽车的一个缺点,在中型电动汽车上,电池重量会增加1000多磅。汽车部件可以专门为AM制造而设计,使其更轻,重量强度比大大提高。现在,几乎每一种汽车的每一个部件都可以通过AM制造而不是金属制造变得更轻。

数字孪生优化生产系统
通过在汽车生产中使用数字双胞胎,在实际建造生产线、运输系统和机器人工作单元或安装自动化和控制之前,可以在一个完全虚拟的环境中规划整个制造过程。由于其实时特性,数字孪生可以在系统运行时模拟系统。这允许制造商监视系统、创建用于调整的模型,并对系统进行更改。

数字双床的实现使得能够优化生产过程的每个阶段。在系统的功能组件中捕获传感器数据提供必要的反馈,实现预测性和规定的分析,并最大限度地减少计划计划的停机时间。此外,汽车生产线的虚拟调试通过验证控制和自动化功能的操作并提供系统的基线运行来配合数字双床过程。

建议书
汽车行业正在进入一个新时代,面临着必须转向基于完全改变用于移动的推进的全新产品的挑战。从内燃机车到电动汽车的改变是强制性的,因为显然需要减少碳排放和减缓地球日益变暖。汽车行业正在迎接设计和制造下一代电动汽车的挑战,方法是利用新兴的人工智能和AM科学技术以及数字孪生技术来应对这些挑战。其他行业也可以效仿汽车行业,利用技术和科学将自己的行业带入21世纪。

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