Autotööstuse tootmistrendid ja -tehnoloogiad

Autotööstus on võtnud vastu väljakutse kavandada ja toota järgmise põlvkonna elektriautosid, kasutades uusi tehnoloogiaid oma tootmisprotsesside revolutsiooniliseks muutmiseks.
Mõned aastad tagasi hakkasid autotootjad end digitaalsete ettevõtetena uuesti leiutama, kuid nüüd, kus nad on pandeemia äritraumast väljumas, on vajadus oma digitaalne teekond lõpule viia pakilisem kui kunagi varem. Kuna üha rohkem tehnoloogiakeskseid konkurente võtab kasutusele ja rakendab digitaalse kaksiku toega tootmissüsteeme ning teeb edusamme elektriautode, ühendatud autoteenuste ja lõpuks ka autonoomsete sõidukite valdkonnas, pole neil valikut. Autotootjad teevad raskeid otsuseid ettevõttesisese tarkvaraarenduse osas ning mõned hakkavad isegi ehitama oma sõidukispetsiifilisi operatsioonisüsteeme ja arvutiprotsessoreid või teevad koostööd mõne kiibitootjaga, et arendada järgmise põlvkonna operatsioonisüsteeme ja kiipe – tulevasi isejuhtivate autode plaatsüsteeme.
Kuidas tehisintellekt muudab tootmisprotsesse Autotööstuse montaažipiirkonnad ja tootmisliinid kasutavad tehisintellekti (AI) rakendusi mitmel viisil. Nende hulka kuuluvad uue põlvkonna intelligentsed robotid, inimese ja roboti interaktsioon ning täiustatud kvaliteeditagamise meetodid.
Kuigi tehisintellekti kasutatakse laialdaselt autodisainis, kasutavad autotootjad praegu tehisintellekti ja masinõpet (ML) ka oma tootmisprotsessides. Robotid konveierliinidel pole midagi uut ja neid on kasutatud aastakümneid. Need on aga puurirobotid, mis töötavad kitsalt määratletud ruumides, kuhu kellelgi ei ole ohutuskaalutlustel lubatud siseneda. Tehisintellekti abil saavad intelligentsed kobotid töötada koos oma inimestest kolleegidega jagatud montaažikeskkonnas. Kobotid kasutavad tehisintellekti, et tuvastada ja tajuda inimeste tegevust ning kohandada oma liigutusi, et vältida inimestest kolleegide kahjustamist. Värvimis- ja keevitusrobotid, mida toidavad tehisintellekti algoritmid, suudavad teha enamat kui lihtsalt eelprogrammeeritud programmide järgimist. Tehisintellekt võimaldab neil tuvastada materjalide ja komponentide defekte või anomaaliaid ning vastavalt protsesse kohandada või väljastada kvaliteeditagamise hoiatusi.
Tehisintellekti kasutatakse ka tootmisliinide, masinate ja seadmete modelleerimiseks ja simuleerimiseks ning tootmisprotsessi üldise läbilaskevõime parandamiseks. Tehisintellekt võimaldab tootmissimulatsioonidel minna kaugemale etteantud protsessistsenaariumide ühekordsetest simulatsioonidest dünaamiliste simulatsioonideni, mis suudavad simulatsioone kohandada ja muuta muutuvate tingimuste, materjalide ja masina olekutega. Need simulatsioonid saavad seejärel tootmisprotsessi reaalajas kohandada.
Lisanditootmise esiletõus tootmisdetailide jaoks 3D-printimise kasutamine tootmisdetailide valmistamiseks on nüüdseks autotööstuse väljakujunenud osa ning lisanditootmise (AM) kasutamise osas on see tööstusharu teisel kohal vaid lennundus- ja kaitsetööstuse järel. Enamikul tänapäeval toodetavatel sõidukitel on üldisesse komplekti integreeritud mitmesuguseid AM-tootmises valmistatud osi. See hõlmab mitmesuguseid autokomponente, alates mootorikomponentidest, hammasratastest, käigukastidest, pidurikomponentidest, esituledest, kerekomplektidest, kaitseraudadest, kütusepaakidest, iluvõredest ja poritiibadest kuni raamikonstruktsioonideni. Mõned autotootjad trükivad isegi väikeste elektriautode jaoks tervikkered.
Lisandite tootmine on eriti oluline kaalu vähendamisel õitsval elektriautode turul. Kuigi see on alati olnud ideaalne tavapäraste sisepõlemismootoriga (ICE) sõidukite kütusesäästlikkuse parandamiseks, on see mure olulisem kui kunagi varem, kuna väiksem kaal tähendab pikemat aku tööiga laadimiste vahel. Samuti on aku kaal iseenesest elektriautode puuduseks ja akud võivad keskmise suurusega elektriautole lisada üle tuhande naela lisakaalu. Autokomponente saab spetsiaalselt lisandite tootmiseks konstrueerida, mille tulemuseks on kergem kaal ja oluliselt parem kaalu ja tugevuse suhe. Nüüd saab peaaegu igat tüüpi sõiduki iga osa metalli asemel lisandite tootmise abil kergemaks muuta.
Digitaalsed kaksikud optimeerivad tootmissüsteeme. Autotööstuses digitaalsete kaksikute abil on võimalik kogu tootmisprotsessi planeerida täielikult virtuaalses keskkonnas enne tootmisliinide, konveiersüsteemide ja robotiseeritud töörakkude füüsilist ehitamist või automatiseerimise ja juhtimissüsteemide paigaldamist. Tänu oma reaalajas olemusele saab digitaalne kaksik süsteemi töötamise ajal simuleerida. See võimaldab tootjatel süsteemi jälgida, luua mudeleid kohanduste tegemiseks ja süsteemis muudatusi teha.
Digitaalsete kaksikute rakendamine aitab optimeerida tootmisprotsessi iga etappi. Andurite andmete kogumine süsteemi funktsionaalsete komponentide lõikes annab vajalikku tagasisidet, võimaldab ennustavat ja ettekirjutavat analüüsi ning minimeerib planeerimata seisakuid. Lisaks toimib autotööstuse tootmisliini virtuaalne kasutuselevõtt digitaalse kaksiku protsessiga, valideerides juhtimis- ja automatiseerimisfunktsioonide toimimist ning pakkudes süsteemi baastoimimist.
On öeldud, et autotööstus on sisenemas uude ajastusse, seistes silmitsi väljakutsega minna üle täiesti uutele toodetele, mis põhinevad täielikult muutuval liikuvuse jõuallikal. Üleminek sisepõlemismootoriga sõidukitelt elektriautodele on kohustuslik, kuna on selge vajadus vähendada süsinikdioksiidi heitkoguseid ja leevendada planeedi soojenemise probleemi. Autotööstus võtab vastu järgmise põlvkonna elektriautode kavandamise ja tootmise väljakutseid, lahendades neid tehisintellekti ja lisandite tootmise tehnoloogiate kasutuselevõtu ning digitaalsete kaksikute rakendamisega. Teised tööstusharud saavad autotööstuse eeskujul edasi liikuda ning kasutada tehnoloogiat ja teadust, et viia oma tööstus 21. sajandisse.