L’industrie automobile relève le défi de concevoir et de fabriquer la prochaine génération de véhicules électriques, en utilisant des technologies émergentes pour révolutionner ses processus de fabrication.
Il y a quelques années, les constructeurs automobiles ont commencé à se réinventer en tant qu'entreprises numériques, mais maintenant qu'ils émergent du traumatisme commercial de la pandémie, la nécessité de terminer leur parcours numérique est plus urgente que jamais. Alors que de plus en plus de concurrents centrés sur la technologie adoptent et mettent en œuvre des systèmes de production compatibles avec les jumeaux numériques et progressent dans les véhicules électriques (VE), les services de voitures connectées et, à terme, les véhicules autonomes, ils n'auront pas le choix. Les constructeurs automobiles prendront des décisions difficiles concernant le développement de logiciels en interne, et certains commenceront même à construire leurs propres systèmes d'exploitation et processeurs informatiques spécifiques aux véhicules, ou à s'associer à certains fabricants de puces pour développer des systèmes d'exploitation et des puces de nouvelle génération pour exécuter les futurs systèmes de bord pour les voitures autonomes.
Comment l'intelligence artificielle change les opérations de production Les zones d'assemblage et les lignes de production automobiles utilisent des applications d'intelligence artificielle (IA) de diverses manières. Celles-ci incluent une nouvelle génération de robots intelligents, l'interaction homme-robot et des méthodes avancées d'assurance qualité.
Alors que l'IA est largement utilisée dans la conception automobile, les constructeurs automobiles utilisent également actuellement l'IA et l'apprentissage automatique (ML) dans leurs processus de fabrication. La robotique sur les chaînes de montage n'est pas nouvelle et est utilisée depuis des décennies. Cependant, il s'agit de robots en cage qui fonctionnent dans des espaces étroitement définis où personne n'est autorisé à pénétrer pour des raisons de sécurité. Grâce à l'intelligence artificielle, les cobots intelligents peuvent travailler aux côtés de leurs homologues humains dans un environnement d'assemblage partagé. Les cobots utilisent l'intelligence artificielle pour détecter et détecter ce que font les travailleurs humains et ajuster leurs mouvements pour éviter de blesser leurs collègues humains. Les robots de peinture et de soudage, alimentés par des algorithmes d'intelligence artificielle, peuvent faire plus que suivre des programmes préprogrammés. L'IA leur permet d'identifier les défauts ou les anomalies dans les matériaux et les composants et d'ajuster les processus en conséquence, ou d'émettre des alertes d'assurance qualité.
L'IA est également utilisée pour modéliser et simuler des lignes de production, des machines et des équipements, et pour améliorer le débit global du processus de production. L'intelligence artificielle permet aux simulations de production d'aller au-delà des simulations ponctuelles de scénarios de processus prédéterminés vers des simulations dynamiques qui peuvent s'adapter et modifier les simulations en fonction des conditions, des matériaux et des états des machines changeants. Ces simulations peuvent ensuite ajuster le processus de production en temps réel.
L'essor de la fabrication additive pour les pièces de production L'utilisation de l'impression 3D pour fabriquer des pièces de production fait désormais partie intégrante de la production automobile, et l'industrie est la deuxième après l'aérospatiale et la défense en matière de production utilisant la fabrication additive (AM). La plupart des véhicules produits aujourd'hui comportent une variété de pièces fabriquées par AM intégrées dans l'assemblage global. Cela comprend une gamme de composants automobiles, des composants de moteur, des engrenages, des transmissions, des composants de freinage, des phares, des kits de carrosserie, des pare-chocs, des réservoirs de carburant, des calandres et des ailes, aux structures de châssis. Certains constructeurs automobiles impriment même des carrosseries complètes pour les petites voitures électriques.
La fabrication additive sera particulièrement importante pour réduire le poids du marché en plein essor des véhicules électriques. Bien que cela ait toujours été idéal pour améliorer l'efficacité énergétique des véhicules à moteur à combustion interne (ICE) conventionnels, cette préoccupation est plus importante que jamais, car un poids plus faible signifie une durée de vie de la batterie plus longue entre les charges. De plus, le poids de la batterie lui-même est un inconvénient des véhicules électriques, et les batteries peuvent ajouter plus de mille livres de poids supplémentaire à un véhicule électrique de taille moyenne. Les composants automobiles peuvent être conçus spécifiquement pour la fabrication additive, ce qui se traduit par un poids plus léger et un rapport poids/résistance considérablement amélioré. Désormais, presque toutes les pièces de chaque type de véhicule peuvent être rendues plus légères grâce à la fabrication additive au lieu d'utiliser du métal.
Les jumeaux numériques optimisent les systèmes de production En utilisant des jumeaux numériques dans la production automobile, il est possible de planifier l'ensemble du processus de fabrication dans un environnement entièrement virtuel avant de construire physiquement des lignes de production, des systèmes de convoyeurs et des cellules de travail robotisées ou d'installer l'automatisation et les contrôles. En raison de sa nature en temps réel, le jumeau numérique peut simuler le système pendant son fonctionnement. Cela permet aux fabricants de surveiller le système, de créer des modèles pour effectuer des ajustements et d'apporter des modifications au système.
La mise en œuvre de jumeaux numériques peut optimiser chaque étape du processus de production. La capture des données des capteurs sur les composants fonctionnels du système fournit le retour d'information nécessaire, permet des analyses prédictives et prescriptives et minimise les temps d'arrêt imprévus. De plus, la mise en service virtuelle d'une ligne de production automobile fonctionne avec le processus de jumeau numérique en validant le fonctionnement des fonctions de contrôle et d'automatisation et en fournissant un fonctionnement de base du système.
Il est suggéré que l'industrie automobile entre dans une nouvelle ère, confrontée au défi de devoir passer à des produits entièrement nouveaux basés sur une propulsion complètement changeante pour la mobilité. Le passage des véhicules à moteur à combustion aux véhicules électriques est obligatoire en raison de la nécessité évidente de réduire les émissions de carbone et d'atténuer le problème du réchauffement croissant de la planète. L'industrie automobile relève les défis de la conception et de la fabrication de la prochaine génération de véhicules électriques, en relevant ces défis en adoptant les technologies émergentes d'intelligence artificielle et de fabrication additive et en mettant en œuvre des jumeaux numériques. D'autres industries peuvent suivre l'industrie automobile et utiliser la technologie et la science pour propulser leur industrie dans le 21e siècle.
Date de publication : 18 mai 2022
