แนวโน้มการผลิตและเทคโนโลยีในอุตสาหกรรมยานยนต์

อุตสาหกรรมยานยนต์กำลังเผชิญกับความท้าทายในการออกแบบและผลิตรถยนต์ไฟฟ้ารุ่นต่อไป โดยใช้เทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่เพื่อปฏิวัติกระบวนการผลิต
ไม่กี่ปีที่ผ่านมา ผู้ผลิตรถยนต์เริ่มสร้างตัวเองใหม่ในฐานะบริษัทดิจิทัล แต่ตอนนี้ พวกเขากำลังเกิดขึ้นจากความบอบช้ำทางธุรกิจจากการระบาดใหญ่ ความจำเป็นในการดำเนินการทางดิจิทัลให้เสร็จสิ้นจึงเป็นเรื่องเร่งด่วนกว่าที่เคย ในขณะที่คู่แข่งที่เน้นเทคโนโลยีนำและนำไปใช้จริงมากขึ้น ระบบการผลิตสองระบบดิจิทัลและความก้าวหน้าในยานยนต์ไฟฟ้า (EV) บริการรถยนต์ที่เชื่อมต่อ และยานพาหนะอัตโนมัติในท้ายที่สุด พวกเขาจะไม่มีทางเลือก ผู้ผลิตรถยนต์จะทำการตัดสินใจที่ยากลำบากบางอย่างเกี่ยวกับการพัฒนาซอฟต์แวร์ภายในองค์กร และบางรายอาจเริ่มต้นด้วยซ้ำ สร้างระบบปฏิบัติการเฉพาะสำหรับรถยนต์และโปรเซสเซอร์คอมพิวเตอร์ หรือการร่วมมือกับผู้ผลิตชิปบางรายเพื่อพัฒนาระบบปฏิบัติการรุ่นต่อไปและชิปเพื่อใช้งาน - ระบบบอร์ดในอนาคตสำหรับรถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยตนเอง
วิธีที่ปัญญาประดิษฐ์กำลังเปลี่ยนแปลงกระบวนการผลิต พื้นที่ประกอบยานยนต์และสายการผลิตใช้แอพพลิเคชั่นปัญญาประดิษฐ์ (AI) ในหลากหลายวิธี ซึ่งรวมถึงหุ่นยนต์อัจฉริยะรุ่นใหม่ การโต้ตอบระหว่างมนุษย์กับหุ่นยนต์ และวิธีการประกันคุณภาพขั้นสูง
ในขณะที่ AI ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการออกแบบรถยนต์ ผู้ผลิตรถยนต์ก็กำลังใช้ AI และการเรียนรู้ของเครื่อง (ML) ในกระบวนการผลิตของพวกเขา หุ่นยนต์ในสายการประกอบไม่ใช่เรื่องใหม่และมีการใช้งานมานานหลายทศวรรษ อย่างไรก็ตาม เหล่านี้เป็นหุ่นยนต์ที่ทำงานอย่างแน่นหนา พื้นที่ที่กำหนดไว้ซึ่งไม่มีใครได้รับอนุญาตให้บุกรุกด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัย ด้วยปัญญาประดิษฐ์ โคบอทอัจฉริยะสามารถทำงานร่วมกับมนุษย์ในสภาพแวดล้อมร่วมกันได้ โคบอทใช้ปัญญาประดิษฐ์เพื่อตรวจจับและสัมผัสถึงสิ่งที่มนุษย์กำลังทำและปรับการเคลื่อนไหวเพื่อหลีกเลี่ยง ทำร้ายเพื่อนร่วมงานที่เป็นมนุษย์ หุ่นยนต์วาดภาพและเชื่อมซึ่งขับเคลื่อนโดยอัลกอริธึมปัญญาประดิษฐ์สามารถทำได้มากกว่าทำตามโปรแกรมที่ตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้า AI ช่วยให้พวกเขาระบุข้อบกพร่องหรือความผิดปกติในวัสดุและส่วนประกอบ และปรับกระบวนการตามนั้น หรือออกการแจ้งเตือนการประกันคุณภาพ
AI ยังถูกใช้เพื่อสร้างแบบจำลองและจำลองสายการผลิต เครื่องจักรและอุปกรณ์ และเพื่อปรับปรุงปริมาณงานโดยรวมของกระบวนการผลิต ปัญญาประดิษฐ์ช่วยให้การจำลองการผลิตทำได้มากกว่าการจำลองแบบครั้งเดียวของสถานการณ์สมมติกระบวนการที่กำหนดไว้ล่วงหน้าไปจนถึงการจำลองแบบไดนามิกที่สามารถปรับเปลี่ยนและ เปลี่ยนการจำลองเป็นเงื่อนไขที่เปลี่ยนแปลง วัสดุ และสถานะของเครื่องจักร การจำลองเหล่านี้สามารถปรับกระบวนการผลิตได้แบบเรียลไทม์
การเพิ่มขึ้นของการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุสำหรับชิ้นส่วนการผลิต การใช้การพิมพ์ 3 มิติเพื่อผลิตชิ้นส่วนได้กลายเป็นส่วนหนึ่งของการผลิตยานยนต์แล้ว และอุตสาหกรรมนี้เป็นอันดับสองรองจากการบินและอวกาศและการป้องกันในการผลิตโดยใช้การผลิตแบบเพิ่มเนื้อ (AM) ยานพาหนะส่วนใหญ่ที่ผลิตในปัจจุบันมี ชิ้นส่วนต่างๆ ที่ผลิตด้วย AM รวมอยู่ในชุดประกอบโดยรวม ซึ่งรวมถึงชิ้นส่วนยานยนต์ต่างๆ ตั้งแต่ชิ้นส่วนเครื่องยนต์ เกียร์ ระบบเกียร์ ส่วนประกอบเบรก ไฟหน้า ชุดตัวถัง กันชน ถังเชื้อเพลิง ตะแกรงและบังโคลน ไปจนถึงโครงสร้างเฟรม ผู้ผลิตรถยนต์บางรายถึงกับพิมพ์ตัวถังแบบสมบูรณ์สำหรับรถยนต์ไฟฟ้าขนาดเล็ก
การผลิตสารเติมแต่งจะมีความสำคัญอย่างยิ่งในการลดน้ำหนักสำหรับตลาดรถยนต์ไฟฟ้าที่กำลังเฟื่องฟู แม้ว่าสิ่งนี้จะเหมาะสำหรับการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงในรถยนต์เครื่องยนต์สันดาปภายในแบบทั่วไป (ICE) เสมอ ความกังวลนี้มีความสำคัญมากกว่าที่เคย เนื่องจากน้ำหนักที่น้อยลงหมายถึงแบตเตอรี่ที่ใช้งานได้ยาวนานขึ้น อายุการใช้งานระหว่างการชาร์จ นอกจากนี้ น้ำหนักของแบตเตอรี่เองก็เป็นข้อเสียของ EV และแบตเตอรี่สามารถเพิ่มน้ำหนักเพิ่มเติมได้มากกว่าหนึ่งพันปอนด์ให้กับ EV ขนาดกลาง ส่วนประกอบยานยนต์สามารถออกแบบได้โดยเฉพาะสำหรับการผลิตแบบเพิ่มเนื้อ ส่งผลให้น้ำหนักเบาขึ้นและปรับปรุงอย่างมาก อัตราส่วนน้ำหนักต่อความแข็งแรง ตอนนี้เกือบทุกส่วนของรถทุกประเภทสามารถทำให้เบาลงได้ด้วยการผลิตแบบเพิ่มเนื้อแทนที่จะใช้โลหะ
Digital Twins ปรับระบบการผลิตให้เหมาะสม โดยใช้ Digital Twins ในการผลิตยานยนต์ เป็นไปได้ที่จะวางแผนกระบวนการผลิตทั้งหมดในสภาพแวดล้อมเสมือนจริงก่อนที่จะสร้างสายการผลิต ระบบสายพานลำเลียง และเซลล์ทำงานของหุ่นยนต์ หรือติดตั้งระบบอัตโนมัติและระบบควบคุม เนื่องจากของจริง- ธรรมชาติของเวลา ดิจิตอลทวินสามารถจำลองระบบในขณะที่ทำงาน ซึ่งช่วยให้ผู้ผลิตสามารถตรวจสอบระบบ สร้างแบบจำลองเพื่อทำการปรับเปลี่ยน และทำการเปลี่ยนแปลงระบบ
การนำ Digital Twin มาใช้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพในทุกขั้นตอนของกระบวนการผลิตได้ การเก็บข้อมูลเซ็นเซอร์จากส่วนประกอบที่ใช้งานได้ของระบบจะให้ข้อเสนอแนะที่จำเป็น ช่วยให้สามารถวิเคราะห์เชิงคาดการณ์และกำหนดล่วงหน้า และลดเวลาหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผนไว้ นอกจากนี้ การทดสอบการใช้งานสายการผลิตยานยนต์แบบเสมือนจริงยังทำงาน ด้วยกระบวนการดิจิตอลทวินโดยการตรวจสอบการทำงานของฟังก์ชั่นการควบคุมและการทำงานอัตโนมัติ และจัดเตรียมการทำงานพื้นฐานของระบบ
ขอแนะนำว่าอุตสาหกรรมยานยนต์กำลังเข้าสู่ยุคใหม่ที่ต้องเผชิญกับความท้าทายในการเปลี่ยนไปใช้ผลิตภัณฑ์ใหม่ทั้งหมดโดยอาศัยแรงขับเคลื่อนที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างสิ้นเชิงสำหรับความคล่องตัว การเปลี่ยนจากยานยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์สันดาปเป็นรถยนต์ไฟฟ้าเป็นสิ่งจำเป็นเนื่องจากความต้องการที่ชัดเจน ลดการปล่อยคาร์บอนและลดปัญหาโลกร้อนที่เพิ่มขึ้น อุตสาหกรรมยานยนต์กำลังเผชิญกับความท้าทายในการออกแบบและผลิตรถยนต์ไฟฟ้ารุ่นต่อไป โดยจัดการกับความท้าทายเหล่านี้ด้วยการนำเอาปัญญาประดิษฐ์และเทคโนโลยีการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุมาใช้ และการนำฝาแฝดดิจิทัลมาใช้ อื่นๆ อุตสาหกรรมสามารถติดตามอุตสาหกรรมยานยนต์และใช้เทคโนโลยีและวิทยาศาสตร์เพื่อขับเคลื่อนอุตสาหกรรมของพวกเขาไปสู่ศตวรรษที่ 21