صنعت خودروسازی با به‌کارگیری فناوری‌های نوظهور برای ایجاد انقلابی در فرآیندهای تولید خود، چالش طراحی و تولید نسل بعدی خودروهای برقی را پذیرفته است.
چند سال پیش، خودروسازان شروع به بازآفرینی خود به عنوان شرکت‌های دیجیتال کردند، اما اکنون که از آسیب‌های تجاری ناشی از همه‌گیری بیرون می‌آیند، نیاز به تکمیل سفر دیجیتال آنها بیش از هر زمان دیگری ضروری است. با افزایش تعداد رقبای فناوری‌محور که سیستم‌های تولید مبتنی بر دوقلوی دیجیتال را اتخاذ و پیاده‌سازی می‌کنند و در زمینه خودروهای برقی (EV)، خدمات خودروهای متصل و در نهایت خودروهای خودران پیشرفت می‌کنند، آنها چاره‌ای نخواهند داشت. خودروسازان تصمیمات سختی در مورد توسعه نرم‌افزار داخلی خواهند گرفت و برخی حتی شروع به ساخت سیستم عامل‌ها و پردازنده‌های کامپیوتری مخصوص خودرو خود می‌کنند یا با برخی از سازندگان تراشه برای توسعه سیستم عامل‌ها و تراشه‌های نسل بعدی برای اجرا - سیستم‌های Board آینده برای خودروهای خودران - همکاری خواهند کرد.
چگونه هوش مصنوعی عملیات تولید را تغییر می‌دهد؟ مناطق مونتاژ و خطوط تولید خودرو از کاربردهای هوش مصنوعی (AI) به روش‌های مختلفی استفاده می‌کنند. این موارد شامل نسل جدیدی از ربات‌های هوشمند، تعامل انسان و ربات و روش‌های پیشرفته تضمین کیفیت است.
در حالی که هوش مصنوعی به طور گسترده در طراحی خودرو مورد استفاده قرار می‌گیرد، خودروسازان در حال حاضر نیز از هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی (ML) در فرآیندهای تولید خود استفاده می‌کنند. رباتیک در خطوط مونتاژ چیز جدیدی نیست و دهه‌هاست که مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این حال، این‌ها ربات‌های قفسی هستند که در فضاهای کاملاً تعریف‌شده‌ای کار می‌کنند که به دلایل ایمنی هیچ‌کس اجازه دخالت در آنها را ندارد. با هوش مصنوعی، ربات‌های همکار هوشمند می‌توانند در کنار همتایان انسانی خود در یک محیط مونتاژ مشترک کار کنند. ربات‌های همکار از هوش مصنوعی برای تشخیص و حس کردن آنچه کارگران انسانی انجام می‌دهند استفاده می‌کنند و حرکات خود را تنظیم می‌کنند تا از آسیب رساندن به همکاران انسانی خود جلوگیری کنند. ربات‌های نقاشی و جوشکاری، که توسط الگوریتم‌های هوش مصنوعی پشتیبانی می‌شوند، می‌توانند کاری بیش از پیروی از برنامه‌های از پیش برنامه‌ریزی‌شده انجام دهند. هوش مصنوعی آنها را قادر می‌سازد تا نقص‌ها یا ناهنجاری‌ها را در مواد و قطعات شناسایی کرده و فرآیندها را بر اساس آن تنظیم کنند یا هشدارهای تضمین کیفیت صادر کنند.
هوش مصنوعی همچنین برای مدل‌سازی و شبیه‌سازی خطوط تولید، ماشین‌آلات و تجهیزات و بهبود توان عملیاتی کلی فرآیند تولید مورد استفاده قرار می‌گیرد. هوش مصنوعی، شبیه‌سازی‌های تولید را قادر می‌سازد تا از شبیه‌سازی‌های یک‌باره سناریوهای فرآیند از پیش تعیین‌شده فراتر رفته و به شبیه‌سازی‌های پویا تبدیل شوند که می‌توانند شبیه‌سازی‌ها را با شرایط، مواد و حالت‌های ماشین در حال تغییر تطبیق داده و تغییر دهند. سپس این شبیه‌سازی‌ها می‌توانند فرآیند تولید را در زمان واقعی تنظیم کنند.
ظهور تولید افزایشی برای قطعات تولیدی استفاده از چاپ سه‌بعدی برای ساخت قطعات تولیدی اکنون بخش تثبیت‌شده‌ای از تولید خودرو است و این صنعت پس از هوافضا و دفاع، دومین صنعت در تولید با استفاده از تولید افزایشی (AM) است. اکثر خودروهای تولید شده امروزی دارای قطعات متنوعی هستند که با روش تولید افزایشی ساخته شده‌اند و در مونتاژ کلی گنجانده شده‌اند. این شامل طیف وسیعی از قطعات خودرو، از قطعات موتور، چرخ‌دنده‌ها، گیربکس‌ها، قطعات ترمز، چراغ‌های جلو، کیت‌های بدنه، سپرها، باک‌های سوخت، جلوپنجره‌ها و گلگیرها گرفته تا سازه‌های قاب می‌شود. برخی از خودروسازان حتی در حال چاپ بدنه کامل برای خودروهای برقی کوچک هستند.
تولید افزایشی به ویژه در کاهش وزن برای بازار رو به رشد خودروهای الکتریکی اهمیت خواهد داشت. اگرچه این روش همیشه برای بهبود راندمان سوخت در خودروهای احتراق داخلی معمولی (ICE) ایده‌آل بوده است، اما این نگرانی بیش از هر زمان دیگری اهمیت دارد، زیرا وزن کمتر به معنای عمر طولانی‌تر باتری بین شارژها است. همچنین، وزن باتری به خودی خود یک عیب خودروهای برقی است و باتری‌ها می‌توانند بیش از هزار پوند وزن اضافی به یک خودروی برقی متوسط اضافه کنند. قطعات خودرو را می‌توان به طور خاص برای تولید افزایشی طراحی کرد که منجر به وزن سبک‌تر و نسبت وزن به استحکام بسیار بهبود یافته می‌شود. اکنون، تقریباً هر قسمت از هر نوع وسیله نقلیه را می‌توان از طریق تولید افزایشی به جای استفاده از فلز، سبک‌تر کرد.
دوقلوهای دیجیتال سیستم‌های تولید را بهینه می‌کنند. با استفاده از دوقلوهای دیجیتال در تولید خودرو، می‌توان کل فرآیند تولید را در یک محیط کاملاً مجازی، قبل از ساخت فیزیکی خطوط تولید، سیستم‌های نقاله و سلول‌های کاری رباتیک یا نصب اتوماسیون و کنترل‌ها، برنامه‌ریزی کرد. با توجه به ماهیت بلادرنگ (real-time)، دوقلوی دیجیتال می‌تواند سیستم را در حین اجرا شبیه‌سازی کند. این امر به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد تا سیستم را رصد کنند، مدل‌هایی را برای ایجاد تنظیمات ایجاد کنند و تغییراتی در سیستم ایجاد کنند.
پیاده‌سازی دوقلوهای دیجیتال می‌تواند هر مرحله از فرآیند تولید را بهینه کند. جمع‌آوری داده‌های حسگرها از اجزای عملکردی سیستم، بازخورد لازم را فراهم می‌کند، تجزیه و تحلیل‌های پیش‌بینی‌کننده و تجویزی را امکان‌پذیر می‌سازد و زمان از کارافتادگی برنامه‌ریزی نشده را به حداقل می‌رساند. علاوه بر این، راه‌اندازی مجازی خط تولید خودرو با فرآیند دوقلوی دیجیتال کار می‌کند و با اعتبارسنجی عملکرد توابع کنترل و اتوماسیون و ارائه یک عملکرد پایه برای سیستم، آن را بهینه می‌کند.
گفته می‌شود که صنعت خودروسازی در حال ورود به دوران جدیدی است و با چالش حرکت به سمت محصولات کاملاً جدید مبتنی بر نیروی محرکه کاملاً متغیر برای تحرک مواجه است. تغییر از خودروهای احتراق داخلی به خودروهای برقی به دلیل نیاز مبرم به کاهش انتشار کربن و کاهش مشکل گرمایش فزاینده سیاره زمین، الزامی است. صنعت خودروسازی در حال رویارویی با چالش‌های طراحی و ساخت نسل بعدی خودروهای برقی است و با اتخاذ فناوری‌های نوظهور هوش مصنوعی و تولید افزایشی و پیاده‌سازی دوقلوهای دیجیتال، به این چالش‌ها می‌پردازد. سایر صنایع می‌توانند از صنعت خودروسازی پیروی کنند و از فناوری و علم برای پیشبرد صنعت خود به قرن بیست و یکم استفاده کنند.
زمان ارسال: ۱۸ مه ۲۰۲۲
