A indústria automotiva está assumindo o desafio de projetar e fabricar a próxima geração de veículos elétricos, empregando tecnologias emergentes para revolucionar seus processos de fabricação.
Há alguns anos, as montadoras começaram a se reinventar como empresas digitais, mas agora que estão emergindo do trauma comercial da pandemia, a necessidade de completar sua jornada digital é mais urgente do que nunca. À medida que mais concorrentes centrados em tecnologia adotam e implementam sistemas de produção habilitados para gêmeos digitais e progridem em veículos elétricos (VEs), serviços de carros conectados e, finalmente, veículos autônomos, eles não terão escolha. As montadoras tomarão algumas decisões difíceis sobre o desenvolvimento interno de software, e algumas até começarão a construir seus próprios sistemas operacionais e processadores de computador específicos para veículos, ou a fazer parcerias com alguns fabricantes de chips para desenvolver sistemas operacionais e chips de última geração para rodar - os futuros sistemas de bordo para carros autônomos.
Como a inteligência artificial está mudando as operações de produção As áreas de montagem automotiva e as linhas de produção estão usando aplicações de inteligência artificial (IA) de diversas maneiras. Isso inclui uma nova geração de robôs inteligentes, interação humano-robô e métodos avançados de garantia de qualidade.
Embora a IA seja amplamente utilizada no design de carros, as montadoras também estão usando IA e aprendizado de máquina (ML) em seus processos de fabricação. A robótica em linhas de montagem não é nenhuma novidade e tem sido usada há décadas. No entanto, esses são robôs enjaulados que operam em espaços bem definidos, onde ninguém tem permissão para invadir por razões de segurança. Com a inteligência artificial, cobots inteligentes podem trabalhar junto com seus colegas humanos em um ambiente de montagem compartilhado. Os cobots usam inteligência artificial para detectar e sentir o que os trabalhadores humanos estão fazendo e ajustar seus movimentos para evitar ferir seus colegas humanos. Robôs de pintura e soldagem, movidos por algoritmos de inteligência artificial, podem fazer mais do que seguir programas pré-programados. A IA permite que eles identifiquem defeitos ou anomalias em materiais e componentes e ajustem os processos adequadamente ou emitam alertas de garantia de qualidade.
A IA também está sendo usada para modelar e simular linhas de produção, máquinas e equipamentos, e para melhorar o rendimento geral do processo de produção. A inteligência artificial permite que as simulações de produção vão além de simulações únicas de cenários de processo predeterminados para simulações dinâmicas que podem se adaptar e alterar simulações de acordo com condições, materiais e estados de máquinas em constante mudança. Essas simulações podem então ajustar o processo de produção em tempo real.
A ascensão da manufatura aditiva para peças de produção O uso da impressão 3D para fazer peças de produção é agora uma parte estabelecida da produção automotiva, e a indústria fica atrás apenas da aeroespacial e da defesa na produção usando manufatura aditiva (MA). A maioria dos veículos produzidos hoje tem uma variedade de peças fabricadas por MA incorporadas à montagem geral. Isso inclui uma variedade de componentes automotivos, desde componentes do motor, engrenagens, transmissões, componentes de freio, faróis, kits de carroceria, para-choques, tanques de combustível, grades e para-lamas, até estruturas de chassis. Algumas montadoras estão até mesmo imprimindo carrocerias completas para pequenos carros elétricos.
A manufatura aditiva será especialmente importante na redução de peso para o crescente mercado de veículos elétricos. Embora isso sempre tenha sido ideal para melhorar a eficiência de combustível em veículos convencionais com motor de combustão interna (ICE), essa preocupação é mais importante do que nunca, pois menor peso significa maior vida útil da bateria entre as cargas. Além disso, o peso da bateria em si é uma desvantagem dos veículos elétricos, e as baterias podem adicionar mais de 450 kg de peso extra a um veículo elétrico de médio porte. Os componentes automotivos podem ser projetados especificamente para manufatura aditiva, resultando em um peso mais leve e uma relação peso-resistência muito melhorada. Agora, quase todas as peças de cada tipo de veículo podem ser tornadas mais leves por meio da manufatura aditiva em vez de usar metal.
Gêmeos digitais otimizam sistemas de produção Ao usar gêmeos digitais na produção automotiva, é possível planejar todo o processo de fabricação em um ambiente totalmente virtual antes de construir fisicamente linhas de produção, sistemas de transporte e células de trabalho robóticas ou instalar automação e controles. Devido à sua natureza em tempo real, o gêmeo digital pode simular o sistema enquanto ele está em execução. Isso permite que os fabricantes monitorem o sistema, criem modelos para fazer ajustes e alterações no sistema.
A implementação de gêmeos digitais pode otimizar cada estágio do processo de produção. A captura de dados do sensor em componentes funcionais do sistema fornece o feedback necessário, permite análises preditivas e prescritivas e minimiza o tempo de inatividade não planejado. Além disso, o comissionamento virtual de uma linha de produção automotiva funciona com o processo de gêmeo digital, validando a operação das funções de controle e automação e fornecendo uma operação básica do sistema.
Sugere-se que a indústria automotiva esteja entrando em uma nova era, diante do desafio de ter que migrar para produtos inteiramente novos baseados em propulsão completamente diferente para mobilidade. A troca de veículos com motor de combustão por veículos elétricos é obrigatória devido à clara necessidade de reduzir as emissões de carbono e mitigar o problema do aquecimento crescente do planeta. A indústria automotiva está assumindo os desafios de projetar e fabricar a próxima geração de veículos elétricos, abordando esses desafios adotando tecnologias emergentes de inteligência artificial e manufatura aditiva e implementando gêmeos digitais. Outras indústrias podem seguir a indústria automobilística e usar a tecnologia e a ciência para impulsionar sua indústria para o século XXI.
Data de publicação: 18 de maio de 2022
