汽車行業(yè)正在向新一代移動出行大規(guī)模轉(zhuǎn)型。從電動汽車(EV)的快速增長到軟件定義汽車的普及,汽車行業(yè)轉(zhuǎn)型需要快速技術(shù)進步、更多的可擴展計算平臺,以及制造商與供應商合作的新商業(yè)模式。
在此情景下,工業(yè)4.0有望提升汽車制造業(yè)的生產(chǎn)率和質(zhì)量。麥肯錫公司2022年的文章指出:"汽車和電子等行業(yè)的制造商已接近數(shù)字化應用的臨界點,通過工業(yè)4.0可實現(xiàn)更快、更可持續(xù)的變革"。
德勤《2023 年汽車供應商研究報告》還指出了行業(yè)內(nèi)簡化運營成本和提高效率的機會,并呼吁 "供應商也可以尋求在技術(shù)和自動化方面進行關(guān)鍵投資,以實現(xiàn)更精簡的制造流程,并為獲得長期競爭力奠定基礎(chǔ)"。
在汽車行業(yè),利用人工智能、自動化、機器人、仿真、數(shù)字孿生等先進制造技術(shù),制造商能夠高效、靈活、快速地大規(guī)模交付差異化產(chǎn)品。
在產(chǎn)品生命周期早期階段推動汽車制造業(yè)的卓越發(fā)展
在偉創(chuàng)力,我們利用工業(yè)4.0技術(shù)在產(chǎn)品生命周期的早期階段進行建模和仿真,以確保汽車客戶在規(guī)?;a(chǎn)時能夠提高效率、降低風險。例如,在制造設(shè)計(DfM)中,我們利用建模和仿真在產(chǎn)品進入制造階段之前確定如何以最快的周期時間實現(xiàn)最高的產(chǎn)量。DfM指導可以幫助公司確保產(chǎn)品設(shè)計的可制造性,消除廢品和瓶頸,同時最大限度地提高產(chǎn)品性能。
在汽車行業(yè),仿真在生產(chǎn)部件批準流程(PPAP)中具有另一重要優(yōu)勢。PPAP作為嚴格的文件化流程,旨在確保交付給客戶的產(chǎn)品滿足其對性能、質(zhì)量和交付的要求。在偉創(chuàng)力,我們利用仿真來加快這一過程,在軟件中反復構(gòu)建生產(chǎn)流程,從而確保在實際制造產(chǎn)品之前,我們已經(jīng)具備了所需的產(chǎn)能和能力。
這種方法可以節(jié)省數(shù)月的時間和資源,使汽車制造商能夠在保持質(zhì)量、安全性和彈性的同時,加快新一代移動出行的發(fā)展。通過收集對流程故障模式和影響分析(PFMEA)的早期輸入,我們能夠簡化批量生產(chǎn)。通過模擬生產(chǎn)線和流程,我們可以快速識別風險最高的區(qū)域和關(guān)鍵瓶頸,從而提前制定并實施風險緩解策略。
應用人工智能提高效率和質(zhì)量
從工廠生產(chǎn)線優(yōu)化到預測性維護和異常檢測,人工智能為制造流程帶來許多好處。人工智能能夠幫助收集、分析和檢測工廠車間的機器問題,從而防患于未然。借助聯(lián)網(wǎng)機器的大量上游數(shù)據(jù),人工智能模型能夠預測何時可能發(fā)生不利事件,從而使制造商能夠預防故障并減少停機時間。
舉例來說,在偉創(chuàng)力,我們應用人工智能技術(shù)于一條生產(chǎn)線,該線使用了兩個幾乎完全相同的電容器。這兩個元件間的唯一區(qū)別在于閥門,該區(qū)別很難被肉眼察覺。這成為了一個關(guān)鍵,因為如果使用了錯誤的電容器,產(chǎn)品將無法正常運作。
通過結(jié)合可視化數(shù)據(jù)和人工智能,我們的系統(tǒng)能夠?qū)崟r識別員工是否將元件放置在正確的位置,并即時提供解決問題的方案。這項技術(shù)將帶來更高的性能和產(chǎn)量,同時使得偉創(chuàng)力能夠在部件被送往生產(chǎn)線的下一步驟之前就發(fā)現(xiàn)問題,從而減少廢品產(chǎn)生。
數(shù)字孿生和閉環(huán)反饋促進流程創(chuàng)新
數(shù)字孿生(代表仿真和物理世界之間信息流動的網(wǎng)絡物理系統(tǒng))使產(chǎn)品設(shè)計和制造流程的優(yōu)化達到了新的高度。在安全性和可靠性至關(guān)重要的汽車行業(yè),這種閉環(huán)方法可實現(xiàn)復雜制造流程的精確建模、質(zhì)量保證和優(yōu)化。在急劇變化的世界中,數(shù)字孿生還能讓制造商快速了解中斷的真實風險和影響。
例如,汽車制造商可以模擬生產(chǎn)線流程,了解短缺和其他挑戰(zhàn)的潛在影響,從而確定替代方案和優(yōu)化措施,以減少不良影響。這有助于加快變革進程,并在實施變革前進行驗證,從而節(jié)省成本和時間。
汽車制造轉(zhuǎn)型正在進行中
在偉創(chuàng)力最近擴建的位于墨西哥瓜達拉哈拉的戰(zhàn)略汽車制造中心,仿真技術(shù)用來幫助汽車客戶更快地設(shè)計、制造和交付高質(zhì)量的產(chǎn)品。仿真技術(shù)幫助工廠確定滿足特定產(chǎn)品和工藝要求的最佳生產(chǎn)線配置,并為新項目和當前項目創(chuàng)建了不同的空間優(yōu)化方案。
仿真還能幫助確定關(guān)鍵特性和流程,從而確定質(zhì)量保證控制和實現(xiàn)零缺陷,同時確定哪種工業(yè)化流程最符合產(chǎn)品要求,從而最大限度地提高質(zhì)量和生產(chǎn)率。最后,我們經(jīng)常將仿真作為DfM的補充階段,以驗證產(chǎn)品的可制造性,并在產(chǎn)品全面投產(chǎn)前向客戶提出設(shè)計改進建議。在一個高度復雜的汽車計算項目中,我們能夠在優(yōu)化成本的同時將產(chǎn)量提高一倍。
在當今移動出行和技術(shù)加速發(fā)展的新時代,汽車制造商需要適應動態(tài)的業(yè)務環(huán)境,以更快、更可靠、更可持續(xù)的方式將創(chuàng)新產(chǎn)品推向市場,從而取得成功。
自動化、仿真和數(shù)字孿生等工業(yè)4.0技術(shù),為制造商帶來了顯著的競爭優(yōu)勢。這些技術(shù)使他們不僅能夠應對當今的挑戰(zhàn),還能夠茁壯成長,并在定義新一代移動出行的過程中發(fā)揮積極作用。