Automotive der Zukunft ist kollaborativ, digital und intelligent mit Verbundwerkstoffen

Die „Zukunft ist gebaut“?

Ich habe kürzlich einen Freakonomics-Podcast gehört, in dem CEO Jim Hackett seine Zukunftsvision für die Ford Motor Co. bespricht. Moderator Stephen Dubner weist darauf hin, dass Ford zwar den Elektroauto-Startup Tesla in seiner jüngsten Kampagne „Built Ford Proud“ verspottet hat, Hackett jedoch Fords Zukunft hängt im Wesentlichen davon ab, die Daten seiner Kunden zu verkaufen.

QUELLE:„Neue Werbekampagne weckt Emotionen, fotografiert bei Tesla“, Autonews.com

Dubner drängt Hackett, Ford gegen Tesla zu vertreten. Hackett antwortet:

Beachten Sie, dass Hackett nicht nur über den Verkauf Ihrer Kreditantragsdaten spricht, sondern auch versucht, Technologien zu entwickeln, die er an Silicon Valley und andere verkaufen kann.

Auf der Consumer Electronics Show 2018 präsentierte Ford seine Transportation Mobility Cloud die Berichten zufolge die schnelle Entwicklung von Diensten und Apps unterstützen wird, um einen effizienteren Personenverkehr und intelligente, vernetzte Verkehrsmittel zu ermöglichen. Ford hat auch das, was es als C-V2X bezeichnet, gehypt , oder Cellular Vehicle-to-Everything-Technologie, die es den verschiedenen Komponenten und Anwendungen einer Stadt ermöglichen wird, Informationen miteinander auszutauschen, vom Fahrzeug über Fußgänger und Radfahrer bis hin zur gesamten Infrastruktur, wodurch Kollisionsvermeidungs-Sicherheitssysteme, Ampelpriorisierung, und vieles mehr.

Inzwischen baut Ford keine Limousinen mehr, sondern nur noch Trucks, SUVs und den Mustang , plus 16 EV-Modelle, die bis 2022 vorgestellt werden sollen.

Das Elektrofahrzeug Uniti One wird die digitale Nutzung nutzen Twin-Technologie (oben) und kohlenstofffaserverstärkte thermoplastische Verbundwerkstoffe (unten), um sowohl das Automobildesign als auch die Produktion neu zu definieren. QUELLE:Uniti und KW Special Projects.

Die Zukunft ist kollaborativ, digital und intelligent mit Verbundwerkstoffen

Heute schaue ich mir jedoch das YouTube-Video des schwedischen Start-ups Uniti (https://www.uniti.earth/) an. Die Gegenüberstellung mit Ford könnte dramatischer nicht sein.

Das erste Modell des Unternehmens, der Zweisitzer Uniti One , wurde mit einem organischen Designprozess mit schneller Iteration und Siemens PLM-Software aktualisiert, einschließlich seiner NX-Plattform für generatives Design und digitaler Zwillinge sowie Simcenter, Teamcenter, Tecnomatix, MindSphere und Fibersim für Verbundwerkstoffe. Der iterative Prozess „Fail-fast“ entwickelte drei funktionierende Prototypen in vier Monaten unter Verwendung von kollektivem Feedback zu Skizzen, 3D-gedruckten Modellen, CAD-Netzen und Virtual-Reality-Erfahrungen. An letzterem waren auch Tausende potenzieller Kunden beteiligt, um die digitale Schnittstelle des Autos weiterzuentwickeln, die auf einem Tablet-PC basiert und das traditionelle Armaturenbrett überflüssig macht. Das Lenkrad wurde auch gegen Joystick-Steuerungen ausgetauscht.

Der Designprozess umfasste auch die digitale Fertigung und virtuelles Prototyping
einer Serienfertigungslinie mit Tecnomatix. QUELLE:Siemens

Uniti setzt auf die digitale Zwillingstechnologie und plant, nicht nur für jedes Fahrzeug auf der Straße einen digitalen Zwilling zu haben, sondern auch für jede Produktionsfabrik. Das Unternehmen wird dann die tatsächlichen Betriebsdaten verwenden, um seine Fahrzeuge zu verbessern, abhängig von der individuellen Nutzung und den Problemen jedes einzelnen. Jeder digitale Zwilling kann verwendet werden, um die Probleme dieses physischen Fahrzeugs bis zu ihrer Ursache bei der Teileproduktion, dem Design usw. zu verfolgen und Reparaturen, den Austausch von Teilen oder andere Lösungen vorzuschlagen. Diese Daten werden dann eingegeben, um zukünftige Designs, aber auch die Produktionsstätten zu verbessern.

Daher verfolgt Uniti nicht nur intelligente, sensorische Fahrzeuge, die über das Internet der Dinge verbunden sind, sondern auch eine intelligente fortschrittliche Fertigung, die basierend auf der Leistung ihrer Produkte in der realen Welt kontinuierlich lernt und sich verbessert. Siemens arbeitet mit Airborne und SABIC an demselben Konzept, um eine Massenproduktion von thermoplastischen Verbundteilen zu realisieren.

Zunächst testet Uniti jedoch einfach verschiedene Herstellungsoptionen, bevor es sich für Geräte oder Einrichtungen entscheidet. „Zuerst kann man die funktionierende Fabrik simulieren“, sagt Horne. „Sie können Ihre gesamte Kostenmodellierung durchführen und die gesamte Logistik bestätigen, bevor Sie tatsächlich Millionen für den Bau ausgeben. … Und die Digitalisierung macht den gesamten Prozess enorm effizienter.“

Uniti hat . jedoch einem Standort verpflichtet für seine erste Fabrik – Silverstone Park, die historische Formel-1-Rennstrecke und Austragungsort des Großen Preises von Großbritannien, wurde jetzt zu einem Entwicklungszentrum für fortschrittliche Fertigung. Partnerschaften mit lokalen Unternehmen wie KW Special Projects (Composite Chassis und Additive Manufacturing), Danecca (Batterien) und Unipart (Global Supply Chain Logistics) haben zweifellos geholfen. (Beachten Sie, dass Williams Advanced Engineering ein Joint Venture mit Unipart – Hyperbat Limited mit einer neuen Fabrik (klicken Sie auf den Fly-Through der Homepage) – gegründet hat, um Batterien für Elektrofahrzeuge zu produzieren. Williams hat auch sein eigenes Kohlefaser-Chassis für Elektrofahrzeuge vorgestellt Das Vereinigte Königreich hat nicht nur eine Strategie entwickelt, um die Führung im globalen Design und der Produktion von Elektrofahrzeugen zu übernehmen, sondern es hat es auch finanziert, einschließlich der folgenden ToPCaT-Entwicklung ).

Die 4.0-Pilotanlage in Silverstone – die bis 2020 in Betrieb gehen soll – wird die Uniti One . produzieren und dienen als Blaupause für global lizenzierte „digitale“ Montagewerke weltweit.

KW Special Projects hat das kohlenstofffaserverstärkte Verbundchassis entwickelt, das für den Uniti One verwendet wird. QUELLE:KWSP

ToPCaT:Thermoplastische Karbonwanne

Unitis Partner KW Special Projects (KWSP) wird die Wahl des Unternehmens für ein Chassis treffen – das kohlenstofffaserverstärkte thermoplastische Monocoque, das als ToPCaT (ThermoPlastic Carbon Tub) bezeichnet wird. Die Entwicklung der Technologie begann im Jahr 2015 und zielte auf eine leichte, aber kostengünstigere Alternative zu herkömmlichen autoklavgehärteten Epoxid-Monocoques ab. Die Verwendung thermoplastischer Verbundwerkstoffe ermöglicht viel kürzere Zykluszeiten sowie Recyclingfähigkeit, und ToPCaT behauptet, hohe Leistung, niedrige Werkzeugkosten und wiederholbare Fertigung mit einem modularen Aufbau für Design- und Produktionsflexibilität zu liefern.

Gemäß einem Composites in Manufacturing In einem Artikel vom Juli 2017 in der Zeitschrift sagte Kieron Salter, Geschäftsführer von KWSP, dass er in den nächsten 10 Jahren große Veränderungen bei den Materialien voraussieht. Obwohl er Verbundwerkstoffe bevorzugt, sagt er voraus, dass Fahrzeuge mehr Hybridmaterialien verwenden werden, die durch additive Fertigungsverfahren hergestellt werden, einschließlich Materialien, die sich selbst heilen, ihre Form ändern können, um sich ihrer Umgebung anzupassen und strukturelle Zustandsüberwachung/-diagnose bieten. „Man sieht, dass die Automobilbranche an einem Wendepunkt steht“, sagt er. „In den nächsten 10 Jahren werden wir möglicherweise so viel Veränderungen erleben, wie wir sie im letzten Jahrhundert erlebt haben.“

Entwickelte Technologien spiegeln die Mission wider

Obwohl Uniti und KWSP offen für Metalle, Hybride und neue Materialien sind, die in der Zukunft entwickelt werden könnten, haben sie Kohlefaserverbundwerkstoffe als einen wichtigen Teil ihrer Mission angenommen, da sie den Leichtbau-, Leistungs- und Kostenschlüssel für die Entwicklung ihrer Elektrofahrzeugkonstruktionen liefern arbeiten.

Uniti bezeichnet die Digitalisierung als Teil seiner DNA. Dies generiert auch Wert und Leistung und ermöglicht es einem Team von 15-20 Personen, ein Basisdesign und drei funktionierende Prototypen in Rekordzeit fertigzustellen. Ich sehe, dass Uniti in Bezug auf sein Engagement und seine Beziehung zu seinem Kundenstamm durch digitale Kommunikation noch weiter geht als Tesla, da es den Marktwert durch Vorbestellungen beweist und seine Crowdfunding-Investoren aktualisiert.

Uniti-Meilensteine ​​und zukünftige Ziele

• 2016 – Uniti in Schweden gegründet
• 2017 — Fahrzeug-Prototyp enthüllt
• Crowdfunded-Entwicklung
• Aufbau einer Community durch soziale Medien und digitale Nachrichten
• 2018 — Erste Vorbestellungen online und über zwei MediaMarkt-Stories in Schweden (2.500 Bestellungen)
• 2018 – Auf der indischen Auto Expo wurde ein Virtual-Reality-Demonstrator eines 5-Sitzer-Modells vorgestellt, das mit der in Delhi ansässigen Bird Group produziert werden soll
• Ende 2019 – Produktionsabsichtsmodell wird enthüllt
• 2020 – Vollständig digitalisierter i4.0-Produktionsstandort in Großbritannien in Betrieb
• 2020 — 5-Sitzer-Modell in Produktion in Indien
• Expansion nach Nordeuropa, den USA und dem asiatisch-pazifischen Raum
• 2024 – Erreichen Sie mindestens 4 % des europäischen Marktes für Batterie-Elektrofahrzeuge (BEV)

Uniti diskutiert die Entwicklung seiner eigenen Vehicle-to-Vehicle (V2V)- und Vehicle-to-Infrastructure (V2I)-Fähigkeiten – also der gleiche Leistungsbereich wie Fords C-V2X und Transportation Mobility Cloud. Die Bemühungen von Uniti sind jedoch eine Randnotiz, die nur als einer seiner Innovationsbereiche bezeichnet wird und den Zweck hat, seinen Fahrzeugkunden zu helfen, indem er beispielsweise das sichere Fahren in der Stadt verbessert oder neue Möglichkeiten für sichere Parktransaktionen bietet.

Ist das alles zu schön um wahr zu sein? Womöglich. Ich denke, die Realität ist, dass die Fahrzeuge von Uniti ein Nischenmarkt sind, der auf dichte städtische Gebiete ausgerichtet ist, in denen Staus und Umweltverschmutzung echte Probleme sind, die jetzt angegangen werden müssen. Aber die Trends, die Uniti in Bezug auf generatives Design, virtuelles Testen von Prototypen, digitale Zwillinge und Simulation von Fertigungsprozessen sowie Produktionslinien aus intelligenten, flexiblen Fertigungszellen zeigt – das ist ist die Zukunft der Automobilindustrie und darüber hinaus.