Den Digitalen Faden weben: Bau der Elektrofahrzeuge von morgen

In weniger als zehn Jahren werden wahrscheinlich 30 Prozent der Neuwagen elektrisch sein, laut einem 2021er Bericht von Accenture. EV-Hersteller müssen eine einzigartige Reihe von Herausforderungen meistern, um zukünftige Kundenerwartungen zu erfüllen. Darunter ist die Herausforderung, innovative Designs zu schaffen, die Sicherheitsanforderungen, Leistungskriterien erfüllen und Kosten niedrig halten angesichts wachsender Konkurrenz und einer sich vergrößernden Qualifikationslücke. Lösungen für diese Herausforderungen kommen durch Neugestaltung von Design, Entwicklung, Montage, Inspektion und der Belegschaft, die diese Aufgaben ausführt.

Indem sie ihre Organisation mit dem digitalen Faden (Digital Thread) durchweben, werden EV-Hersteller ihre neu gestaltete Zukunft zum Leben erwecken.

Der digitale Faden ist ein Kommunikations-Framework, das einen verbundenen Datenfluss und eine zugängliche Sicht auf die Daten eines Assets über dessen gesamten Lebenszyklus unterstützt. Im Wesentlichen ermöglicht der digitale Faden die Kommunikation und Überprüfung von Daten vorwärts und rückwärts durch Unternehmensprozesse, einschließlich Lieferketten. Die Integration von Model-Based Definition (MBD), manchmal auch Digital Product Definition (DPD) genannt, in den digitalen Faden bietet EV-Ingenieuren von Anfang an eine Single Source of Truth.

MBD benötigt Product Manufacturing Information (PMI) – das sind die Fertigungsdaten und Metadaten für den Bau und die Vermessung eines Teils. Es enthält Design, Qualität, GD&T, Fertigung, Werkstoffdaten und andere wesentliche Informationen. Die Verpackung mit dem 3D-CAD-Modell vervollständigt das MBD-Modell. Durch die Bereitstellung einer einzigen Datei, die einfach zu teilen, zu übertragen und nahtlos über den digitalen Faden zu interpretieren ist, hilft es, Engineering-Prozesse zu automatisieren, Zeit zu sparen und Kosten zu senken, während die Produktionsgeschwindigkeiten erhöht werden.

Um das MBD-Frontend mit der physischen Welt zu verbinden und schnell Digital-Thread-Informationen zu erreichen, haben führende EV-Hersteller fortschrittliche 3D-Messtechnologien implementiert. Diese messtechnischen 3D-Scanner messen und inspizieren effizient Werkzeuge, Teile und Baugruppen in allen Fertigungsstadien und liefern einen präzisen, hochwertigen digitalen Zwilling des tatsächlichen Objekts, der einen ständigen Feedback-Loop initiiert. Zusätzlich zur Lieferung von Ist-Dimensionsmerkmalen importiert die Software MBD/PMI-Daten und erschließt digitale Engineering-Konnektivität für verbesserte Produktentwicklung, effizientere Qualitätssicherung und schlanke Fertigungsprozesse.

Dieser digitale Faden unterstützt die virtuelle Verifikation kritischer Komponenten durch digitale Montage. Zum Beispiel sind Form, Passung und Funktion des Batterieträgers und seiner Komponenten entscheidend für die Funktion des Fahrzeugdesigns; daher werden diese Träger mit sehr engen Toleranzen gefertigt. Der Träger muss flach und adäquat positioniert sein aufgrund der Energie in den Batteriezellen. Wenn falsch montiert, erzeugt die Energie thermische Ausdehnung, was zu Torsion führt, den Träger verbiegt und die Karosserie. Mit einem digitalen Zwilling des Batterieträgers und seiner Komponenten erreichen EV-Hersteller virtuelle dimensions- und Montageverifikation, einschließlich GD&T-Prüfungen, um Probleme im Voraus zu erkennen und zu lösen. Automobilhersteller nutzen auch digitale Montageanalyse, um Engineering-Spezifikationen im 3D-Raum zu erstellen und zu bewerten, bevor physische Teile in die Serienproduktion gehen. Diese Methodik hilft auch traditionellen Automobil-OEMs, ihre Designvariabilitätsanforderungen zu adressieren, wenn sie Verbrennerfahrzeuge auf einer EV-Plattform anbieten.

Um eine Führungsposition zu erreichen, werden erfolgreiche EV-Hersteller den digitalen Faden und das Informationsrepository, das er bereitstellt, kontinuierlich nutzen, um moderne schlanke Fertigungsstrategien zu ermöglichen. Der digitale Faden ist ein grundlegender Baustein, der die Zukunft der EV-Innovation unterstützt, die Hersteller benötigen, um in dieser florierenden Branche zu gedeihen.