Toekomstige auto's zijn collaboratief, digitaal en slim met composieten

De "toekomst is gebouwd" ?

Ik heb onlangs naar een Freakonomics-podcast geluisterd waarin CEO Jim Hackett zijn toekomstvisie voor Ford Motor Co bespreekt. Gastheer Stephen Dubner wijst erop dat terwijl Ford de start van Tesla met elektrisch rijden (EV) heeft bespot in zijn recente campagne 'Built Ford Proud', Hackett in feite de toekomst van Ford koppelen aan de verkoop van de gegevens van zijn klanten.

BRON:"Nieuwe advertentiecampagne roept emotie op, schiet op Tesla", Autonews.com

Dubner dringt er bij Hackett op aan om de zaak voor Ford versus Tesla te verdedigen. Hackett antwoordt:

Houd er rekening mee dat Hackett het niet alleen heeft over het verkopen van uw kredietaanvraaggegevens, hij probeert ook technologie te ontwikkelen die hij kan verkopen aan Silicon Valley en anderen.

Op de Consumer Electronics Show 2018 presenteerde Ford zijn Transportation Mobility Cloud die naar verluidt de snelle ontwikkeling van diensten en apps zal ondersteunen om efficiënter mensenverkeer en slim, verbonden vervoer mogelijk te maken. Ford heeft ook gehyped wat het noemt C-V2X , of Cellular Vehicle-to-Everything-technologie, waarmee de verschillende componenten en toepassingen van een stad informatie met elkaar kunnen delen, van voertuigen tot voetgangers en fietsers tot de hele infrastructuur, waardoor botsingsvermijdende veiligheidssystemen, prioritering van verkeerslichten, en nog veel meer.

Ondertussen zal Ford geen sedans meer bouwen, maar alleen vrachtwagens, SUV's en de Mustang , plus 16 EV-modellen die het heeft beloofd tegen 2022 te onthullen.

Het elektrische voertuig Uniti One maakt gebruik van digitale twin-technologie (boven) en met koolstofvezel versterkte thermoplastische composieten (onder) in zijn poging om zowel auto-ontwerpen als productie opnieuw te definiëren. BRON:Uniti en KW speciale projecten.

De toekomst is collaboratief, digitaal, slim met composieten

Vandaag kijk ik echter naar de YouTube-video van de Zweedse start-up Uniti (https://www.uniti.earth/). De nevenschikking met Ford kan niet dramatischer zijn.

Het eerste model van het bedrijf, de tweezitter Uniti One , werd geactualiseerd met behulp van een organisch, snel iteratief ontwerpproces en Siemens PLM-software, inclusief het NX-generatieve ontwerp en het digitale tweelingplatform, evenals Simcenter, Teamcenter, Tecnomatix, MindSphere en Fibersim voor composieten. Het "fail-fast" iteratieve proces ontwikkelde drie werkende prototypes in vier maanden met behulp van collectieve feedback op schetsen, 3D-geprinte modellen, CAD-meshs en virtual reality-ervaringen. Bij laatstgenoemde waren ook duizenden potentiële klanten betrokken om de digitale interface van de auto te helpen ontwikkelen, die is gebaseerd op een tablet-pc, waardoor het traditionele dashboard wordt geëlimineerd. Het stuur is ook verwisseld voor joystickbediening.

Het ontwerpproces omvatte ook digitale productie en virtuele prototyping
van een seriematige productielijn met Tecnomatix. BRON:Siemens

Uniti omarmt de digital twin-technologie volledig, met het plan om niet alleen een digital twin te hebben voor elk voertuig op de weg, maar ook voor elke productiefabriek. Het bedrijf zal dan actuele in-service data gebruiken om zijn voertuigen beter te maken, afhankelijk van ieders unieke gebruik en problemen. Elke digitale tweeling kan worden gebruikt om de problemen van dat fysieke voertuig te herleiden tot de oorzaak in de productie van onderdelen, het ontwerp, enz. en om reparatie, vervanging van onderdelen of een andere oplossing voor te stellen. Die gegevens worden vervolgens ingevoerd om toekomstige ontwerpen, maar ook de productiefabrieken te verbeteren.

Uniti streeft dus niet alleen naar slimme, voelende voertuigen die zijn verbonden door het internet der dingen, maar ook naar slimme geavanceerde productie die voortdurend leert en verbetert op basis van de prestaties van haar producten in de echte wereld. Siemens werkt aan hetzelfde concept samen met Airborne en SABIC voor de realisatie van de productie van thermoplastische composietonderdelen op grote schaal.

Uniti test echter eerst verschillende productie-opties voordat het zich verbindt tot apparatuur of faciliteiten. “Je kunt eerst de werkende fabriek simuleren”, zegt Horne. "Je kunt al je kostenmodellering doen en alle logistiek bevestigen voordat je daadwerkelijk miljoenen uitgeeft om het te bouwen. … En digitalisering maakt het hele proces enorm efficiënter.”

Uniti heeft echter toegewijd aan een locatie voor zijn eerste fabriek - Silverstone Park, het historische Formule 1-racecircuit en de thuisbasis van de Britse Grand Prix, nu omgevormd tot een geavanceerd productie-ontwikkelingscentrum. Partnerships met lokale bedrijven zoals KW Special Projects (composiet chassis en additive manufacturing), Danecca (batterijen) en Unipart (wereldwijde supply chain logistiek) hebben ongetwijfeld geholpen. (Merk op dat Williams Advanced Engineering een joint venture is aangegaan met Unipart — Hyperbat Limited met een nieuwe fabriek (klik op de Fly-through op de startpagina) — om batterijen voor EV's te produceren. Williams heeft ook zijn eigen koolstofvezelchassis voor EV's onthuld Het VK heeft niet alleen een strategie ontwikkeld om het leiderschap in het wereldwijde ontwerp en de productie van elektrische voertuigen op zich te nemen, maar heeft deze ook gefinancierd, inclusief de onderstaande ToPCaT-ontwikkeling ).

De 4.0-proeffabriek in Silverstone, die naar verwachting in 2020 operationeel zal zijn, zal de Uniti One produceren en dienen als blauwdruk voor wereldwijd gelicentieerde 'digitale' assemblagefabrieken over de hele wereld.

KW Special Projects ontwikkelde het met koolstofvezel versterkte composietchassis dat zal worden gebruikt voor de Uniti One. BRON:KWSP

ToPCaT:ThermoPlastic Carbon Tub

Uniti's partner KW Special Projects (KWSP) zal de keuze van het bedrijf voor een chassis geven - de met koolstofvezel versterkte thermoplastische monocoque die wordt aangeduid als ToPCaT (ThermoPlastic Carbon Tub). De ontwikkeling van de technologie begon in 2015, gericht op een lichtgewicht maar goedkoper alternatief voor traditionele autoclaaf-uitgeharde epoxy monocoques. Het gebruik van thermoplastische composieten maakt veel kortere cyclustijden en recycleerbaarheid mogelijk, en ToPCaT beweert hoge prestaties, lage gereedschapskosten en herhaalbare productie te leveren met een modulaire constructie voor ontwerp- en productieflexibiliteit.

Volgens een Composites in Manufacturing In een artikel van juli 2017 in tijdschrift, zei KWSP-directeur Kieron Salter dat hij de komende 10 jaar grote veranderingen in materialen voorziet. Hoewel hij een voorkeur heeft voor composieten, voorspelt hij dat voertuigen meer hybride materialen zullen gebruiken die zijn geproduceerd door additieve productieprocessen, waaronder materialen die zichzelf kunnen genezen, van vorm kunnen veranderen om aan hun omgeving te passen en structurele gezondheidsmonitoring/diagnose kunnen bieden. "Je kunt zien dat de automobielsector op een kantelpunt staat", zegt hij. "In de komende 10 jaar kan het zijn dat we op het punt staan ​​net zoveel verandering te zien als we in de vorige eeuw hebben gezien."

Ontwikkelde technologieën weerspiegelen de missie

Hoewel Uniti en KWSP openstaan ​​voor metalen, hybriden en nieuwe materialen die in de toekomst kunnen worden ontwikkeld, hebben ze koolstofvezelcomposieten omarmd als een belangrijk onderdeel van hun missie omdat ze het lichtgewicht, de prestaties en de kosten leveren die essentieel zijn voor het maken van hun ontwerpen voor elektrische voertuigen werk.

Uniti beschrijft digitalisering als onderdeel van haar DNA. Dit genereert ook waarde en prestaties, waardoor een team van 15-20 mensen in recordtijd een basisontwerp en drie werkende prototypes kan voltooien. Ik zie dat Uniti zelfs verder gaat dan Tesla in zijn betrokkenheid en relatie met zijn klantenbestand, gebruikmakend van digitale communicatie, omdat het marktwaarde bewijst door middel van pre-orders en zijn crowdfunding-investeerders op de hoogte houdt.

Mijlpalen en toekomstige doelen van Uniti

• 2016 – Uniti opgericht in Zweden
• 2017 — Voertuigprototype onthuld
• Crowdfunded ontwikkeling
• Het cultiveren van een gemeenschap via sociale media en digitale berichten
• 2018 — Eerste pre-orders online en via twee MediaMarkt-verhalen in Zweden (2.500 bestellingen)
• 2018 — Onthuld op de Auto Expo in India, een virtual reality-demonstrator van een 5-zitsmodel dat zal worden geproduceerd met de in Delhi gevestigde Bird Group
• Eind 2019 — Productie-intentiemodel wordt onthuld
• 2020 — Volledig gedigitaliseerde, i4.0-productielocatie in het VK operationeel
• 2020 — 5-zits model in productie in India
• Uitbreiding naar Noord-Europa, de VS en Azië-Pacific
• 2024 — Behaal ten minste 4% van de Europese batterij-EV (BEV) markt

Uniti bespreekt de ontwikkeling van zijn eigen voertuig-naar-voertuig (V2V) en voertuig-naar-infrastructuur (V2I)-mogelijkheden - dus hetzelfde gebied van mogelijkheden als Ford's C-V2X en Transportation Mobility Cloud. Maar Uniti's inspanningen zijn een kanttekening, die worden gekaderd als slechts een van haar innovatiegebieden en met het motief om haar voertuigklanten te helpen door bijvoorbeeld veilig rijden in de stad te verbeteren of nieuwe manieren aan te bieden om veilig parkeertransacties uit te voeren.

Is dit allemaal te mooi om waar te zijn? Misschien. Ik denk dat de realiteit is dat de voertuigen van Uniti een nichemarkt zijn, gericht op dichtbevolkte stedelijke gebieden waar congestie en vervuiling echte problemen zijn die nu moeten worden aangepakt. Maar de trends die Uniti laat zien met betrekking tot generatief ontwerp, virtueel testen van prototypes, digitale tweelingen en simulatie van productieprocessen, samen met productielijnen bestaande uit slimme, flexibele productiecellen - dat is de toekomst van auto's en daarbuiten.