Bouw van Morgen's Auto's: Ford's Visie van Collaboratieve, Digitale, Composiet-aangedreven Mobiliteit

De „Toekomst is Gebouwd” ?

Ik luisterde recent naar een Freakonomics podcast waar CEO Jim Hackett zijn toekomstvisie voor Ford Motor Co. bespreekt. Host Stephen Dubner wijst erop dat terwijl Ford elektrische voertuig (EV) opkomer Tesla spot in zijn recente „Built Ford Proud” campagne, Hackett eigenlijk Ford's toekomst wedt op het verkopen van zijn klanten data.

 

BRON: „New ad campaign elicits emotion, takes shot at Tesla”, Autonews.com

Dubner dringt Hackett aan om het geval voor Ford vs. Tesla te maken. Hackert reageert:

Let op dat Hackett niet alleen praat over het verkopen van je kredietaanvraagdata, hij probeert ook tech te ontwikkelen die hij aan Silicon Valley en anderen kan verkopen.

Op de 2018 Consumer Electronics Show, pitchte Ford zijn Transportation Mobility Cloud die naar verluidt de snelle ontwikkeling van diensten en apps zal ondersteunen om efficiëntere verplaatsing van mensen en slimme, verbonden transport mogelijk te maken. Ford heeft ook gehyped wat het C-V2X noemt, of Cellular Vehicle-to-Everything technologie, wat het zegt zal een stad's verschillende componenten en applicaties in staat stellen informatie met elkaar te delen, van voertuig tot voetgangers en fietser, tot de hele infrastructuur, wat botsingsvermijding veiligheidssystemen, verkeerslichtprioritering, en nog veel meer mogelijk maakt.

Tegelijkertijd zal Ford geen sedans meer bouwen, maar alleen trucks, SUVs en de Mustang, plus 16 EV modellen die het beloofd heeft voor 2022 te onthullen.

De Uniti One elektrische voertuig zal digital twin technologie (boven) en koolstofvezelversterkte thermoplastische composieten (onder) exploiteren in zijn poging om zowel auto-ontwerpen als productie te herdefiniëren. BRON: Uniti en KW Special Projects.

 

De toekomst is collaboratief, digitaal, slim met composieten

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

Het bedrijf's eerste model, de tweezitter Uniti One, werd gerealiseerd met een organisch, snelle-iteratie ontwerpproces en Siemens PLM software, inclusief de NX generatieve ontwerp en digital twin platform alsook Simcenter, Teamcenter, Tecnomatix, MindSphere en Fibersim voor composieten. Het „fail-fast” iteratieve proces ontwikkelde drie werkende prototypes in vier maanden met collectieve feedback op schetsen, 3D-geprinte modellen, CAD meshes en virtuele realiteit ervaringen. Het laatste betrof ook duizenden potentiële klanten om de auto's digitale interface te helpen evolueren, wat gebaseerd is op een tablet PC, wat het traditionele dashboard elimineert. Het stuur is ook uitgewisseld voor joystick besturing.

 

Het ontwerpproces omvatte ook digitale productie en virtueel prototypen van een seriële productielijn met Tecnomatix. BRON: Siemens

Uniti omarmt digital twin technologie volledig, met een plan niet alleen een digital twin voor elk voertuig op de weg te hebben, maar ook voor elke productiefabriek. Het bedrijf zal dan daadwerkelijke in-dienst data gebruiken om zijn voertuigen beter te maken, afhankelijk van elk unieke gebruik en issues. Elke digital twin kan gebruikt worden om die fysieke voertuig's issues terug te traceren naar de oorzaak in onderdeelsproductie, ontwerp, etc. en reparatie, onderdeelsvervanging of andere fix voor te stellen. Die data wordt dan ingevoerd om toekomstige ontwerpen te verbeteren maar ook de productiefabrieken.

Dus Uniti nastreeft niet alleen slimme, sensoren voertuigen verbonden door het Internet of Things, maar ook slimme geavanceerde productie die continu leert en verbetert op basis van zijn producten's prestaties in de echte wereld. Siemens werkt aan hetzelfde concept met Airborne en SABIC voor de realisatie van thermoplastische composietonderdelen productie op massive schaal.

 

Eerst, however, Uniti heeft zich gecommitteerd tot het uitproberen van verschillende productieopties voordat het zich committeert aan apparatuur of faciliteiten. „Je kunt de werkende fabriek eerst simuleren,” zegt Horne. „Je kunt al je kostenmodellering en alle logistiek bevestigen voordat je daadwerkelijk miljoenen uitgeeft om het te bouwen. … En digitalisatie maakt het hele proces ontzettend efficiënter.”

Echter, Uniti heeft zich gecommitteerd tot een locatie voor zijn eerste fabriek – Silverstone Park, de historische Formule 1 racetrack en thuis van de British Grand Prix, nu omgezet in een geavanceerd productieontwikkelingshub. Partnerschappen met lokale bedrijven zoals KW Special Projects (composiet chassis en additieve productie), Danecca (batterijen) en Unipart (globale supply chain logistiek) hebben ongetwijfeld geholpen. (Let op dat Williams Advanced Engineering een joint venture heeft gevormd met Unipart – Hyperbat Limited met een nieuwe fabriek (klik op de homepage's Fly-through) – om batterijen voor EVs te produceren. Williams onthulde ook zijn eigen koolstofvezel chassis voor EVs. Het UK heeft niet alleen een strategie gevormd om leiderschap te nemen in wereldwijde EV ontwerp en productie, het heeft het ook gefinancierd, inclusief de ToPCaT ontwikkeling hieronder).

De 4.0 pilotfabriek op Silverstone – gepland operationeel tegen 2020 – zal de Uniti One produceren en dienen als blauwdruk voor wereldwijd gelicenseerde „digitale” montagefabrieken.

 KW Special Projects ontwikkelde het koolstofvezelversterkte composiet chassis dat gebruikt zal worden voor de Uniti One. BRON: KWSP

 

ToPCaT: ThermoPlastic Carbon Tub

Uniti's partner KW Special Projects (KWSP) zal het bedrijf's keuze voor een chassis leveren – de koolstofvezelversterkte thermoplastische monocoque aangeduid als ToPCaT (ThermoPlastic Carbon Tub). Ontwikkeling van de technologie begon in 2015, gericht op een lichtgewicht maar lagere-kost alternatief voor traditionele autoclave-geharde epoxy monocoques. Het gebruik van thermoplastische composieten maakt veel lagere cyclus tijden mogelijk alsook herbruikbaarheid, en ToPCaT claimt hoge prestaties, lage gereedschapskosten en herhaalbare productie met een modulaire constructie voor ontwerp- en productieflexibiliteit te leveren.

Volgens een Composites in Manufacturing juli 2017 artikel in magazine, zei KWSP managing director Kieron Salter dat hij grote veranderingen in materialen over de komende 10 jaren voorzag. Hoewel hij composieten favoriseert, voorspelt hij voertuigen zullen meer hybride materialen gebruiken geproduceerd door additieve productieprocessen, inclusief materialen die zichzelf kunnen genezen, vorm veranderen om aan hun omgeving aan te passen en structurele gezondheidsmonitoring/diagnostiek bieden. „Men kan zien dat de automotive sector zich op een keerpunt bevindt,” zegt hij. „Over de komende 10 jaar kan het zijn dat we ongeveer zoveel verandering zullen zien als we in de laatste eeuw hebben waargenomen.”

 

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 sleuteldeel van hun missie omdat ze het lichtgewicht, prestaties en kosten leveren die cruciaal zijn om hun elektrische voertuigontwerpen te laten werken.

Uniti beschrijft digitalisatie als deel van zijn DNA. Dit genereert ook waarde en prestaties, wat een team van 15-20 mensen in staat stelt een basisonwerp en drie werkende prototypes in recordtijd te voltooien. Ik zie Uniti als nog verder gaand dan Tesla in zijn betrokkenheid en relatie met zijn klantenbasis, gebruikmakend van digitale communicatie, terwijl het marktwaarde bewijst via pre-orders en zijn crowdfunding investeerders update.

Uniti mijlpalnen en toekomstige doelen

• 2016 – Uniti opgericht in Zweden
• 2017 – Voertuig prototype onthuld
• Gecrowdfunded ontwikkeling
• Kweken van een community via sociale media en digitale messaging
• 2018 – Eerste pre-orders online en via twee MediaMarkt winkels in Zweden (2.500 orders)
• 2018 – Onthuld op India's Auto Expo een virtuele realiteit demonstrator van een 5-zitter model te produceren met Delhi-gebaseerde Bird Group
• Einde 2019 – Production Intent Model te onthullen
• 2020 – Volledig gedigitaliseerde, i4.0 productiesite in UK operationeel
• 2020 – 5-zitter model in productie in India
• Uitbreiding naar Noord-Europa, VS en Azië-Pakket
• 2024 – Bereik ten minste 4% van Europa's batterij EV (BEV) markt

Uniti bespreekt wel ontwikkeling van eigen vehicle-to-vehicle (V2V) en vehicle-to-infrastructure (V2I) capaciteiten – dus, hetzelfde gebied van capaciteiten als Ford's C-V2X en Transportation Mobility Cloud. Maar Uniti's inspanningen zijn een zidenote, gekaderd als slechts een van zijn innovatiegebieden en met het motief om zijn voertuigklanten te helpen door veilige stedelijke rijden te verbeteren, bijvoorbeeld, of nieuwe manieren te bieden om veilig parkeertransacties te maken.

Is al dit te mooi om waar te zijn? Misschien. Ik denk dat de realiteit is dat Uniti's voertuigen een nis markt zijn, gericht op dichtbevolkte stedelijke gebieden waar congestie en vervuiling echte kwesties zijn die nu adresseren moeten worden. Maar de trends die Uniti demonstreert betreffende generatief ontwerp, virtuele testen van prototypes, digital twins en simulatie van productieprocessen samen met productielijnen bestaande uit slimme, flexibele productiecellen – dat is de toekomst van automotive en daarbuiten.