Industrie 4.0-Technologien verändern die Automobilfertigung

Die Automobilindustrie erlebt einen massiven Wandel hin zur nächste Generation der Mobilität. Vom schnellen Wachstum bei Elektrofahrzeugen (EVs) bis hin zur Verbreitung softwaredefinierter Fahrzeuge erfordert die Transformation der Branche schnelle technologische Fortschritte, zunehmend skalierbare Computerplattformen und neue Geschäftsmodelle für die Zusammenarbeit zwischen Herstellern und Zulieferern.

Vor diesem Hintergrund Industrie 4.0 ermöglicht höhere Produktivität und Qualität im Automobilbau. Ein 2022 McKinsey & Company arArtikel erklärte, dass „Hersteller in Branchen wie der Automobil- und Elektronikbranche, die sich dem Wendepunkt der digitalen Transformation nähern, durch Industrie 4.0 noch schnellere und nachhaltigere Veränderungen erreichen.“

Die Deloitte-Studie zu Automobilzulieferern 2023 identifizierte außerdem Möglichkeiten innerhalb der Branche, Betriebskosten zu senken und Effizienzsteigerungen einzuführen, und rief dazu auf, dass „Lieferanten auch wichtige Investitionen in Technologie und Automatisierung in Betracht ziehen können, die noch schlankere Herstellungsprozesse ermöglichen und die Grundlage für langfristige Wettbewerbsfähigkeit legen.“

In der Automobilindustrie ermöglicht der Einsatz fortschrittlicher Fertigungstechnologien – wie künstliche Intelligenz (KI), Automatisierung, Robotik, Simulation, digitaler Zwilling und andere – den Herstellern, differenzierte Produkte in großem Maßstab effizient, flexibel und schnell bereitzustellen.

Förderung hervorragender Qualität in der Automobilherstellung schon früh im Produktlebenszyklus

Bei Flex verwenden wir Industrie 4.0-Technologien wie Modellierung und Simulation schon früh im Produktlebenszyklus, um sicherzustellen, dass unsere Automobilkunden bei der Massenproduktion später eine höhere Effizienz und geringere Risiken erwarten können. Im Rahmen des Design for Manufacturing (DfM) werden beispielsweise Modellierung und Simulation eingesetzt, um zu bestimmen, wie sich der höchste Ertrag mit den kürzesten Zykluszeiten erzielen lässt, lange bevor ein Produkt die Fertigungsphase erreicht. Mithilfe von DfM-Leitlinien können Unternehmen sicherstellen, dass Produktdesigns herstellbar sind, wodurch Ausschuss und Engpässe vermieden und gleichzeitig die Produktleistung maximiert wird.

Ein weiterer großer Vorteil der Simulation in der Automobilindustrie ist der Produktionsteil-Freigabeprozess (PPAP), ein streng dokumentierter Prozess, der sicherstellt, dass die an die Kunden gelieferten Produkte deren Anforderungen an Leistung, Qualität und Lieferung erfüllen. Bei Flex verwenden wir Simulation, um diesen Prozess zu beschleunigen, indem wir Produktionsabläufe iterativ in der Software aufbauen, bis wir sicher sein können, dass wir über die erforderliche Kapazität und Fähigkeiten verfügen, bevor wir Produkte im wirklichen Leben bauen.

Dieser Ansatz spart Monate an Zeit und Ressourcen und ermöglicht es Automobilherstellern, die Mobilität der nächsten Generation zu beschleunigen und gleichzeitig Qualität, Sicherheit und Belastbarkeit aufrechtzuerhalten. Wir können auch die Serienproduktion rationalisieren, indem wir frühzeitig Informationen für die Prozess-Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse (PFMEA) sammeln. Durch die Simulation von Produktionslinien und -prozessen können wir schnell die Bereiche mit dem höchsten Risiko und die wichtigsten Engpässe identifizieren und dann im Voraus Strategien zur Risikominderung entwickeln und implementieren.

Mit KI zu mehr Effizienz und Qualität

Von der Optimierung von Fabriklinien bis hin zur vorausschauenden Wartung und Anomalieerkennung bietet KI viele Vorteile für Fertigungsprozesse. KI kann dabei helfen, Maschinenprobleme in der Fabrikhalle zu erfassen, zu analysieren und zu erkennen, bevor sie auftreten. Mit umfangreichen Upstream-Daten von vernetzten Maschinen können KI-Modelle vorhersagen, wann ein unerwünschtes Ereignis eintreten könnte, sodass Hersteller Ausfälle verhindern und Ausfallzeiten verkürzen können.

Beispielsweise haben wir bei Flex KI auf einer Leitung angewendet, die zwei nahezu identische Kondensatoren hatte. Der einzige Unterschied zwischen den beiden Komponenten waren die Ventile, was es für das menschliche Auge schwierig machte, Anomalien zu erkennen. Dies war ein kritischer Problembereich, denn wenn der falsche Kondensator verwendet wurde, würde das Produkt nicht funktionieren.

Durch die Verwendung visueller Daten und KI konnten unsere Systeme erkennen, ob ein Mitarbeiter die Komponenten an der richtigen Stelle platziert hatte, und Lösungen zur Behebung von Problemen in Echtzeit bereitstellen. Dies führte zu einer höheren Leistung und Ausbeute und ermöglichte es Flex, den Ausschuss zu reduzieren, indem Probleme erkannt wurden, bevor ein Teil an einen anderen Schritt in der Linie gesendet wurde.

Digitale Zwillinge und Closed-Loop-Feedback für Prozessinnovation

Digitale Zwillinge – cyber-physische Systeme, bei denen Informationen zwischen der Simulation und der physischen Welt fließen – ermöglichen die nächste Stufe der Optimierung bei Produktdesign und Fertigungsprozessen. Dieser Closed-Loop-Ansatz ermöglicht eine präzise Modellierung, Qualitätssicherung und Optimierung komplexer Fertigungsprozesse in der Automobilindustrie, wo Sicherheit und Zuverlässigkeit von größter Bedeutung sind. In einer zunehmend chaotischen Welt ermöglichen digitale Zwillinge den Herstellern außerdem, das wahre Risiko und die Auswirkungen von Störungen schnell zu verstehen.

Automobilhersteller können beispielsweise den Produktionsfluss simulieren, um die möglichen Auswirkungen von Engpässen und anderen Herausforderungen zu verstehen und dann Alternativen und Optimierungen zu ermitteln, um die Auswirkungen zu begrenzen. Dies trägt dazu bei, den Änderungsprozess zu beschleunigen und Änderungen vor der Implementierung zu validieren, was zu Kosten- und Zeiteinsparungen führt.

Die Transformation der Automobilherstellung ist im Gange

Bei Flex vor kurzem erweiterter strategischer Automobil-Produktionsstandort In Guadalajara, Mexiko, werden Simulationstools eingesetzt, um Automobilkunden dabei zu helfen, qualitativ hochwertige Produkte in großem Maßstab schneller zu entwerfen, zu bauen und auszuliefern. Die Simulation hat der Fabrik geholfen, die beste Linienkonfiguration für spezifische Produkt- und Prozessanforderungen zu ermitteln und verschiedene Szenarien zur Platzoptimierung für neue und laufende Projekte zu erstellen.

Mithilfe der Simulation können wir außerdem kritische Merkmale und Prozesse identifizieren, um Qualitätssicherungskontrollen zu definieren und Null-Fehler zu erreichen. Außerdem können wir bestimmen, welcher Industrialisierungsprozess am besten zu den Produktanforderungen passt, um Qualität und Produktivität zu maximieren. Schließlich verwenden wir die Simulation häufig als ergänzende Phase im DfM, um die Herstellbarkeit von Produkten zu validieren und unseren Kunden Designverbesserungen vorzuschlagen, bevor die Produkte in die Serienproduktion gehen. Mit einem hochkomplexen Computerprojekt im Automobilbereich konnten wir unsere Leistung verdoppeln und gleichzeitig die Kosten optimieren.

Um im neuen Zeitalter der Mobilität und technologischen Beschleunigung erfolgreich zu sein, müssen Automobilhersteller sich in einem dynamischen Geschäftsumfeld zurechtfinden, um Innovationen schneller, zuverlässiger und nachhaltiger auf den Markt zu bringen.

Industrie 4.0-Technologien wie Automatisierung, Simulation und digitale Zwillinge verschaffen Herstellern erhebliche Wettbewerbsvorteile. Sie versetzen sie in die Lage, nicht nur die heutigen Herausforderungen zu meistern, sondern auch erfolgreich zu sein und bei der Gestaltung der nächsten Mobilitätsgeneration eine aktive Rolle zu spielen.