自動車業界は自動化を改善し、高度な技術を採用

自動車業界は、より洗練されたロボットを追加し、3D 印刷に目を向け、他の高度な技術を統合しています。

米国の自動車産業は、何十年にもわたって自動化されてきました。自動車やトラックの生産は、人間の従業員から隔離された巨大で巨大なロボットに関連付けられています。フェンスで囲まれたエリア内では、溶接などの作業が行われます。

しかし、業界は自動化の最前線で進歩しています。自動車メーカーとサプライヤーは、コボットと呼ばれる協働ロボットの使用に向けて動き出しています。このようなデバイスは、多くの場合、より小さく、器用さがあり、人間のオペレーターと一緒に安全に展開できます。

さらに、業界は 3D プリンターの使用を拡大したいと考えています。 Ford Motor Co. や BMW AG などの自動車メーカーは、この技術の展開に関して添加剤メーカーと直接協力しています。企業はまた、仮想現実と拡張現実を利用して製造上の問題に対処しています。また、他の多くのメーカーと同様に、自動車業界はインダストリー 4.0 を最大限に活用したいと考えています。このインダストリー 4.0 では、「接続された」マシンが相互に通信したり、人間のオペレーターと通信したりします。

ミシガン州アナーバーに本拠を置く自動車研究センター (CAR) の産業、労働、経済担当副社長であるクリスティン・ジチェク氏は、次のように述べています。 /P>

「最近の自動化は、人間の物理的な作業を複製するだけでなく、工場内外の他のサイバー システムや物理システムに接続することにもなっています」と Dziczek 氏は述べています。 「つまり、メーカーは自動化からより多くのデータを取得し、個々の自動化ステーションを制御するだけでなく、製造システム全体をより詳細に制御できるようになります。」

自動車自動化のトレンドの象徴の 1 つは、ミシガン州レッドフォードのデトロイト郊外にあるフォードの新しい高度製造センターです。内部では、3D プリンターとコボットが工場フロアで使用される方法について研究されています。センターの仮想現実と拡張現実の設備は、世界中のフォード工場が生産設備を工場フロアに配置する方法などの問題に対処する方法です。

Ford は 2017 年に高度な製造組織を形成し、自動車メーカーの製造業務全体から従業員を集めました。このグループは昨年、工業会社がデトロイト地域の別の場所に移転した後、その場所を特定しました。

フォードのグローバル先進製造組織のチーフ エンジニアであるマイク ミクラは、次のように述べています。同社は製造技術を加速させたいと考えていた.

以下は、自動車業界における自動化と新技術の進化の一部です。

3D プリントがパワーアップ

3D プリンティングまたは積層造形では、デジタル デザインからパーツをレイヤーごとにプリントします。技術は、より大きな部品を印刷するようになり、さまざまな種類の金属でより多くの印刷を行うようになっています。航空宇宙は、3D プリンティングによって新しい設計が可能になり、チタンなどの金属をより効率的に使用できる可能性があるため、何年にもわたって添加剤に投資してきました。

ただし、自動車産業はより多くの生産量を持っています。これまで、自動車メーカーやサプライヤーによる 3D プリンティングの採用は、航空宇宙業界に遅れをとっていました。

CAR の Dziczek 氏は、「現在の 3D プリントの用途は、ツール、金型、金型、治具、治具、少量生産部品に限定されています。 「大量生産の自動車や部品に 3D プリントを広く採用する上での真の障害は、現在のスタンピング、成形、機械加工ベースの部品形成プロセスのサイクル タイム、コスト、埋没費用です。自動車業界で広く大量の用途が見られるようになるには、3D プリントを高速化し、コストを大幅に削減する必要があります。」

それにもかかわらず、自動車産業では積層造形の開発が進行中です。

Ford の Mikula 氏は、「3D プリント技術の進歩は、それ自体が歴史的に利用できなかった一連のソリューションを生み出します。改善点には、「印刷できる速度と、印刷できる材料が含まれています。炭素繊維強化ポリマー (CFRP)、高度なプラスチック、そして確かに金属の導入により、「可能な技術」とは何かという観点から、潜在的な用途が劇的に変化しました。

「それを「コンピューティング能力の向上と組み合わせると、ソフトウェアがパーツの設計を支援します。すべての要件を満たす主要なソリューションを提供するために、同じレベルのエンジニアリング作業とリード タイムは必要ありません。つまり、何を印刷できるか、どれだけ速く印刷できるかという点で、3D 印刷は非常に興味深い技術です。確かに、ここでの私たちの目標は、3D プリントに関連する技術的課題のいくつかを潜在的に克服するだけでなく、より堅牢にするために必要なツーリングと組み立て支援を製造プロセスに提供するという観点から、それを活用することです。」

以前、Ford は Stratasys Ltd. と協力して、大型部品を製造するための 3D プリンターのプロトタイプを作成しました。ミシガン州ディアボーンに本拠を置くこの自動車メーカーは、BMW とともに、マサチューセッツ州バーリントンに本拠を置くアディティブ マニュファクチャリング会社であるデスクトップ メタルにも投資しています。フォードの最高技術責任者であるケン ワシントンは、デスクトップ メタルの取締役会に参加しています。

Ford と BMW は「これが来ることを知っている」と、Desktop Metal の最高技術責任者兼共同設立者である Jonah Myerberg 氏は述べています。 「彼らは急いでいます。車全体で見られるようになるには、まだ数年かかります。」

Myerberg 氏によると、3D プリントは金型や治具を超えて拡大する可能性が高いですが、不確実性がたくさんあります.

「車両の 1 つの領域だけを見ることはできません」と彼は言いました。 「車両全体を見る必要があります。私たちがやろうとしていることは、3D プリントの主な利点として私たちが見ているものに目を向けることです。」 Desktop Metal の幹部は、自動車メーカーがこの技術を最上位のサプライヤーに押し付ける可能性があると述べました.

「これらのエンジニアが話さない舞台裏で多くのことが起こっています」と Myerberg 氏は言います。 「お客様がこれらのプリンターをどのように使用するかについて、ほんの少ししか把握していません。」

9 月、HP Inc. は、スチール部品の大量生産を目的とした、HP メタル ジェットと呼ばれる新しい 3D プリント技術を導入しました。 HPによると、フォルクスワーゲンAGは2020年代にHPメタルジェット技術を使用して電気自動車を生産する予定です。電気自動車は、従来の内燃エンジンよりも可動部品が少なくなっています。その結果、EV は自動車業界でアディティブ マニュファクチャリングを拡大する機会になる可能性があります。

協働ロボット

ロボットは、自動車産業の工場現場における自動化の最も初期の例の 1 つです。

ロボット採用の初期段階は、危険で反復的な仕事を行うことで構成されていたと、ミシガン州ロチェスターヒルズにある FANUC America Corp. の自動車および部品市場のゼネラル マネージャーである Lou Finazzo 氏は述べています。多くのロボットは、自動車やトラックの車体を溶接するために使用されていました。

「人間は、自動車産業が身体面で実際に進化できることを制限していました」と彼は言いました.人間のオペレーターが「巨大で大きな溶接ガン」を操作し、やみくもに車両全体に手を伸ばして、「良いか悪いか分からない」多数の溶接スポットを適用することは困難でした。

「ロボット技術が軌道に乗ると、より複雑な組み立てで、車両を少し違った方法で設計できるようになります」と彼は続けました。 「また、品質管理ループが改善されたことで、溶接や構造部品の量を実際に減らすことができ、車両の組み立てが今日のように進化しました。それらは初期段階でした。」

Finazzo 氏によると、現在、ロボットと自動化によって労働力が補助されており、製造業者と供給業者には労働力が不足しています。

「今では、1 人の人を雇うことができ、その人は 4、5 台の協働 [ロボット] を担当することができ、実際に効率が向上しています…従来の自動車メーカーと話をすると、必要とされる柔軟性は以前よりもはるかに大きくなっています。過去に」と彼は言いました。

自動車業界では協働ロボットが注目されています。オムロン オートメーション アメリカ、ホフマン エステーツ、イリノイ州のロボティクスおよびモーション コントロールのマーケティング マネージャーであるダレル ポールは、次のように述べています。 「協働ロボットは、既存の製造環境により迅速に実装できます。これらのロボットは、既存の製造セルやオペレーターと連携する機能も備えているため、追加の構造コストやインフラストラクチャ コストが不要になります。」

同社は、ラスベガスで開催された今年の CES で、新しい TM シリーズ コボットを発表しました。オムロンによると、ビジョンシステムを備えたこのロボットは、迅速な起動と切り替えが可能です。オムロンはまた、ロボットのソフトウェアにより、さまざまなタスクのトレーニングが可能になると主張しています。

Ford の Advanced Manufacturing Center には、FANUC、ABB、Universal Robots、KUKA Robotics 製のロボットがあります。

「私たちの工場で行われる作業の多くは、産業用ロボットが基本的に対処するリーチとペイロードのレベルを備えた産業用ロボットを必要としません」とフォードのミクラは述べています。 「協働ロボットは、製造のフットプリントが小さく、大規模な保護インフラストラクチャを構築する必要なく、技術者や施設に安全に組み込むことができます。」

「協働ロボットを使えば、はるかにシンプルなソリューションを実現できます。ロボットが作業を安全に実行し、信頼できる方法で実行できるように、作業をロボットに持ち込むことができます。」Mikula 氏は続けました。

「私たちの製造施設は、改造するのに非常に費用がかかります」と彼は言いました。 「私たちの車のコンテンツは増え続けています。エンジン、トランスミッション、バッテリーパック、および車両を組み立てるために必要な労力は、時間の経過とともに増加し続けています.そのため、追加コンテンツに対応し、それを行う自動化を導入できる場合…消費者に可能な限り最高品質の製品を手頃な価格で提供できるようにするために、協働ロボットが真に方程式に適合するのです。」

ロボット ベンダーの観点からは、多くのプレッシャーがあります。

「自動車業界では、市場投入までのスピードが非常に重要です」と Finazzo 氏は述べています。 「10 年前であれば、18 か月で新しいトラックを発売できれば大成功だったでしょう。今では、彼らは『うわー、12 か月以内にやらなければならない』というようなものです。したがって、市場投入までのスピードが重要です。」

自動車ベンダーの調整

一部の自動車ベンダーは、協働ロボットの使用の増加とペースの速さに適応しています。

スイスのバート ラガッツに本拠を置く Inficon は、自動車システム用の自動車検査装置を製造しています。同社は、小型の協働ロボットを使用した機器の導入を見てきました。 Inficon デバイスは、湿気やガスの漏れを検出するために使用されます。協働ロボットにより、Inficon は自社のデバイスをロボットに取り付ける機会を増やしています。 Infincon 製品は現在、電気自動車システムの湿気を検出するために使用されています。

Inficon の北米自動車販売マネージャーである Thomas Parker は、次のように述べています。

協働ロボットにより、Inficon デバイスの導入が容易になります。 「私たちは、協働ロボットで何ができるか、6 軸ロボットで何ができるかについて、顧客に多くの教育を行っています。私のチームは多くの教育を受けています。」

Hydromat Inc. は、自動車業界の顧客を含む工作機械のメーカーであり、業界の動向に適応しています。

Hydromat を使用することで、「自動化はよりインタラクティブになりました」と、ミズーリ州メリーランド ハイツに本拠を置く会社のマーケティング ディレクター、ケビン シュルツ氏は述べています。 「労働者にとって、システムはオペレーターと彼らが稼働する工作機械との間でよりインタラクティブになりました。マシンでのプログラミングはより一般的です。」

自動車業界の変化は、「より頻繁な切り替え」を意味するとシュルツ氏は述べた。 「切り替えはより迅速に行う必要があります。」

Shults 氏は、「自動化は、自動車の顧客に多様性と製品利益をもたらすマルチパート ファミリを提供するために不可欠です。」

労働者調整

自動車産業の高度化に伴い、労働者のスキルを向上させる取り組みが進行中です。

アラバマ州の労働者訓練プログラムである AIDT は、自動車産業の雇用がより高度になるにつれて、労働者訓練の取り組みを強化しようとしています。工場の従業員は、トレーニング セッションのためにアラバマ州タナーのハンツビル近くの AIDT 施設にやって来ます。

アラバマ州には自動車組立工場がいくつかあります。州には航空宇宙工場もあります。その結果、アラバマ州は製造トレーニングの改善に取り組んでいます。 1 月には、アラバマ州の代表団が、Lightweight Innovations For Tomorrow (LIFT) のデトロイト本社を訪問しました。LIFT は、製造業向けの軽量化技術を改善するために企業と学界を結集する米国製造業研究所です。

AIDT のアシスタント ディレクターである Kristi Bain 氏は、次のように述べています。

「私たちは高度な製造シナリオで取り組む必要があります」とアラバマ州商務省の労働力開発委員会で商務次官を務めるエド・キャッスル氏は語った。 「私たちにとって、それは単純な方程式です。ニーズとは何か、そのニーズをどのように定義しますか?」

Ford の Mikula 氏は、これらの傾向は自動車製造が以前より魅力的になっていることを反映していると述べています。

「本当にエキサイティングな場所です」と彼は言いました。 「本当に楽しい場所です。」