L'automobile du futur est collaborative, numérique et intelligente grâce aux composites

Le « L'avenir se construit » ?

J'ai récemment écouté un podcast Freakonomics où le PDG Jim Hackett discute de sa vision future pour la Ford Motor Co. L'animateur Stephen Dubner souligne que si Ford s'est moqué du nouveau véhicule électrique (EV) Tesla dans sa récente campagne "Built Ford Proud", Hackett est en gros, l'avenir de Ford repose sur la vente des données de ses clients.

SOURCE :"Une nouvelle campagne publicitaire suscite l'émotion, prend une photo de Tesla", Autonews.com

Dubner presse Hackett de plaider en faveur de Ford contre Tesla. Hackett répond :

Notez que Hackett ne parle pas seulement de vendre les données de votre demande de crédit, il essaie également de développer une technologie qu'il peut vendre à la Silicon Valley et à d'autres.

Lors du Consumer Electronics Show 2018, Ford a présenté son Cloud pour la mobilité des transports qui soutiendrait le développement rapide de services et d'applications pour permettre une circulation plus efficace des personnes et des transports intelligents et connectés. Ford a également fait la promotion de ce qu'il appelle C-V2X , ou la technologie Cellular Vehicle-to-Everything, qui, selon elle, permettra aux divers composants et applications d'une ville de partager des informations entre eux, du véhicule aux piétons et cyclistes, à l'ensemble de l'infrastructure, permettant des systèmes de sécurité anticollision, la priorisation des feux de circulation, et bien plus encore.

Pendant ce temps, Ford ne construira plus de berlines mais uniquement des camions, des SUV et la Mustang , plus 16 modèles EV qu'il a promis de dévoiler d'ici 2022.

Le véhicule électrique Uniti One exploitera le numérique la technologie jumelle (en haut) et les composites thermoplastiques renforcés de fibres de carbone (en bas) dans sa tentative de redéfinir à la fois la conception et la production automobile. SOURCE :Projets spéciaux Uniti et KW.

L'avenir est collaboratif, numérique, intelligent grâce aux composites

Aujourd'hui, cependant, je regarde la vidéo YouTube de la start-up suédoise Uniti (https://www.uniti.earth/). La juxtaposition avec Ford ne pourrait pas être plus dramatique.

Le premier modèle de l'entreprise, le biplace Uniti One , a été réalisé à l'aide d'un processus de conception organique à itération rapide et du logiciel Siemens PLM, y compris sa plate-forme de conception générative NX et de jumeau numérique ainsi que Simcenter, Teamcenter, Tecnomatix, MindSphere et Fibersim pour les composites. Le processus itératif « fail-fast » a développé trois prototypes fonctionnels en quatre mois à l'aide de commentaires collectifs sur des croquis, des modèles imprimés en 3D, des maillages CAO et des expériences de réalité virtuelle. Ce dernier a également impliqué des milliers de clients potentiels pour faire évoluer l'interface numérique de la voiture, basée sur une tablette PC, éliminant ainsi le tableau de bord traditionnel. Le volant a également été remplacé par des commandes par joystick.

Le processus de conception comprenait également la fabrication numérique et prototypage virtuel
d'une ligne de production en série utilisant Tecnomatix. SOURCE :Siemens

Uniti adopte pleinement la technologie du jumeau numérique, avec un plan non seulement pour avoir un jumeau numérique pour chaque véhicule sur la route, mais aussi pour chaque usine de production. L'entreprise utilisera ensuite les données réelles en service pour améliorer ses véhicules, en fonction de l'utilisation et des problèmes uniques de chacun. Chaque jumeau numérique peut être utilisé pour retracer les problèmes de ce véhicule physique jusqu'à sa cause dans la production de pièces, la conception, etc. et suggérer une réparation, un remplacement de pièces ou une autre solution. Ces données sont ensuite saisies pour améliorer les futures conceptions mais aussi les usines de production.

Ainsi, Uniti recherche non seulement des véhicules intelligents et sensibles connectés par l'Internet des objets, mais également une fabrication avancée intelligente qui apprend et s'améliore en permanence en fonction des performances de ses produits dans le monde réel. Siemens travaille sur ce même concept avec Airborne et SABIC pour la réalisation à grande échelle de pièces en composite thermoplastique.

Tout d'abord, cependant, Uniti teste simplement différentes options de fabrication avant de s'engager dans l'équipement ou les installations. « Vous pouvez d'abord simuler l'usine en fonctionnement », explique Horne. « Vous pouvez effectuer toute votre modélisation des coûts et confirmer toute la logistique avant de dépenser des millions de dollars pour la construire. … Et la numérisation rend l'ensemble du processus beaucoup plus efficace. »

Cependant, Uniti a engagé dans un emplacement pour sa première usine — Silverstone Park, le circuit de Formule 1 historique et siège du Grand Prix de Grande-Bretagne, désormais transformé en un centre de développement de fabrication de pointe. Les partenariats avec des entreprises locales telles que KW Special Projects (châssis composites et fabrication additive), Danecca (batteries) et Unipart (logistique de la chaîne d'approvisionnement mondiale) ont sans aucun doute aidé. (Notez que Williams Advanced Engineering a formé une coentreprise avec Unipart - Hyperbat Limited avec une nouvelle usine (cliquez sur Fly-through de la page d'accueil) - pour produire des batteries pour les véhicules électriques. Williams a également dévoilé son propre châssis en fibre de carbone pour les véhicules électriques. Le Royaume-Uni n'a pas seulement élaboré une stratégie pour prendre le leadership dans la conception et la production mondiales de véhicules électriques, il l'a également financée, y compris le développement de ToPCaT ci-dessous ).

L'usine pilote 4.0 de Silverstone - qui devrait être opérationnelle d'ici 2020 - produira l'Uniti One et servir de modèle pour les usines d'assemblage «numériques» sous licence mondiale dans le monde entier.

KW Special Projects a développé le châssis composite renforcé de fibres de carbone qui sera utilisé pour l'Uniti One. SOURCE : KWSP

ToPCaT : Tube en carbone thermoplastique

Le partenaire d'Uniti, KW Special Projects (KWSP), fournira le choix de l'entreprise pour un châssis - la monocoque thermoplastique renforcée de fibres de carbone appelée ToPCaT (ThermoPlastic Carbon Tub). Le développement de la technologie a commencé en 2015, visant à une alternative légère mais moins coûteuse aux monocoques époxy traditionnelles durcies à l'autoclave. L'utilisation de composites thermoplastiques permet des temps de cycle et une recyclabilité beaucoup plus courts, et ToPCaT prétend offrir des performances élevées, des coûts d'outillage faibles et une fabrication reproductible avec une construction modulaire pour une flexibilité de conception et de production.

Selon un Composites dans la fabrication Article de juillet 2017 dans le magazine, le directeur général de KWSP, Kieron Salter, a déclaré qu'il prévoyait de grands changements dans les matériaux au cours des 10 prochaines années. Bien qu'il privilégie les composites, il prédit que les véhicules utiliseront davantage de matériaux hybrides produits par des procédés de fabrication additive, y compris des matériaux qui peuvent se guérir, changer de forme pour s'adapter à leur environnement et fournir une surveillance/diagnostic de la santé structurelle. "On peut voir que le secteur automobile est à un point critique", dit-il. "Au cours des 10 prochaines années, il se peut que nous soyons sur le point de voir autant de changements que nous en avons été témoins au cours du siècle dernier."

Les technologies développées reflètent la mission

Bien qu'Uniti et KWSP soient ouverts aux métaux, aux hybrides et aux nouveaux matériaux susceptibles d'être développés à l'avenir, ils ont adopté les composites en fibre de carbone comme élément clé de leur mission, car ils offrent la légèreté, les performances et le coût de la conception de leurs véhicules électriques. travail.

Uniti décrit la numérisation comme faisant partie de son ADN. Cela génère également de la valeur et des performances, permettant à une équipe de 15 à 20 personnes de réaliser une conception de base et trois prototypes fonctionnels en un temps record. Je vois Uniti comme allant encore plus loin que Tesla dans son implication et sa relation avec sa clientèle, en utilisant les communications numériques, car il prouve la valeur marchande par le biais de précommandes et met à jour ses investisseurs de financement participatif.

Jalons et objectifs futurs d'Uniti

• 2016 – Uniti est fondée en Suède
• 2017 – Dévoilement du prototype du véhicule
• Développement financé par le crowdfunding
• Culture d'une communauté via les réseaux sociaux et la messagerie numérique
• 2018 - Premières précommandes en ligne et via deux articles MediaMarkt en Suède (2 500 commandes)
• 2018 — Dévoilement à l'Auto Expo indienne d'un démonstrateur en réalité virtuelle d'un modèle 5 places qui sera produit avec Bird Group, basé à Delhi
• Fin 2019 - Dévoilement du modèle d'intention de production
• 2020 - Le site de production i4.0 entièrement numérisé au Royaume-Uni est opérationnel
• 2020 — Modèle 5 places en production en Inde
• Expansion en Europe du Nord, aux États-Unis et en Asie-Pacifique
• 2024 — Atteindre au moins 4 % du marché européen des VE à batterie (VEB)

Uniti discute du développement de ses propres capacités de véhicule à véhicule (V2V) et de véhicule à infrastructure (V2I) – donc, le même domaine de capacités que le C-V2X et le Transportation Mobility Cloud de Ford. Mais les efforts d'Uniti ne sont qu'une note secondaire, présentés comme l'un de ses domaines d'innovation et dans le but d'aider ses clients de véhicules en améliorant la conduite en ville en toute sécurité, par exemple, ou en offrant de nouvelles façons d'effectuer des transactions de stationnement en toute sécurité.

Tout cela est-il trop beau pour être vrai ? Peut-être. Je pense que la réalité est que les véhicules d'Uniti sont un marché de niche, destiné aux zones urbaines denses où les embouteillages et la pollution sont de vrais problèmes qui doivent être traités dès maintenant. Mais les tendances qu'Uniti démontre en ce qui concerne la conception générative, les tests virtuels de prototypes, les jumeaux numériques et la simulation des processus de fabrication ainsi que les lignes de production composées de cellules de fabrication intelligentes et flexibles - c'est est l'avenir de l'automobile et au-delà.