引入數位化研發和製造手段降低成本,是電動車獲勝的唯一途徑
王米琦 / 何渝婷編譯
2022-04-27 18:47

(示意圖 / 取自pixabay)

雖然電動車已經發展成熟,但燃油車主還是會更傾向燃油車。如何在在盈利的同時,生產出物美價廉並具有長續航的車型是電車製造商將面臨的挑戰。

瑞典數位化資訊技術提供商海克斯康,對416名全球汽車專業人士進行了調查,調查顯示,大多數受訪者認為,電動汽車會在2026年到2028年,才能與燃油汽車價格持平。

在歐洲和美國,36%的受訪者認為直到2028年以後電動車價格才能與燃油車價格相匹配,47%的人確信價格是消費者最大的顧慮,高昂的價格是電動車無法普及的一大障礙。

消費者對電動車的期待是提高續航能力(84%)和降低價格(60%),但製造商如何才能平衡這兩大需求?增強續航能力意味著投入更多的成本在電池上,同時還需要投入更多成本來減輕車體重量。

儘管疫情使得成本提升,產量變低,但製造商仍選擇降低價格來吸引消費者並證明了這一決策的正確性。調查還顯示,續航問題仍然是消費者的顧慮之一,只有採用續航更長的電池才能解決這一問題,但是長續航電池意味著將大大增加生產車輛的成本。

受訪者認為價格是燃油車過渡到電車的最大挑戰之一,因此製造商需要考慮如何平衡售價與成本。分析師認為,由於開發成本較高,大多傳統汽車品牌現在才看到電動車潛在利潤,同時解決降低價格、增加利潤和延長續航里程衝突需求的唯一方法,是提高整個產業的效率。

製造業的悖論式困境是電動車購買人數少,使得單價居高不下;研究結果顯示,由於電動汽車訂單量低,製造商無法滿足和實現規模經濟。

對於傳統製造業,提高效率意味著提高產量,提高產量是大型代工廠的根本。但現在的製造商想要縮短上市時間就必須提高效率,提高效率就必須提高零件生產數量,這意味著若使用智慧或數據製造,必須從生產零件開始。

許多代工廠已經使用成本運算功能很多年,包括在前期階段CAD軟體來輔助車間生產,現在工廠的需要更加靈活、協作性強的團隊,將前期開發和後期組裝結合起來同時進行,並驅動數據來快速解決問題。

現在成功的製造商,通過使用仿真密集型方式成功地縮短從設計到生產的時間,並證明了虛擬樣機的價值,同時他們的創新週期正在縮減。

這種生產模式有助於降低車輛成本,同時及時預測並解決潛在的缺陷,以避免不必要的支出和時間上的延誤。

法雷奧(Valeo)是此製造原則的一個成功例子,它與海克斯康合作開發了一種新的電力驅動裝置,法雷奧的工程師們利用軟體迅速得出了多種設計概念,使用現有的部件完成組裝,並獲得了PACE獎。

這種方式採用了模塊化設計,開發時間縮短了7到9個月,適用於從電動摩托車和電動自行車到電動汽車的多種應用,有效的降低了製造成本,法雷奧使用此模式將CITROEN AMI One的上市時間,從24個月縮短到18個月。

讓各部門一起合作最明顯的好處是系統的開發和生產更加一體化,但這樣做則需要增加供應鏈合作和垂直一體化的製造。

「智慧製造」一詞經常被用來描述各種利用數據的製造過程,利用數據驅動和機器人生產則需要使開發、生產和組裝之間相互連接。

以設計製造變速器為例,開發齒輪的時間可以通過使用品質數據來計算,在晶片開始製造之前就可以開始生產零件,即時運算出來的數據,可以提前發現並預防問題的發生。

當發現不可避免地問題時,數據便可找出問題所在並追溯到產生問題的材料、操作員、機床、工具等。比起原始手寫數據,以電子方式傳輸到機床和檢測設備上,大大降低了出現錯誤的概率。

使用數據來預測問題,並通過統計分析來與生產相協調,更加有助於縮小設計理念和產品製造品質之間的差距。

越來越多的製造商開始使用工程合作模式,這種模式大大提升了電動汽車產品的製造效率並提升了製造商的製造水準。例如,美國矽谷的純電豪華轎車品牌Lucid Motors,通過合併各部門同時進行工作的方式,生產出了全新的驅動裝置。

Lucid將電驅動裝置作為一個單一系統進行分析,並讓各部門的工程師共同協作,這一方式使公司創造出了市場上最小、最輕、最高效的驅動裝置。該73公斤,500千瓦驅動裝置由電機、變速器、差速器和反相器組成,此裝置具有市場領先的性能。

Arrival是一家英國電車新創公司,它正在開創垂直生產技術和機器人裝配,以實現高度自動化的微型工廠,這與傳統生產線截然相反。供應商需要實時調動人員,更新系統來滿足汽車製造業即時變化的需求,這種方式更像軟體公司生產方式。

過去,要想修復在生產過程中暴露出來的設計或軟體問題,需要多個部門協作才能定位問題、改進設計、獲得批准、進行驗證,最後再回到工廠繼續生產。

這一過程可能持續幾週甚至幾個月的時間,這種情況現在仍時有發生,但最新的做法是利用更加動態且通常是自動化的方法來解決問題。

過去你絕不會聽到汽車公司說「我們在快速迭代」這樣的話,但當你考慮到當下電動車的發展速度時,這句話已經變得無比貼切。

汽車製造業想要成功必須擁有靈活性,通過疫情、供應鏈中斷等問題體現出了變化的常態性,現在供應商正在以多種方式解決這些變化。

靈活的製造流程可以滿足因產品設計變化而導致的檢驗需求變化,這種全新模式及確保了產品質量又不會增加額外的勞動力,同時還使產品可以快速上市。

Škoda與海克斯康合作充分的體現了靈活性的好處,該公司使用新型機器人進行編程和控制軟體,將編程時間從數天縮短到僅四個小時。該公司為新建工廠配備HxGN機器人進行設備自主檢測,同時對現有的生產線進行改造,該軟體以運用到車輛部件的設計、檢查中。

目前,Škoda汽車公司使用該軟體在生產線上,更快地部署品質檢測環節,以便它們收集新車的生產數據。

電動車頻繁的改造要求是製造商最大的挑戰之一,由於電車是一個同時包含軟體和硬體的「產品」,所以生產電動車需要完善的製造流程。

因此,生產車間和封閉物聯網必須進行改造,以創建協作並連接製造流程為目的,從而滿足快速組裝並及時發現缺少的零件。

這樣做的前提是機器人和系統必須能夠互相聯絡,才能進行迅速檢測和及時糾正故障。

汽車製造商所面臨的挑戰,是如何在電動車世界秩序中取得領先地位,這些挑戰既來自業內同時也來自外界。在目前的訂單量下,如果想同時滿足價格優惠和更多車型的選擇,傳統的大批量製造生產線必須被更靈活的製造所取代,才可以加快上市速度。

本文為界面新聞授權刊登,原文標題為「引入數字化研發和製造手段降低成本,是電動車獲勝的唯一途徑