Inovativne procesne rešitve za proizvodnjo električnih vozil

Odkrijte izzive proizvodnje vozil na nove vire energije (NEV) in zmanjšajte tveganja v procesu proizvodnje električnih vozil (priključki, sestavljanje baterij, nadzor procesov ...).

Pospešen prehod na e-mobilnost spodbuja povpraševanje po inovativnih rešitvah, ki med procesom proizvodnje električnih vozil podpirajo ključne naloge na namenskih in mešanih montažnih linijah. Zainteresirane strani so bolj odprte za nove proizvodne pristope in so pripravljene na pomembne optimizacijske naložbe za povečanje proizvodnje ter zagotavljanje višje kakovosti in varnosti s povečano sledljivostjo. Ta članek obravnava tveganja in priložnosti ter vam ponuja strokovne rešitve in predloge.

Zmanjšanje tveganja in optimizacija proizvodnje v procesu izdelave električnih vozil

Proizvodni izzivi NEV  Montažne rešitve  Prihodnost

Povpraševanje potrošnikov po električnih vozilih hitro narašča zaradi vse večje ozaveščenosti o podnebnih spremembah in vse dražjih cenah fosilnih goriv. Posledično je razvoj vozil na nove vire energije (NEV) postal ključno področje avtomobilske industrije.

Na Konferenci ZN o podnebnih spremembah (COP26) se je avtomobilski sektor zavezal, da bo do leta 2035 na svetovni ravni prenehal s proizvodnjo vozil z motorji z notranjim izgorevanjem. Za doseganje tega cilja se morata razvoj in proizvodnja cenovno dostopnih  hibridnih in popolnoma električnih vozil  hitro povečati.

Obsežna proizvodnja NEV prinaša nove izzive. Pri vozilih na baterijski pogon obstajajo tveganja, za obvladovanje katerih so potrebne nove veščine. Ta vključujejo izpostavljenost visokonapetostnim tokovom ter tveganje kratkih stikov in pregrevanja ali požara, če baterija ni pravilno nameščena. 

Pospešite svoj prehod na e-mobilnost!

Zato so za proizvodnjo v velikem obsegu potrebni novi montažni procesi, pri katerih je zagotovljena tako varnost delavcev kot tudi kakovost končnega izdelka. Te nove rešitve bodo prinesle: 

1. Nova področja uporabe privijanja v različnih okoljih. 
2. Višje ravni avtomatizacije in zahteve glede sledljivosti. 
3. Prilagodljivost za kar največjo proizvodnjo na vsaki liniji. 
4. Produktivnost za največjo možno proizvodnjo na linijo, saj je povpraševanje visoko, nadaljnje naložbe pa drage. 
5. Zadnje in najpomembneje, višji varnostni standard za operaterje med sestavljanjem komponent pri stiku z visoko napetostjo. 

1. Proizvodni izzivi NEV

Vozila na nove vire energije (NEV) v celoti ali delno poganja električni motor, ki deluje na razmeroma veliko baterijo, ta pa zaradi potrebne zmogljivosti deluje pri več sto voltih. Baterijo sestavlja več sto celic. Vsaka baterijska celica je dostavljena z najmanjšo stopnjo napolnjenosti, ki ustreza napetosti vsaj 3,7 V. Zaradi tega so delavci lahko izpostavljeni stiku z  elementi pod napetostjo in nevarnim električnim tokovom. Električna nesreča je lahko, odvisno od napetosti, jakosti toka in trajanja izpostavljenosti, življenjsko nevarna. Že manjši električni šok lahko povzroči poškodbe, na primer nenadzorovano krčenje mišic, kar lahko privede do hude nesreče.

Naslednje morebitno tveganje predstavlja električni oblok. Če je razdalja med dvema električnima potencialoma prevelika, lahko napetost nenamerno preskoči, pri čemer včasih nastanejo temperature več tisoč stopinj Celzija, to pa lahko povzroči močne opekline. Slabo pritrjeni kontakti v nepravilno nameščenih komponentah so pogost vir električnega obloka. Zato je pravilna montaža ključnega pomena za zmanjšanje tveganja.

 Posledic napak pri sestavljanju električnih vozil ne občutijo samo delavci. Montažne napake lahko kasneje povzročijo okvare, ki lahko ogrozijo potnike v vozilu, druge uporabnike cest ali pešce. Pravilna izvedba varjenja, zaporednega luknjanja in lepljenja je enako pomembna kot pravilno vijačenje. Torej, ne le, da je treba varno vzdrževati zahtevane parametre, kot sta navor in kot rotacije, temveč mora biti varno sestavljanje tudi v celoti dokumentirano in sledljivo.

2. Montažne rešitve

Strokovnjaki za montažo, kot je Desoutter, so razvili širok nabor kabelskih in brezžičnih montažnih rešitev, zasnovanih za zagotavljanje varne, učinkovite, prilagodljive in sledljive montaže vozil NEV. Več serij orodij za privijanje na osnovi pretvornikov je na primer opremljenih s senzorji navora in kota, ki zagotavljajo, da je spoj privit z uporabo pravilnih parametrov privijanja.

Takšna orodja imajo izolacijske nastavke in so lahko opremljena z varovali za zmanjšanje tveganja nevarnih kontaktnih napetosti, kar jih naredi idealne za povezovanje električnih zbiralk. Te izdelke za zaščito delavcev je v skladu s standardi IEC 60900:2018, IEC 60664-1 in EN 60745-1 testiralo in odobrilo podjetje Dekra .

Zaporedno privijanje za celovit nadzor kakovosti je mogoče doseči z uporabo platform za pomoč delavcem:

Programska oprema za nadzor procesov, ki upravljavca vodi skozi vsak korak privijanja. Pri električnih vozilih je ena od uporab sočasno privijanje pokrova baterijskega sklopa, ki zahteva sinhronizirano vijačenje za zagotovitev vodotesnega spoja med pokrovom in spodnjim delom ohišja.

Uvajajo se sistemi za usmerjanje delavcev , ki združujejo lasersko vodenje in tehnologijo zaznavanja gibov, s čimer podpirajo principe Poka Yoke in prinašajo brezhibne procese vijačenja. Ti sistemi v celoti izločijo operaterjeve napake ter zagotavljajo, da ni izpuščen noben vijak in da je vsakič dosežen pravilen zatezni moment. 

Večvretenske rešitveomogočajo sočasno montažo s predpisanim navorom: na primer, zagotavljajo, da so moduli v baterijskih sklopih pritrjeni z zadostno pritrdilno silo, ki preprečuje posedanje in zvijanje sestavljenih delov. Večvretenske rešitve znatno skrajšajo čase ciklov, predvsem kadar se uporabljajo skupaj z avtomatiziranim podajalnikom vijakov. 

Prenos podatkov o vijačenju v nadrejeni kontrolni sistem je mogoče zagotoviti z uporabo  pametnega vozlišča , združenega z brezžičnimi orodji. Na primer, ko nadzorni sistem pošlje orodju ustrezne parametre za naslednje opravilo vijačenja, v zameno prejme rezultate vijačenja za zagotavljanje sledljivosti in dokumentiranje. 

Učinkovitost, kakovost in druge parametre sestavljanja NEV je mogoče neprekinjeno nadzorovati preko analitičnih nadzornih plošč. Na voljo je tudi možnost pošiljanja sprotnih obvestil na pametne telefone. Podrobna analitika podatkov s sprotnimi kazalniki KPI za učinkovitost, kakovost in razpoložljivost omogoča hitro prepoznavanje proizvodnih trendov za nenehno izboljševanje učinkovitosti. 

Analitika obsežnih podatkov lahko prav tako podpira popolno sledljivost. V preteklosti so bili podatki o sledljivosti shranjeni ločeno, zato je bilo njihovo pregledovanje oteženo. Nove rešitve za obsežne podatke lahko združujejo in analizirajo podatke na vseh ravneh proizvodnje ter iz katerekoli naprave ali sistema, ne glede na proizvajalca. Avtomatizirano poročanje omogoča proizvajalcem in dobaviteljem dostop do kompleksnih podatkovnih nizov kadarkoli. S tem pridobijo vpogled v praktično vse vidike kakovosti in proizvodnje, vključno z naslednjimi podatki: 

• % nok delov/postajo; 
• povprečen čas za del/postajo; 
• % montažnih napak/postajo; 
• opozorila o nadzoru procesa; 
• prazna orodja in opozorila o bateriji; 
• opozorila o manjkajočih delih.

Te neprecenljive informacije ne omogočajo le prepoznavanja področij za nenehno izboljševanje proizvodne učinkovitosti in zniževanje stroškov, ampak tudi bistveno zmanjšujejo možnost dragih in škodljivih odpoklicev proizvodov.

3.  Prihodnost

V podjetju Desoutter smo zavezani biti del rešitve za boljši jutri. Trajnostnost bo še naprej ključno gonilo avtomobilske industrije, mi pa smo zavezani razvoju prilagodljivih avtomatizacijskih rešitev za montažo električnih vozil , ki podpirajo brezhibno opravljeno delo in napreden nadzor procesov, ob tem pa zagotavljajo visoko raven varnosti delavcev in celovito sledljivost.