Membangun Mobil Masa Depan: Visi Ford tentang Mobilitas Kolaboratif, Digital, dan Berbasis Komposit

Apakah "Masa Depan Dibangun"?

Saya baru saja mendengarkan podcast Freakonomics di mana CEO Jim Hackett membahas visi masa depannya untuk Ford Motor Co. Pembawa Stephen Dubner mencatat bahwa sementara Ford mengejek startup mobil listrik (EV) Tesla dalam kampanye "Built Ford Proud" terbarunya, Hackett pada dasarnya menaruh masa depan Ford pada menjual data pelanggannya.

 

SUMBER: "New ad campaign elicits emotion, takes shot at Tesla", Autonews.com

Dubner menekankan Hackett untuk membandingkan Ford dengan Tesla. Hackett menjawab:

Perhatikan bahwa Hackett tidak hanya bicara tentang menjual data aplikasi kredit Anda, ia juga mencoba mengembangkan teknologi yang dapat dijual ke Silicon Valley dan pihak lain.

Pada Pameran Elektronik Konsumen 2018, Ford mengajukan Transportation Mobility Cloud yang reportedly akan mendukung pengembangan cepat layanan dan aplikasi untuk gerakan orang yang lebih efisien dan transportasi terhubung yang cerdas. Ford juga membesarkan apa yang disebutnya C-V2X, atau teknologi Cellular Vehicle-to-Everything, yang menurutnya akan memungkinkan berbagai komponen dan aplikasi kota untuk berbagi informasi satu sama lain, dari kendaraan ke pejalan kaki dan pengendara sepeda, hingga seluruh infrastruktur, memungkinkan sistem kehindarane tabrakan, prioritas lampu lalu lintas, dan banyak lagi.

Sementara itu, Ford tidak lagi akan membangun sedan melainkan hanya truk, SUV, dan Mustang, ditambah 16 model EV yang telah dijanjikan untuk diperkenalkan pada 2022.

Kendaraan listrik Uniti One akan memanfaatkan teknologi digital twin (atas) dan komposit termoplastik berserat serat karbon (bawah) dalam upayanya untuk mendefinisikan ulang desain dan produksi otomotif. SUMBER: Uniti dan KW Special Projects.

 

Masa depan kolaboratif, digital, cerdas menggunakan komposit

Namun hari ini, saya menonton video YouTube dari startup Swedia Uniti (https://www.uniti.earth/). Perbandingan dengan Ford tidak bisa lebih dramatis.

Model pertama perusahaan, Uniti One dua kursi, diwujudkan menggunakan proses desain organik dan iterasi cepat serta perangkat lunak Siemens PLM, termasuk platform NX generative design dan digital twin serta Simcenter, Teamcenter, Tecnomatix, MindSphere dan Fibersim untuk komposit. Proses iterasi "fail-fast" mengembangkan tiga prototipe yang berfungsi dalam empat bulan menggunakan umpan balik kolektif pada sketsa, model cetak 3D, mesh CAD, dan pengalaman realitas virtual. Yang terakhir juga melibatkan ribuan pelanggan potensial untuk membantu mengembangkan antarmuka digital mobil, yang didasarkan pada tablet PC, menghilangkan dasbor tradisional. Piringan pengemudi juga telah diganti dengan kontrol joystick.

 

Proses desain juga termasuk manufaktur digital dan prototiping virtual
 dari garis produksi serial menggunakan Tecnomatix. SUMBER: Siemens

Uniti sepenuhnya mengadopsi teknologi digital twin, dengan rencana tidak hanya untuk memiliki digital twin untuk setiap kendaraan di jalan, tetapi juga untuk setiap pabrik produksi. Perusahaan kemudian akan menggunakan data aktual dari layanan untuk membuat kendaraannya lebih baik, tergantung pada penggunaan dan masalah unik setiap kendaraan. Setiap digital twin dapat digunakan untuk melacak masalah kendaraan fisik tersebut kembali ke penyebabnya dalam produksi bagian, desain, dll. dan menyarankan perbaikan, penggantian bagian, atau perbaikan lainnya. Data tersebut kemudian digunakan untuk meningkatkan desain masa depan tetapi juga pabrik produksi.

Jadi, Uniti mengejar tidak hanya kendaraan cerdas yang terhubung melalui Internet of Things, tetapi juga manufaktur cerdas lanjutan yang terus belajar dan meningkat berdasarkan performa produknya di dunia nyata. Siemens bekerja pada konsep yang sama dengan Airborne dan SABIC untuk realisasi produksi bagian komposit termoplastik dalam skala besar.

 

Namun terlebih dahulu, Uniti hanya mencoba berbagai opsi manufaktur sebelum berkomitmen pada peralatan atau fasilitas. "Anda dapat mensimulasikan pabrik yang bekerja terlebih dahulu," kata Horne. "Anda dapat melakukan semua pemodelan biaya dan memastikan semua logistik sebelum Anda benar-benar menghabiskan jutaan untuk membangunnya. ... Dan digitalisasi membuat seluruh proses jauh lebih efisien."

Namun, Uniti telah berkomitmen pada lokasi untuk pabrik pertamanya — Silverstone Park, balapan sejarah Formula 1 dan rumah British Grand Prix, yang sekarang berubah menjadi hub pengembangan manufaktur lanjutan. Partnerisasi dengan perusahaan lokal seperti KW Special Projects (chassis komposit dan manufaktur aditif), Danecca (baterai) dan Unipart (logistik rantai pasokan global) tanpa dubi membantu. (Catatan bahwa Williams Advanced Engineering telah membentuk joint venture dengan Unipart — Hyperbat Limited dengan pabrik baru (klik Fly-through di halaman utama) — untuk memproduksi baterai untuk EV. Williams juga memperkenalkan chassis serat karbonnya sendiri untuk EV. Inggris tidak hanya membentuk strategi untuk mengambil kepemimpinan dalam desain dan produksi EV global, ia juga mendananya, termasuk pengembangan ToPCaT di bawah ini).

Pabrik pilot 4.0 di Silverstone — yang direncanakan beroperasi pada 2020 — akan memproduksi Uniti One dan berfungsi sebagai cetak biru untuk pabrik perakitan "digital" yang dilisensikan secara global di seluruh dunia.

 KW Special Projects mengembangkan chassis komposit teredukasi serat karbon yang akan digunakan untuk Uniti One. SUMBER: KWSP

 

ToPCaT: ThermoPlastic Carbon Tub

Partner Uniti, KW Special Projects (KWSP) akan memberikan pilihan chassis perusahaan — monokok termoplastik teredukasi serat karbon yang disebut ToPCaT (ThermoPlastic Carbon Tub). Pengembangan teknologi dimulai pada 2015, bertujuan sebagai alternatif ringan namun lebih murah dari monokok epoksi tradisional yang dikurangi autoklav. Penggunaan komposit termoplastik memungkinkan waktu siklus yang jauh lebih rendah serta dapat didaur ulang, dan ToPCaT klaim memberikan performa tinggi, biaya alat rendah, dan manufaktur yang dapat diulang dengan konstruksi modular untuk fleksibilitas desain dan produksi.

Menurut artikel Composites in Manufacturing Juli 2017, KWSP managing director Kieron Salter mengatakan ia memprediksi perubahan besar dalam material selama 10 tahun ke depan. Meskipun ia menyukai komposit, ia memprediksi kendaraan akan menggunakan lebih banyak material hibrid yang dihasilkan oleh proses manufaktur aditif, termasuk material yang dapat menyembuhkan diri sendiri, mengubah bentuk sesuai lingkungan, dan memberikan pemantauan/diagnosis kesehatan struktural. "Salah satu hal yang terlihat adalah sektor otomotif sangat berada pada titik balik," katanya. "Selama 10 tahun ke depan, mungkin kita akan melihat perubahan sebanyak yang telah kita saksikan selama abad terakhir."

 

Teknologi yang dikembangkan mencerminkan misi

Meskipun Uniti dan KWSP terbuka terhadap logam, hibrid, dan material baru yang mungkin dikembangkan di masa depan, mereka telah mengadopsi komposit serat karbon sebagai bagian kunci dari misinya karena mereka memberikan kekuatan ringan, performa, dan biaya yang kunci untuk membuat desain kendaraan listrik mereka berhasil.

Uniti menggambarkan digitalisasi sebagai bagian dari DNA-nya. Hal ini juga menghasilkan nilai dan performa, memungkinkan tim 15-20 orang untuk menyelesaikan desain dasar dan tiga prototipe yang berfungsi dalam waktu rekor. Saya melihat Uniti melangkah lebih jauh dari Tesla dalam keterlibatan dan hubungan dengan basis pelanggannya, menggunakan komunikasi digital, saat itu membuktikan nilai pasar melalui pre-order dan memperbarui investor crowdfunding.

Tangga lencana Uniti dan tujuan masa depan

• 2016 — Uniti didirikan di Swedia
• 2017 — Prototipe kendaraan diungkapkan
• Pengembangan melalui crowdfunding
• Pembinaan komunitas melalui media sosial dan pesan digital
• 2018 — Pre-order pertama secara online dan melalui dua toko MediaMarkt di Swedia (2.500 pesanan)
• 2018 — Diungkapkan di Auto Expo India demonstrator realitas virtual dari model 5 kursi yang akan diproduksi dengan Bird Group berbasis Delhi
• Akhir 2019 — Production Intent Model akan diungkapkan
• 2020 — Situs produksi i4.0 sepenuhnya digital di Inggris beroperasi
• 2020 — Model 5 kursi dalam produksi di India
• Ekspansi ke Eropa Utara, Amerika Serikat, dan Asia Pasifik
• 2024 — Mencapai setidaknya 4% pasar baterai EV (BEV) Eropa

Uniti juga membahas pengembangan kemampuan vehicle-to-vehicle (V2V) dan vehicle-to-infrastructure (V2I) sendiri — jadi, bidang kemampuan yang sama dengan C-V2X dan Transportation Mobility Cloud milik Ford. Namun upaya Uniti adalah catatan kaki, diframing sebagai salah satu area inovasinya dan dengan motif untuk membantu pelanggan kendaraannya, misalnya dengan meningkatkan berkendara aman di kota, atau menawarkan cara baru untuk melakukan transaksi parkir secara aman.

Apakah semua ini terlalu indah untuk nyata? Mungkin. Saya pikir kenyataannya adalah kendaraan Uniti adalah pasar niche, yang bertujuan pada area perkotaan padat tempat kemacetan dan polusi adalah isu nyata yang perlu diatasi sekarang. Namun tren yang Uniti tunjukkan mengenai desain generatif, pengujian virtual prototipe, digital twin dan simulasi proses manufaktur bersama garis produksi yang terdiri dari sel manufaktur cerdas dan fleksibel — itulah masa depan otomotif dan di luarnya.