Уехало в народ: какие технологии стали популярными благодаря автопрому
Автомобиль — один из самых мощных ретрансляторов технического прогресса на бытовой уровень. Он востребован, при этом очень сложен и дорог в производстве. Все это вкупе с жесткой конкуренцией заставляет автопроизводителей использовать последние технологические новинки, вкладывая в них бюджет, непозволительный для игроков из других отраслей. Зато они охотно подхватывают удачные эксперименты автогигантов, постепенно делая технологии массовыми.
Кстати, материальными решениями дело не ограничивается. Автопром может дать миру даже сильные идеи, и среди них — концепции управления Kanban и Kaizen, впервые примененные на заводах Toyota, а также философия бережливого производства. Все они сегодня используются повсеместно.
Какие еще новшества стали широко известными после «тест-драйва» автомобильной индустрией?
Цифровые двойники
Концепцию цифровых двойников в 1960-х годах впервые применило NASA для спасения экипажа «Аполлон-13». С ее помощью центр управления создал виртуальную модель космического корабля, чтобы проверить все возможности вернуть экипаж на Землю и наглядно увидеть риски. Однако технология так бы и осталась в космосе, если бы не автопром. А точнее, если бы не оказываемое на него давление вероятных производственных сбоев. По оценкам экспертов, цена одной минуты простоя из-за поломки оборудования может обернуться для автопроизводителя убытком в $50 000, то есть $3 млн в час, а само создание автомобильной платформы, которая ложится в основу семейства автомобилей, обходится в €500 млн. При этом использование цифровых двойников позволяет сократить время разработки на год при общем сроке в пять лет, что дает отличную фору и по финансовым показателям.
Одним из первых известных миру кейсов использования цифровых двойников в автопроме стала его разработка для платформы российских автомобилей Aurus в 2014 году. До того времени технология оставалась прерогативой аэрокосмической отрасли. Благодаря тому, что цифровой двойник «намотал» по виртуальному полигону тысячи километров, в 2016 году седан Aurus с первого раза получил высший балл по пассивной безопасности на независимом полигоне в Берлине.
По словам Яна Брехта, старшего вице-президента и директора по цифровой информации Nissan Motor Corporation, появление цифровых двойников полностью изменило правила игры в их индустрии. Благодаря технологии производители могут работать с автомобилями еще до сборки на производственной линии. Так, цифровая модель на базе технологий Siemens, которая участвовала в создании Maserati Ghibli, позволила уменьшить затраты и сократить время разработки на 30%. Tesla Motors используют инновацию в каждом автомобиле, причем не только для тестирования угроз, но также для постоянного сбора данных и обновления всех систем.
Обкатанные автопромом, цифровые двойники эволюционировали до периферийных вычислений, дополненной реальности и аддитивного производства, в частности, 3D-печати. В IT-индустрии их появление привело к созданию облачных технологий, ИИ и блокчейну. «Виртуальные близнецы» идут все дальше, удивляя цифровыми копиями магазинов и покупателей, отдельных домов и целых городов (как, например, в Сингапуре), нефтегазовых месторождений и проектов атомной энергетики. Оцифрован даже человеческий организм и отдельные его системы. Исследователи допускают, что к концу десятилетия технология разовьется настолько, что к врачам будем ходить не мы, а наши виртуальные двойники.
VR и MR
Было бы нечестно утверждать, что технологии виртуальной и смешанной реальности появились в автопроме. Они уходят корнями в индустрию развлечений, где в 1962 году публике был представлен первый мультисенсорный стимулятор. Однако автомобильная промышленность подала пример того, как VR и MR, особенно в связке с цифровыми двойниками, можно использовать на пользу, а не только забавы ради.
Прежде всего технологии виртуальной и смешанной реальности вывели на новый уровень работу дизайнеров. Благодаря VR и MR специалисты могут видеть проектируемые объекты в бинокулярном зрении. Это дает максимально реалистичное восприятие размеров и форм, а также избавляет от физических макетов. На заводах компании Volkswagen-Audi Group MR применяют для разработки цифровых 3D-прототипов. В 2019 году дизайн-инжиниринговая компания Italdesign, входящая в Volkswagen-Audi Group, запатентовала собственную систему ConceptLab. Она совмещает универсальный настраиваемый физический эрго-макет, виртуальную реальность и сенсоры. С помощью ConceptLab дизайнеры оценивают эргономику автомобиля в разных ситуациях, например, при загрузке багажа или движении в городском потоке.
Применение VR и MR в автомобильном дизайне стало еще более распространено после появления в 2021 году гарнитуры Oculus Quest 2. С ее помощью доступ к технологиям получили специалисты, работающие вне крупнейших концернов. Например, наша студия разработала дизайн для создаваемого компанией CMT электрокара L-type без единого физического макета.
Технология VR полезна и для решения маркетинговых задач. Одна из ведущих корпораций по производству тяжелой спецтехники Caterpillar экономит ресурсы на логистике крупного оборудования, ведь вместо того, чтобы везти грейдер потенциальному заказчику в зарубежный офис, достаточно передать 3D-модель в свое локальное представительство, чтобы выдать гостям очки виртуальной реальности и провести для них высококлассную презентацию.
Также при наличии больших технологических ресурсов VR становится дополнением иммерсивного инжиниринга. В нем объединяются инженерные виртуальные модели и данные, что позволяет сокращать создание макетов и, как следствие, выигрывать во времени и деньгах при согласовании моделей и приемке готовых изделий. Ведь на создание одного макета может уходить до нескольких месяцев, а также от нескольких десятков до сотен миллионов рублей. Технологию активно используют при проектировании своих автомобилей крупные автопроизводители. Volkswagen-Audi Group с помощью этой технологии спроектировала автомобиль Audi Q2, выпущенный в 2016 году.
Логистические роботы
Логистические роботы, или AGV (Automated Guided Vehicle), были созданы в США в 1953 году компанией Barrett Electronics of Northbrook. Компания поставляла на фабрики и заводы роботов-тягачей, которые, как по рельсам, следовали по траектории уложенного в полу провода и могли самостоятельно захватывать прицеп с грузом. Но на мировой рынок технология вышла в 1973 году, когда шведский автопроизводитель Volvo установил на своем производстве в Кальмаре 280 роботов AGV, управляемых компьютером. Новинка позволила заменить конвейерные линии на асинхронное сборочное оборудование и вызвала интерес у других автопроизводителей.
Изначально автозаводы использовали автоматических погрузчиков для доставки тяжелых деталей при сборке автомобилей. В том числе весьма выдающаяся система работала на заводе «ЗИЛ». Позже технология эволюционировала и до автоматической погрузки и перемещения кузовов между постами сборки. В России в своем современном виде — оснащенные лидарами, гораздо более самостоятельные и продвинутые, AGV впервые появились в 2015 году на заводе «Автофрамос» (бывший «Москвич», ставший Renault, а теперь снова «Москвич»). Завод Aurus также оснащен отечественными AGV от ногинской компании Intec. Можно сказать, что логистические роботы сегодня — абсолютная норма для любого автомобильного завода.
Но и не только для них. К 2022 году мировой рынок логистических роботов оценивался компанией Reports and Data в $7,11 млрд, а к 2032-му он может вырасти уже до $30,42 млрд. Роботы-погрузчики широко используются в логистике, ретейле и промышленности. Например, в пищевом производстве их применяют для транспортировки горячих противней между печами и линиями, в фармацевтике — для перемещения между камерами высокотемпературной стерилизации или между радиооборудованием. Среди ретейлеров первым применил технологию Amazon, создав собственных интеллектуальных транспортировщиков, а теперь AGV для навигации по складам используют и остальные крупные маркетплейсы, в том числе российские. Например, для тестирования собственных логистических роботов «Яндекс Маркет» создал целый склад.
Идея автоматических погрузчиков нашла свое применение и в роботизированных паркингах. С 2010-х годов они открываются в Дании, Японии, США и других странах. По данным Grand View Research, глобальный рынок интеллектуальной парковки в 2021 году оценивался в $6,5 млрд, а к 2030 году может достигнуть $30,16 млрд. Примечательно, что заказчиками технологии может выступать не только город, но и частный капитал. Использование технологии повышает стоимость элитной недвижимости и доходы от коммерческих площадей. Так, Mitsubishi Heavy Industries осваивает автоматизированный паркинг в ТЦ Outlet Mall in Chiba под Токио: посетителям это обещает комфорт, а ретейлерам — дополнительную прибыль, потому что гости тратят время не на поиск парковки, а на походы по магазинам.
Мнение редакции может не совпадать с точкой зрения автора