Comment les solutions basées sur l’IA transforment l’inspection de la qualité des unités de contrôle électronique et des pièces intérieures des véhicules

Introduction : L’analyse de 17 usines d’équipementiers mondiaux révèle que les composants extérieurs et intérieurs représentent 50 % des coûts liés à la maîtrise de la qualité

Le lancement d’un véhicule représente une phase critique du projet, au cours de laquelle la gestion de la qualité opérationnelle est confrontée à ses plus grands défis. L’analyse des données sur la qualité des fournisseurs révèle une tendance persistante : les composants intérieurs et extérieurs des véhicules fabriqués de longue date par les fournisseurs continuent de dominer les actions de contrôle dans les usines d’assemblage des équipementiers, malgré l’évolution des technologies de fabrication.

S’appuyant sur la base de données mondiale de gestion de la qualité de TRIGO, qui suit les services de confinement en temps réel, cette analyse s’est concentrée sur les données du deuxième trimestre 2024, provenant de 17 usines d’assemblage OEM dans 7 pays, englobant des actions de confinement de la qualité pour 229 fournisseurs uniques et 57 catégories de composants différentes. Les résultats montrent que les composants les plus sujets à des problèmes de qualité sont les composants extérieurs (27,2 %), suivis des pièces intérieures (23,0 %) et des composants génériques d’assemblage (13,6 %).

Répartition des problèmes de qualité par système de véhicule

Répartition des problèmes de qualité par système de véhicule

L’analyse des données relatives à la qualité révèle trois niveaux distincts de problèmes liés aux systèmes de véhicules :

Groupe d’occurrence majeure (>17%) : Les composants extérieurs, les assemblages intérieurs et les composants d’assemblage génériques représentent la fréquence la plus élevée de problèmes de qualité.

Groupe d’occurrence modérée (9-12%) : Contient les systèmes électriques et électroniques, les composants du groupe motopropulseur et les structures de la carrosserie en blanc, qui présentent une fréquence intermédiaire de problèmes de qualité.

Groupe d’occurrence mineure (<6%) : Comprend les systèmes de suspension et de direction, les composants du groupe motopropulseur, les unités de contrôle de la climatisation et les systèmes de freinage, présentant des incidents de qualité moins fréquents mais notables.

Sur la base de cette étude, ce livre blanc explore trois aspects critiques de la gestion moderne de la qualité dans l’industrie automobile :

Tout d’abord, nous examinons les défis croissants posés par les systèmes électroniques et électriques en termes de gestion de la qualité, en mettant l’accent sur les mises à jour logicielles des unités de contrôle électronique et leur impact sur les coûts de gestion de la qualité.

Ensuite, nous analysons les défis persistants en matière de qualité des composants intérieurs qui, malgré des décennies d’expérience en matière de fabrication, restent une source importante de problèmes de qualité.

Enfin, nous démontrons comment les solutions d’inspection alimentées par l’IA révolutionnent les processus de contrôle de la qualité, en particulier pour les composants intérieurs, en offrant de nouvelles possibilités pour améliorer la détection des défauts et l’assurance de la qualité.

Cette analyse ne met pas seulement en évidence les défis actuels, mais donne également un aperçu de la manière dont les technologies et méthodologies émergentes remodèlent la gestion de la qualité dans l’industrie automobile.

1. Le défi croissant des systèmes électroniques et électriques dans la qualité

A. État actuel des systèmes électroniques et électriques (E&E)

Une analyse plus approfondie des données révèle un élément important concernant les systèmes électriques et électroniques (E&E) : alors qu’ils représentent 11,2 % du total des coûts de confinement, ils comptent pour 8,2 % du nombre total d’incidents. Ce ratio plus élevé des coûts de confinement par incident peut être attribué à la complexité de la résolution des problèmes électroniques, en particulier à la nécessité fréquente de procéder à des opérations de réamorçage. Contrairement aux composants mécaniques qui peuvent nécessiter un simple tri ou une retouche, les systèmes électroniques requièrent souvent un équipement spécialisé, un personnel mieux formé et des mises à jour logicielles qui prennent beaucoup de temps pour résoudre les problèmes de qualité.

Comme les véhicules continuent d’incorporer des systèmes électroniques plus complexes, cette tendance à l’augmentation des actions de confinement liées à l’électricité et à l’électronique et des coûts qui y sont associés devrait s’accentuer.

Systèmes électroniques et électriques vs. autres systèmes : Analyse du confinement

B. Unités de contrôle électronique (ECU) : Augmentation de la demande de mises à jour du logiciel de l’ECU lors du lancement de nouveaux véhicules

a) Vue d’ensemble des calculateurs des véhicules modernes

Étant donné les défis uniques posés par les systèmes d’E&E, en particulier en termes d’équipements spécialisés et d’expertise requise, il est essentiel de comprendre l’architecture globale de l’E&E et les unités de contrôle électronique (UCE) pour optimiser les actions de confinement afin de réduire les coûts globaux de gestion de la qualité, car ces composants deviennent l’épine dorsale de l’électronique des véhicules modernes et présentent des défis distincts en matière de qualité.

Les véhicules d’aujourd’hui peuvent contenir une cinquantaine d’UCE, qui contrôlent des fonctions essentielles telles que le moteur et la direction assistée, des fonctions de confort telles que les vitres électriques, les sièges et le système HVAC (chauffage, ventilation et climatisation), ainsi que des systèmes de sécurité tels que le verrouillage des portes et l’accès sans clé. En outre, les calculateurs gèrent les dispositifs de sécurité passive tels que les airbags et les dispositifs de sécurité active de base tels que le freinage d’urgence automatique. Les véhicules modernes étant de plus en plus sophistiqués, la qualité des calculateurs influe considérablement sur la sécurité, les performances et la satisfaction des clients.

Les unités de contrôle électronique modernes intègrent des algorithmes logiciels avancés à des plates-formes matérielles complexes. Assurer l’intégration matériel-logiciel présente des défis importants, principalement en raison de la diversité de l’écosystème des fournisseurs de composants, de la multiplicité des versions logicielles et des différentes configurations des systèmes. Cette complexité a poussé les constructeurs automobiles à poursuivre une stratégie de consolidation des calculateurs, visant à simplifier le développement des véhicules en réduisant le nombre total d’unités de contrôle par véhicule.

Test de batterie

b) Les 4 unités de contrôle électronique critiques nécessitant un re-flash

Chez TRIGO, nous avons identifié les quatre unités de contrôle les plus importantes qui nécessitent fréquemment un re-flash dans les usines de production des équipementiers :

Unité de contrôle du moteur : Cette unité fonctionne comme le cerveau du moteur, analysant en permanence les données provenant de multiples capteurs afin d’optimiser les performances du moteur, le rendement énergétique et le contrôle des émissions. Il gère des paramètres essentiels tels que le calage de l’injection de carburant, le mélange air-carburant, le calage de l’allumage et le calage variable des soupapes, en les adaptant en temps réel aux différentes conditions de conduite.

Unité de contrôle de la transmission : Cette unité supervise la transmission du véhicule, en veillant à ce que les changements de vitesse se fassent au bon moment pour des performances et une efficacité optimales. Elle utilise des algorithmes pour déterminer les points de passage optimaux en fonction de facteurs tels que la vitesse du véhicule, la charge du moteur, la position du papillon des gaz et le mode de conduite. Les TCU modernes intègrent également des capacités d’apprentissage adaptatif pour ajuster les schémas de changement de vitesse en fonction du style et des conditions de conduite.

Module de contrôle de la carrosserie : Ce module gère diverses fonctions de confort et de commodité du véhicule, notamment l’éclairage intérieur et extérieur, les vitres électriques, le verrouillage central, la climatisation et les essuie-glaces. Au fur et à mesure que les véhicules deviennent plus sophistiqués, les modules de contrôle de la carrosserie gèrent de plus en plus de fonctions complexes telles que les systèmes d’entrée sans clé et le contrôle automatique des zones climatiques.

Unité d’infodivertissement : Cette unité contrôle les systèmes de divertissement et d’information du véhicule, en gérant des fonctions telles que les systèmes audio, la navigation, la connectivité Bluetooth, l’intégration des smartphones et diverses fonctions multimédias. Avec l’importance croissante des fonctions de voiture connectée, ces unités nécessitent fréquemment des mises à jour pour maintenir la compatibilité avec les nouveaux appareils et services, ainsi que pour mettre en œuvre des correctifs de sécurité et des améliorations de fonctionnalités.

Bouton de démarrage du moteur

C. L’évolution de la complexité des calculateurs intensifie les opérations de réactualisation, ce qui a des conséquences importantes en termes de coûts

a) Répercussions sur les coûts et principaux défis opérationnels

À la suite d’un incident de qualité impliquant des calculateurs, il est courant de procéder à un nouveau flashage des composants en stock chez l’équipementier et des composants en transit. Ce processus est complexe pour plusieurs raisons :

Temps de traitement longs : Le rechargement d’un composant peut prendre plusieurs minutes, ce qui allonge la durée totale du processus.

Pénuries d’équipement : L’équipement est souvent insuffisant pour respecter le temps de cycle requis pour la chaîne d’assemblage.

Équipement inadéquat pour une utilisation continue : l’équipement de réamorçage utilisé est généralement conçu pour des essais et une validation en laboratoire, et non pour une utilisation continue 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, dans un environnement de fabrication.

Usure des consommables : Les câbles et les connecteurs doivent être remplacés fréquemment après un certain nombre de cycles pour éviter les ruptures.

Flux de matériaux à l’épreuve des erreurs humaines et travail opérationnel standard (SOW) : Les opérateurs doivent gérer simultanément plusieurs stations de réactualisation, y compris les pièces dont la réactualisation est incomplète.

Protection contre les décharges électrostatiques : Il est essentiel de garantir une zone protégée contre les décharges électrostatiques (ESD) afin d’éviter d’endommager les pièces.

Reflash

b) Mise à jour des protocoles

En outre, la mise en œuvre du processus de réamorçage peut varier considérablement en fonction des protocoles de communication à mettre en œuvre :

Les protocoles ouverts sont principalement utilisés pour les composants non critiques, permettant des mises à jour logicielles simples avec des outils de diagnostic standard. Ces protocoles fonctionnent généralement sur des réseaux automobiles standard tels que le bus CAN ou Ethernet et suivent des spécifications de diagnostic normalisées (ISO 14229/15765).

Les protocoles protégés nécessitant une authentification par le fabricant représentent une approche intermédiaire. Ces systèmes mettent en œuvre des mécanismes de sécurité mis en œuvre par les équipementiers en utilisant des algorithmes d’accès de sécurité et des clés de session propriétaires pour empêcher les modifications non autorisées.

Les protocoles propriétaires des fournisseurs représentent la catégorie la plus restreinte, dans laquelle les mises à jour logicielles ne peuvent être exécutées que par le fournisseur du composant d’origine. Ces protocoles intègrent souvent des fonctions de sécurité avancées. Bien que cette approche offre un contrôle maximal sur les modifications critiques du système et la protection de la propriété intellectuelle, elle peut avoir un impact significatif sur les flux de travail de réamorçage et augmenter les coûts de réamorçage. Les fournisseurs emploient ces protocoles propriétaires pour mettre en œuvre un accès échelonné aux fonctionnalités, ce qui leur permet de désactiver ou d’activer des fonctionnalités spécifiques en fonction des modèles de tarification.

Les mises à jour OTA (Over-The-Air) représentent une solution émergente pour répondre aux défis du re-flashage de l’ECU dans les véhicules modernes. Contrairement aux méthodes traditionnelles de rebasage qui nécessitent un accès direct au véhicule, la technologie OTA permet aux fabricants de déployer à distance des mises à jour logicielles sur les calculateurs des véhicules par le biais d’une connectivité sans fil. Cette capacité réduit considérablement les coûts opérationnels et la complexité logistique associés aux procédures traditionnelles de remise à niveau chez les concessionnaires ou sur les sites de fabrication. Les systèmes OTA doivent être conçus avec des mécanismes de sécurité pour éviter les mises à jour incomplètes ou corrompues qui pourraient compromettre la fonctionnalité du véhicule. Malgré ces défis, l’industrie automobile adopte de plus en plus les capacités OTA comme solution stratégique pour rationaliser la gestion du logiciel de l’ECU et améliorer la maintenabilité du véhicule tout au long de son cycle de vie.

Chez TRIGO, nous avons développé des solutions de service spécifiques pour optimiser le coût des opérations traditionnelles de rebasage, qui peuvent facilement s’élever à des dizaines de milliers de dollars lorsqu’elles sont effectuées par l’équipementier. En relevant les défis mentionnés ci-dessus, nous visons à améliorer l’efficacité et la fiabilité des processus de rebasage de l’ECU, en assurant un meilleur contrôle de la qualité et une meilleure gestion des coûts, tant pour les constructeurs automobiles que pour les fournisseurs de composants.

Deux personnes travaillant sur un moteur

2. Défis persistants en matière de qualité des composants intérieurs

A. Analyse de la situation actuelle

Les composants intérieurs des fournisseurs jouent un rôle essentiel dans la manière dont les conducteurs et les passagers perçoivent un véhicule, qu’il s’agisse de la qualité perçue, de la sécurité ou des fonctionnalités pratiques. Les recherches de TRIGO montrent que ces composants de fournisseurs conduisent systématiquement à plus d’actions de confinement chez les équipementiers que n’importe quelle autre pièce du véhicule tout au long du cycle de production.

En approfondissant les données, les pièces d’habillage intérieur apparaissent comme la catégorie la plus problématique, responsable de 17,5 % des problèmes de qualité au niveau mondial et de 52,5 % des problèmes de qualité intérieure qui nécessitent des actions de confinement. Cette catégorie englobe les composants du toit, les panneaux et les matériaux de revêtement de sol. Ce taux d’incidents reflète la complexité croissante de la conception et de la technologie automobiles, soulignant la nécessité pour les fournisseurs de développer des processus de contrôle de la qualité plus sophistiqués spécifiquement pour ces éléments intérieurs.

Les 3 principaux sous-systèmes à l’origine d’actions de confinement

Les 3 principaux sous-systèmes générant des actions de confinement

Répartition des incidents de qualité par type d’élément intérieur

Répartition des incidents de qualité par type d’élément intérieur

B. Classification des défauts

Bien que les constructeurs automobiles mettent en œuvre des contrôles de qualité complets lors du lancement de nouveaux modèles, certains problèmes peuvent encore échapper aux clients avant que les véhicules n’arrivent chez eux. C’est particulièrement vrai pour les défauts esthétiques – même s’ils ne compromettent pas le fonctionnement du véhicule, ils peuvent avoir un impact significatif sur la satisfaction du client et sur sa perception de la qualité globale du véhicule.

Les défauts que TRIGO contrôle pour les pièces intérieures peuvent être répartis selon les types suivants :

types de défauts

3. L’avenir de l’inspection de la qualité : l’inspection assistée par l’IA nécessaire pour élever les normes de qualité de l’habitacle automobile

A. Limites et besoins actuels

L’industrie des composants d’intérieur automobile est toujours confrontée à des difficultés pour maintenir un contrôle de qualité cohérent dans des environnements de production en grande quantité. Les méthodes traditionnelles d’inspection optique automatisée se heurtent souvent à des géométries complexes, à des défauts subtils et à la nécessité d’une analyse multi-angles complète. Il en résulte un besoin pressant de solutions d’inspection plus sophistiquées, capables d’offrir à la fois précision et évolutivité.

Les systèmes d’inspection visuelle alimentés par l’IA sont apparus comme une solution transformatrice, offrant plusieurs avantages clés par rapport aux méthodes conventionnelles :

Capacités de reconnaissance des formes avancées pouvant s’adapter à différents types de composants

Traitement en temps réel des caractéristiques de surface complexes

Performances constantes sur de grands volumes de production

Réduction de la dépendance à l’égard de la variabilité de l’opérateur humain

Capacité à détecter des défauts subtils qui pourraient échapper aux méthodes d’inspection traditionnelles

B. Solutions basées sur l’IA

TRIGO, par l’intermédiaire de sa filiale Scortex, a mis au point une solution d’inspection de pointe basée sur l’IA, spécialement conçue pour relever ces défis. Le système démontre l’application pratique d’algorithmes d’apprentissage profond raffinés dans deux domaines clés :

Détection de défauts de surface complexes :

– Identification automatique des irrégularités de surface grâce à l’imagerie haute résolution

– Visualisation sous forme de carte thermique des anomalies détectées, permettant une localisation précise des défauts

– Analyse en temps réel des zones critiques, comme le montre l’inspection de composants métalliques où de subtiles variations de surface sont détectées

Inspection multipoints :

– Évaluation simultanée de plusieurs zones critiques

– Reconnaissance avancée des formes pour les géométries complexes

– Analyse complète des composants à partir de plusieurs angles de vue (jusqu’à 4 perspectives)

Cette intégration d’une technologie avancée d’inspection visuelle représente l’engagement de TRIGO à développer des solutions innovantes de contrôle de la qualité qui répondent aux défis évolutifs de la fabrication de composants automobiles, tout en maintenant des taux de production élevés et des normes de qualité cohérentes.

Solutions basées sur l’IA

CONCLUSION : Nos conseils pratiques pour améliorer l’efficacité et la qualité de votre chaîne d’approvisionnement

Donner la priorité à la surveillance des fournisseurs de composants intérieurs et extérieurs :

– Ces composants représentent collectivement 40,1 % des coûts de confinement.

– Un engagement ciblé des fournisseurs et une gestion améliorée de la qualité sont essentiels pour atténuer les problèmes récurrents dans ces catégories.

Adopter des solutions d’inspection pilotées par l’IA pour le contrôle de la qualité des pièces intérieures :

– Déployer l’inspection visuelle pilotée par l’IA, comme la solution Spark de TRIGO conçue par Scortex, pour améliorer la précision de l’inspection, réduire la dépendance humaine et mettre à l’échelle la gestion de la qualité pour les géométries complexes et les défauts subtils.

– Créer des boucles de rétroaction axées sur les données afin d’améliorer continuellement la précision de la détection

Planifier les actions de confinement des systèmes électroniques et électriques :

– Les systèmes électroniques et électriques ont un impact inégal et croissant sur les coûts en raison de résolutions plus complexes.

– Faire face à l’augmentation des coûts de confinement des systèmes électroniques et électriques en investissant dans des outils de diagnostic spécialisés et dans la formation pour rationaliser les opérations de réamorçage.

– Établir des partenariats avec des prestataires de services tiers pour des opérations de confinement évolutives afin de réduire les coûts à long terme.

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