Hogyan alakítják át az MI-alapú megoldások a járművek elektronikus vezérlőegységeit és a belső alkatrészek minőségellenőrzését?

Egy 17 globális OEM-gyárat felölelő elemzése feltárta, hogy a külső és belső alkatrészek a minőségmegőrzési költségek 50%-át teszik ki

Az új járművek bevezetése olyan kritikus projektfázist jelent, ahol az operatív minőségirányításnak a legnagyobb kihívásokkal kell szembenéznie. A beszállítói minőségügyi adatok elemzése egy állandó mintát tár fel: a beszállítók által gyártott, régóta bevált belső és külső gépjármű-alkatrészekkel kapcsolatos munkálatok továbbra is uralják a minőségellenőrzési (válogatási) folyamatokat az az OEM összeszerelő üzemekben fejlődő gyártási technológiák ellenére.

A TRIGO globális minőségirányítási adatbázisára támaszkodva készített elemzést, amely valós idejű minőségellenőrzési (válogatási) folyamatokat követ nyomon. Az elemzés 2024 második negyedévének adataira összpontosított, amely 7 ország, 17 OEM összeszerelő üzeméből származik, és 229 egyedi beszállító és 57 különböző alkatrész kategória minőségellenőrzési intézkedéseit foglalják magukban. Az eredmények azt mutatják, hogy a minőségi problémáknak leginkább kitett alkatrészek a külső alkatrészek (27,2%), majd a belső alkatrészek (23,0%) és az általános csatlakozó alkatrészek (13,6%).

A minőségi problémák megoszlása járműrendszerenként

A minőségi adatok elemzése a járműrendszerekkel kapcsolatos kihívások három különböző szintjét tárja fel:

Jelentősebb előfordulási csoport (>17%): A külső alkatrészek, a belső szerelvények és az általános összekötő alkatrészek vezetik, és ezek jelentik a legnagyobb gyakoriságú minőségi problémákat.

Mérsékelt előfordulási csoport (9-12%): Elektromos és elektronikus rendszereket, hajtáslánc-alkatrészeket és karosszéria-szerkezeteket tartalmaz, ezek körében közepes gyakorisággal fordulnak elő minőségi kihívások.

Kisebb előfordulási csoport (<6%): Tartalmazza a felfüggesztési és kormányrendszereket, a hajtáslánc alkatrészeit, a klímavezérlő egységeket és a fékrendszereket, amelyek kisebb, de figyelemre méltó minőségi incidenseket mutatnak.

E tanulmány alapján ez a white paper a modern autóipari minőségirányítás három kritikus szempontját vizsgálja:

• Először is megvizsgáljuk a minőségügyi szempontból kritikus elektronikus és elektromos rendszerek növekvő kihívásait, különös tekintettel az elektronikus vezérlőegységek szoftverfrissítéseire és azok minőségirányítási költségeire gyakorolt hatására.
• Ezután elemezzük a beltéri alkatrészek tartós minőségügyi kihívásait, amelyek a több évtizedes gyártási tapasztalat ellenére továbbra is súlyos minőségi problémák forrását képzik.
• Végül bemutatjuk, hogy az MI-alapú vizsgálati megoldások hogyan forradalmasítják a minőségellenőrzési folyamatokat, különösen a belső alkatrészek esetében, új lehetőségeket kínálva a hibák fokozott felismerésére és a minőségbiztosításra.

Ez az elemzés nemcsak a jelenlegi kihívásokra világít rá, hanem betekintést nyújt abba is, hogy a fejlett technológiák és módszerek hogyan alakítják át a minőségirányítást az autóiparban.

1. Az elektronikus és elektromos rendszerek növekvő minőségügyi kihívásai

A.  Az elektronikus és elektromos rendszerek (E&E) jelenlegi helyzete

Az adatok további elemzése fontos felismerést tár fel az elektromos és elektronikus rendszerekkel (E&E) kapcsolatban: míg az összes minőségellenőrzési költségek 11,2%-át teszik ki, az erre vonatkozó intézkedések 8,2%-áért felelősek. Ez a magasabb költség/incidens arány az elektronikai problémák megoldásának összetettségével magyarázható, különösen azzal, hogy megoldásukhoz gyakran van szükség reflash műveletekre is. A mechanikus alkatrészekkel ellentétben, amelyek egyszerű válogatásra vagy átmunkálásra szorulhatnak, az elektronikus rendszerek gyakran speciális berendezéseket, képzettebb személyzetet és időigényes szoftverfrissítéseket igényelnek a minőségi problémák megoldásához.

Ahogy a járművekbe egyre összetettebb elektronikus rendszereket építenek be, ez a tendencia, azaz az elektromos és elektronikus berendezésekkel kapcsolatos minőségellenőrző intézkedések és az ehhez kapcsolódó költségnövekedés várhatóan még hangsúlyosabbá válik.

Elektronikus és elektromos vs. Egyéb rendszerek: Minőségellenőrzési (containment) elemzés

B. Elektronikus vezérlőegységek (ECU-k): Növekvő kereslet az új járművek bevezetésekor az elektronikus vezérlőegységek szoftverfrissítései iránt

a) A modern járművek elektronikus vezérlőegységeinek áttekintése

Tekintettel az E&E rendszerek által támasztott egyedi kihívásokra, különösen a speciális berendezések és a szakértelemre vonatkozó követelmények tekintetében. Az átfogó E&E architektúra és az elektronikus vezérlőegységek (ECU-k) megértése és a velük kapcsolatos elszigetelési intézkedések optimalizálása érdekében alapvető fontosságú a minőségirányítási összköltségek csökkentése, hiszen ezen alkatrészek a modern járműelektronika kulcselemévé válnak, ezzel együtt külön minőségi kihívásokat teremtve.

A mai járművek körülbelül 50 elektronikus vezérlőegységet tartalmazhatnak, amelyek olyan alapvető funkciókat vezérelnek, mint a motor, szervokormány, kényelmi funkciók, elektromos ablakemelők, az ülések és a HVAC (fűtés, szellőzés és légkondicionálás), valamint a biztonsági rendszerek, beleértve az ajtózárakat és a kulcs nélküli beléptetést is. Az elektronikus vezérlőegységek kezelik továbbá az olyan passzív biztonsági funkciókat, mint a légzsákok, olyan alapvető aktív biztonsági funkciókkal együtt, mint az automatikus vészfékezés. A modern járművek egyre kifinomultabbá válásával az elektronikus vezérlőegységek minősége jelentősen befolyásolja a biztonságot, a teljesítményt és a vásárlói elégedettséget.

A modern elektronikus vezérlőegységek fejlett szoftveralgoritmusokat integrálnak összetett hardverplatformokba. A hardver-szoftver integráció biztosítása jelentős kihívást jelent, elsősorban a változatos alkatrész-beszállítók, többféle szoftververzió és a különböző rendszerkonfigurációk miatt. Ez a bonyolultság arra kényszerítette az autógyártókat, hogy az elektronikus vezérlőegységek konszolidálásának stratégiáját kövessék, amelynek célja a járműfejlesztés egyszerűsítése a járművenkénti vezérlőegységek teljes számának csökkentésével.

 

b) A 4 kritikus, reflash tevékenységet igénylő elektronikus vezérlőegység

A TRIGO-nál azonosítottuk a négy legfontosabb autóvezérlő egységet, amelyek az OEM-gyártó üzemben gyakran igényelnek reflash-t:

1. Motorvezérlő egység: Ez az egység a motor agyaként működik, folyamatosan elemzi a több érzékelőtől származó adatokat, hogy optimalizálja a motor teljesítményét, az üzemanyag-hatékonyságot és a károsanyag-kibocsátás szabályozását. Olyan kritikus paramétereket kezel, mint az üzemanyag-befecskendezés időzítése, a levegő-üzemanyag keverék, a gyújtás időzítése és a változó szelepvezérlés, mindezeket valós időben igazítva a különböző vezetési körülményekhez.
2. Sebességváltó-vezérlő egység: Ez az egység felügyeli a jármű sebességváltóját, biztosítva, hogy a sebességváltások a megfelelő időben történjenek az optimális teljesítmény és hatékonyság érdekében. Algoritmusokat használ az optimális váltási pontok meghatározásához olyan tényezők alapján, mint a jármű sebessége, a motorterhelés, a gázpedál állás és a vezetési mód. A modern TCU-k adaptív tanulási képességeket is integrálnak, hogy a vezetési stílusnak és a körülményeknek megfelelően állítsák be a váltási mintákat.
3. Karosszéria vezérlőmodul: Ez a modul kezeli a jármű különböző komfortfunkcióit, beleértve a belső és külső világítást, az elektromos ablakokat, a központi zárat, a klímaberendezést és az ablaktörlőket. Ahogy a járművek egyre kifinomultabbá válnak, már olyan összetett funkciókért is felelősek, mint a kulcs nélküli beléptető rendszerek és az automatikus klímaberendezés.
4. Infotainment egység: Ez az egység vezérli a jármű szórakoztató és információs rendszereit, köztük olyan funkciókat kezelve, mint az audiorendszerek, navigáció, Bluetooth-kapcsolat, okostelefon-integráció és még sok más különböző multimédiás funkciót beleértve. A csatlakoztatott autófunkciók növekvő jelentőségével ezek az egységek gyakran igényelnek frissítéseket az új eszközökkel és szolgáltatásokkal való kompatibilitás fenntartása, valamint a biztonsági javítások és funkciófejlesztések végrehajtása érdekében.

 

C. A modern elektronikus vezérlőegységek összetettsége fokozza a jelentős költségvonzattal járó reflash műveleteket

a) Költségvonzatok és kulcsfontosságú működési kihívások

Az ECU-kat érintő minőségügyi incidenseket követően gyakori művelet mind az eredeti gyártónál lévő készlet, mind a szállított alkatrészek reflash-elése. Ez a folyamat több okból is összetett:

• Hosszú folyamatidő: Egy alkatrész reflash-elése több percet is igénybe vehet, ami növeli a teljes folyamat idejét.
• Eszközhiány: Gyakran nincs elegendő berendezés az összeszerelősoron előírt taktidő teljesítéséhez.
• Folyamatos használatra nem megfelelő berendezések: A reflash berendezéseket általánosságban laboratóriumi tesztelésre és validálásra tervezték, nem pedig folyamatos gyártási környezetben való használatra.
• Fogyóeszközök elhasználódása: A kábeleket és csatlakozókat bizonyos számú ciklus után gyakran cserélni kell a törés elkerülése érdekében.
• Emberi hibabiztos anyagáramlás és szabványos működési munka (SOW): A kezelőknek egyszerre több reflash állomást kell kezelniük, beleértve a hiányosan reflash-elt alkatrészeket is.
• ESD-védelem: A megfelelő elektrosztatikus kisülés (ESD) által védett terület biztosítása elengedhetetlen az alkatrészek károsodásának elkerülése érdekében.

b) Frissítési protokollok

Ezenkívül a reflash folyamat végrehajtása jelentősen eltérhet a megvalósítandó kommunikációs protokolloktól függően:

1. A nem kritikus alkatrészek esetében túlnyomórészt nyílt protokollokat használnak, amelyek lehetővé teszik a szoftver egyszerű frissítését a szabványos diagnosztikai eszközökkel. Ezek a protokollok jellemzően szabványos autóipari hálózatokon, például CAN-buszon vagy Etherneten keresztül működnek, és szabványosított diagnosztikai specifikációkat követnek (ISO 14229/15765).
2. Az OEM-hitelesítést igénylő védett protokollok a középutas megközelítést képviselik. Ezek a rendszerek olyan biztonsági mechanizmusokat alkalmaznak, amelyeket az OEM-ek saját biztonsági hozzáférési algoritmusok és munkamenetkulcsok alkalmazásával valósítanak meg az illetéktelen módosítások megakadályozása érdekében.
3. A beszállítói tulajdonú protokollok képviselik a legkorlátozottabb kategóriát, ahol a szoftverfrissítéseket csak az eredeti alkatrész beszállítója hajthatja végre. Ezek a protokollok gyakran tartalmaznak fejlett biztonsági funkciókat. Bár ez a megközelítés maximális ellenőrzést biztosít a kritikus rendszermódosítások és a szellemi tulajdon védelme felett, jelentősen befolyásolhatja az újrafrissítési munkafolyamatokat és növelheti az újrafrissítési költségeket. A szállítók ezeket a saját protokollokat a funkciókhoz való többszintű hozzáférés megvalósítására használják, lehetővé téve számukra, hogy bizonyos funkciókat árképzési modellek alapján letiltsanak vagy engedélyezzenek.
4. Az OTA (Over-The-Air) frissítések a modern járművek ECU-újraflashelési kihívásainak megoldására jelentenek új megoldást. A hagyományos, a járműhöz közvetlen hozzáférést igénylő újrafrissítési módszerekkel ellentétben az OTA-technológia lehetővé teszi a gyártók számára, hogy vezeték nélküli kapcsolaton keresztül távolról telepítsék a szoftverfrissítéseket a jármű ECU-ihoz. Ez a képesség jelentősen csökkenti a működési költségeket és a hagyományos, márkakereskedésekben vagy gyártóüzemekben végzett újrafrissítési eljárásokkal járó logisztikai bonyolultságot. Az OTA-rendszereket hibabiztos mechanizmusokkal kell megtervezni, hogy megakadályozzák a hiányos vagy hibás frissítéseket, amelyek veszélyeztethetik a jármű működését. E kihívások ellenére az autóipar egyre inkább elfogadja az OTA-képességeket, mint stratégiai megoldást az ECU-szoftverek kezelésének ésszerűsítésére és a jármű karbantarthatóságának javítására annak teljes életciklusa során.

A TRIGO-nál speciális szolgáltatási megoldásokat fejlesztettünk ki a hagyományos újrafrissítési műveletek költségeinek optimalizálására, amelyek könnyen több tízezer dollárra rúghatnak, ha az OEM-nél végzik el őket. A fent említett kihívások kezelésével célunk az ECU-újraflashelési folyamatok hatékonyságának és megbízhatóságának növelése, jobb minőségellenőrzést és költséggazdálkodást biztosítva mind az autógyártók, mind az alkatrész-beszállítók számára.

2. A beltéri alkatrészek tartós minőségi kihívásai

A. A jelenlegi állapot elemzése

A beszállítóktól származó belső alkatrészek létfontosságú szerepet játszanak abban, hogy a járművezetők és az utasok hogyan élik meg a járművet – az érzékelt minőségtől kezdve a biztonságon át a gyakorlati funkcionalitásig. A TRIGO kutatásai szerint ezek a beszállítói alkatrészek a gyártási életciklus során következetesen több korlátozó intézkedést eredményeznek az eredeti gyártóknál, mint bármely más járműalkatrész.

Az adatok mélyebb feltárása során a legproblémásabb kategóriaként a belső burkolati alkatrészek tűnnek fel, amelyek a minőségi problémák 17,5%-áért felelősek világszerte, és a belső minőségi problémák 52,5%-áért felelősek, amelyek miatt korlátozó intézkedéseket kell hozni. Ez a kategória magában foglalja a tetőelemeket, a paneleket és a padlóburkolati anyagokat. Ez az incidensek aránya tükrözi az autóipari tervezés és technológia növekvő összetettségét, ami rávilágít arra, hogy a beszállítóknak kifinomultabb minőségellenőrzési folyamatokat kell kifejleszteniük kifejezetten ezekre a belső térelemekre.

A 3 legfontosabb alrendszer, amely korlátozó intézkedéseket eredményez

 

Minőségi incidensek belső alkatrész-típus szerinti bontásban

 

B. Hibák osztályozása

Bár az autógyártók az új modellek bevezetésekor átfogó minőségellenőrzéseket hajtanak végre, mielőtt a járművek eljutnak a vásárlókhoz, bizonyos problémák még mindig átcsúszhatnak. Ez különösen igaz az esztétikai hibákra – bár ezek nem veszélyeztetik a jármű működését, jelentősen befolyásolhatják a vásárlók elégedettségét és a jármű általános minőségének megítélését.

A TRIGO által a belső részeknél ellenőrzött hibák a következő típusokra bonthatók:

3. A minőségellenőrzés jövője: a gépjárműbelső minőségi szabványainak emeléséhez szükséges mesterséges intelligencia alapú ellenőrzés

A. Jelenlegi korlátok és szükségletek

A gépjárműbelső-alkatrészeket gyártó iparnak még mindig kihívásokkal kell szembenéznie a nagy volumenű gyártási környezetben történő következetes minőségellenőrzés fenntartása terén. A hagyományos automatizált optikai vizsgálati módszerek gyakran küzdenek az összetett geometriák, a finom hibák és az átfogó, több szögből történő elemzés szükségessége ellen. Ez sürgős igényt teremtett olyan kifinomultabb ellenőrzési megoldások iránt, amelyek egyszerre képesek pontosságot és skálázhatóságot biztosítani.

A mesterséges intelligencia alapú vizuális ellenőrző rendszerek átalakító megoldásként jelentek meg, és számos kulcsfontosságú előnyt kínálnak a hagyományos módszerekkel szemben:

Fejlett mintafelismerő képességek, amelyek alkalmazkodni tudnak a különböző alkatrésztípusokhoz

Az összetett felületi jellemzők valós idejű feldolgozása

Konzisztens teljesítmény nagy gyártási mennyiségek esetén

Csökkentett függőség az emberi kezelői variabilitástól

Képesség olyan finom hibák felismerésére, amelyek a hagyományos vizsgálati módszereket elkerülhetik

B. MI-alapú megoldások

A TRIGO a Scortex nevű leányvállalatán keresztül kifejlesztett egy élvonalbeli, mesterséges intelligencia alapú ellenőrzési megoldást, amelyet kifejezetten ezekre a kihívásokra terveztek. A rendszer két kulcsfontosságú területen mutatja be a kifinomult mélytanulási algoritmusok gyakorlati alkalmazását:

Komplex felületi hibák felismerése:

•  A felületi szabálytalanságok automatikus azonosítása nagy felbontású képalkotás révén
•  Az észlelt rendellenességek hőtérképes megjelenítése, amely lehetővé teszi a hibák pontos lokalizálását
• -A kritikus területek valós idejű elemzése, amint azt a fémalkatrészek vizsgálatánál láthatjuk, ahol a finom felületi eltérések is tetten érhetők

Többpontos vizsgálat:

• Több kritikus zóna egyidejű értékelése
• Fejlett mintafelismerés összetett geometriákhoz
• Átfogó alkatrészelemzés több látószögből (akár 4 perspektívából)

A fejlett vizuális ellenőrzési technológia ezen integrációja a TRIGO elkötelezettségét képviseli az olyan innovatív minőségellenőrzési megoldások kifejlesztése iránt, amelyek az autóipari alkatrészgyártás változó kihívásaira adnak választ, miközben fenntartják a nagy áteresztőképességet és a következetes minőségi szabványokat.

 

KÖVETKEZTETÉS: Gyakorlati tanulságaink az ellátási lánc hatékonyságának és minőségének javításához

• Helyezze előtérbe a belső és külső alkatrészek beszállítói felügyeletét:
• Ezek az alkatrészek együttesen a visszafogási költségek 40,1%-át teszik ki.
• A fókuszált beszállítói elkötelezettség és a fokozott minőségirányítás alapvető fontosságú az ezekben a kategóriákban visszatérő problémák mérsékléséhez.

Alkalmazzon MI-vezérelt vizsgálati megoldásokat a belső alkatrészek minőségellenőrzésére:

• Alkalmazza a mesterséges intelligencia által vezérelt vizuális ellenőrzést, mint például a TRIGO Scortex által tervezett Spark megoldását, hogy javítsa az ellenőrzés pontosságát, csökkentse az emberi függőséget, és skálázza a minőségirányítást az összetett geometriák és a finom hibák esetében.
• Hozzon létre adatvezérelt visszacsatolási hurkokat az észlelési pontosság folyamatos javítása érdekében

Tervezze meg az elektronikus és elektromos rendszerek elszigetelési intézkedéseit:

• Az E&E rendszerek a bonyolultabb felbontások miatt egyenlőtlen és növekvő költségkihatást mutatnak.
• Kezelje az E&E rendszerek növekvő elszigetelési költségeit speciális diagnosztikai eszközökbe és képzésbe történő beruházással, hogy racionalizálja az reflash műveleteket.
• A hosszú távú költségek csökkentése érdekében lépjen partnerségre harmadik fél szolgáltatókkal a skálázható elszigetelési műveletek érdekében.