Автомобилестроительная промышленность – одна из ключевых сфер мировой экономики. Ежегодные ассигнования на исследовательские изыскания и инновации в автомобилестроении превышают сотни миллиардов долларов. Количество рабочих мест в отрасли – свыше 14 млн, а суммарные активы составляют более 2 трлн долларов.
Несмотря на столь впечатляющие показатели, отрасль непрерывно испытывает затруднения и вынуждена оптимизироваться. Постоянные изменения и дополнения, касающиеся охраны окружающей среды, требуют апгрейда существующих моделей еще на стадии проектирования. Современный автомобиль должен основываться на принципиально новых разработках, отвечающих всем требованиям технического прогресса. Непрерывное развитие технологий во всех сферах жизни и компьютеризация многих процессов ориентируют производителей на создание высокоинтеллектуальных машин.
Среди задач, стоящих перед автомобилестроением сегодня, – соблюдение нормативов по защите окружающей среды. Российские и зарубежные производители ставят перед собой цель сократить выбросы и расход топлива вдвое. Для этого необходимо улучшить технические характеристики автомобилей в несколько раз по сравнению с прошлыми показателями: полумерами здесь не обойтись. Постепенное улучшение уже существующих моделей оказывается более трудо- и времязатратно и гораздо менее эффективно, нежели создание новых моделей с нуля.
Один из инновационных подходов в машиностроении – использование композитных и алюминиевых материалов при создании кузова, позволяющее поставщикам сокращать массу автомобиля на 25 %.
Популярность в автомобилестроении набирает разработка умных автомобилей. С каждым годом машины все больше похожи на персональные компьютеры на колесах. Речь идет не только о беспилотных вариантах автомобилей. Автопроизводители уверены, что идеальная современная машина обязана уметь все и быть максимально простой в управлении. Большинство инноваций применяется преимущественно для концепт-каров, но анализируя технологии, внедренные на этих устройствах, можно понять направление будущих разработок автомобилестроения.
Большой инновационный прорыв наблюдается в развитии геолокационных систем и методов компьютерного анализа: заметны явные улучшения автомобильных систем навигации и безопасности. Ведущие автопроизводители мира вкладывают огромные финансовые ресурсы в создание пользовательского интерфейса, с помощью которого водитель сможет управлять потоками информации, не отвлекаясь от вождения.
Эра программирования ведет к полной автономии транспортных средств, которая требует создания сложнейших кодов. Большой интерес вызывают вопросы безопасности в автомобилестроении. Протестированы и внедрены системы, которые отслеживают уровень стресса, а также степень усталости водителя. Предполагается, что с течением времени машина приобретет еще большие функциональные возможности, например, автоуправление, которое включится, если система почувствует угрозу безопасности водителя или движения.
Резюмируем: основные глобальные тенденции инновационных преобразований автомобилей заключаются в изменении конструкции машины, создании беспилотного и электрического транспорта, разработке мобильного сервиса, высокотехнологичном производстве.
Перечислим некоторые примеры инновационных изменений в автомобилестроении:
Интегрированное использование 2D- и 3D-технологий на этапе моделирования опытных образцов уменьшает сроки разработки. Объединение моделей и виртуализации помогает выявить характеристики будущих прототипов на начальном этапе автомобилестроения, сократить стоимость и сроки работ.
Интеграция систем регулирования программных приложений позволяет:
Систематизация на всех этапах позволяет контролировать ход разработки от создания проекта до конца эксплуатационного процесса, осуществляет полный мониторинг недочетов.
Глобальные проекты требуют особого внимания, когда возникает необходимость внесения некоторых корректив и структурных изменений в инновационный проект. К примеру, на этапе конвейерной сборки при установке зеркал заднего вида предлагается множество вариантов деталей.
Они могут иметь разную комплектацию:
Пошаговое исполнение автосборки для каждого варианта будет разным. Совмещение процессов разработки и регулирования обеспечивает контроль над производством и доступ к функционалу из единого меню. Это уменьшает сроки готовности изделия и дает гарантию корректности разработанной технологии в автомобилестроении. Интегрированное использование данных процессов позволит дать оценку технологичности узлов и агрегатов, а также выявить ошибки или погрешности на ранней стадии (брак или несоответствие деталей кузова). Благодаря этой опции возможно внесение изменений на этапе сборки автомобилей, что существенно упрощает производство.
Ведущим инновационным трендом как в Российской Федерации, так и за рубежом является производство беспилотных моделей автотранспортных средств. Такие модели уже осуществляли тестовые поездки, а также грузопассажирские перевозки.
У компании Uber в сотрудничестве с Otto давно существуют варианты воплощения подобных перевозок. Плодотворное сотрудничество двух фирм вылилось в появление беспилотной модели грузовика и осуществление самоуправляемой грузопассажирской перевозки.
В некоторых городах Европы и в Гонконге запущена линия беспилотных автобусов. У них относительно маленькая скорость передвижения – 20 км/ч (в целях безопасности), которая компенсируется абсолютной безопасностью для природной среды.
Отечественные разработки связаны с российским брендом КамАЗ и компанией Volgabus, которые представили проекты российских грузовых беспилотников и автобусов. Камазовский проект может войти в серию в 2022 году и будет осуществлять грузоперевозки без водителей. Модель нового беспилотного автобуса от Volgabus должна в режиме онлайн анализировать дорожную ситуацию, проводить интеллектуальный процесс управления посредством специального программного обеспечения. Еще одно изобретение от указанной фирмы – автомобильная платформа беспилотного типа управления MatrЁshka, которая будет выпускаться в нескольких модификациях: открытое шасси, микроавтобусы, грузовики. По некоторым данным, прототипы успешно тестируются в инновационном центре «Сколково» и скоро начнут курсировать в московских парках и Сочи.
Несмотря на успехи зарубежных и отечественных производителей в автомобилестроении, эпоха беспилотных транспортных средств еще не наступила. Проблемы с безопасностью и надежностью пока не решены на 100 %, а свежие примеры неудачных опытов (вплоть до летальных исходов) замедляют процесс внедрения новых технологий в РФ и в мире.
Последний случай с электромобилем Tesla (амбициозный проект Илона Маска) – яркое тому подтверждение. Model S, находящаяся под управлением системы автопилотирования, попала под фуру на трассе, в результате чего водитель погиб. По результатам расследования было установлено, что ни водитель, ни автопилот не заметили приближающуюся машину. Этот инцидент стал первым случаем ДТП со смертельным исходом, когда автомобиль управлялся компьютером. Компания признала недоработки в системе автопилота, хотя подчеркнула, что будущее – за этой инновационной системой управления транспортным средством.
Современное автомобилестроение достигло небывалого уровня. Новейшие разработки поражают смелостью фантазии и мастерством воплощения, кажутся фантастическими. В скором времени станет известно, какие инновации обогатят автомобилестроение будущего.
Ремонт автомобилей - дело трудоемкое. В наше время инновационных технологий компьютерные техники охватывают все больше и больше аспектов во всех сферах жизни. Добрались они и до автомастерских. Традиционный подход к ремонту постепенно остается позади. Современным техникам приходится совершенствоваться в плане автомобильного ремонта, используя при этом достижения новых технологий. Эти технологии основываются на диагностике, что позволяет быстро отремонтировать автомобиль. Естественно, для рядового владельца машины ремонт будет стоить весьма недешево. Но такие цены оправданы, ведь автомастерским приходится тратить немалые деньги на сертификацию и повышение конкурентоспособности. Что ж, давайте посмотрим, какие нововведения нам предлагают автомастерские будущего. 1) Дешевые самодельные компьютеры Британскими учеными был разработан Raspberri Pi - небольшой компьютер, функция которого состоит в том, чтобы учить детей программированию. Естественно, как и у каждого нововведения, у Raspberri Pi есть позитивные и негативные стороны. Он дешевый и универсальный, что хорошо для любого среднестатистического пользователя. Однако, чтобы Raspberri Pi выполнил какое-либо действие, его нужно запрограммировать, что под силу не каждому. Касаемо автомобилей, этот компьютер однозначно пригодился бы в ремонте. Например, он проводил бы диагностику данных, собирал статистику производительности, что помогло бы модернизировать и улучшить технологии ремонта. Благодаря низкой цене, компактности и удобстве в использовании диагностический компьютер вполне может быть неоценимым помощником автомеханикам.Raspberri Pi в салоне автомобиля 2) Новые технологии кузова Безусловно, с развитием новых веяних в компютерных технологиях, автомастерским понадобится обновление их техники и оборудования. Например, алюминевые кузовные панели. Ранее алюминий использовали только самые высокопроизводительные автомобили. Сейчас все больше и больше производителей внедряют в дизайн своих автомобилей алюминий. В частности, Ford заявил, что собирается выпустить линейку автомобилей с алюминиевыми кузовами. Это весьма практичное решение, ведь алюминий - легкий и прочный материал. Эти его свойства помогут соблюдать требования по выбросу выхлопных газов и безопасности. Следует заметить, что автомобили с алюминиевыми панелями достаточно прочны. Они дольше функционируют. А если вдобавок использовать камеры заднего обзора и системы предупреждения столкновения, можно уменьшить риск аварий и серьезность повреждений при них. 3) Беспроводная передача данных Беспроводное обновление программного обеспечения здорово исправило бы текущие проблемы и наладило оценку пробега. С его помощью техники смогли бы диагностировать проблемы безопасности и производительности. Как правило, такое программное обеспечение постоянно нуждается в обновлении, что не является удобным. Компания Tesla Motors, которая известна производством электромобилей, планирует обеспечить их обновления беспроводным путем прямо из дома, по аналогии со смартфоном или компьютером. Такое беспроводное подключение весьма сомнительное, поскольку взломать его не так уж и сложно. 4) Дополненная реальность Новые автомобили нынче оснащены сложной, а иногда и опасной в использовании электроникой или гибридной трансмиссией, компьютеризированными компонентами, модернизированными системами безопасности, а также сетью датчиков, которые контролируют каждый сантиметр. Это в корне меняет процесс починки автомобилей. Представьте только: вы надеваете Google Glass, и вашему взору открывается вся возможная информация об автомобиле. Следом запускаете компьютер, который будет сопровождать вас в процессе ремонта, открываете приложение, которое поможет визуально очертить и приблизить ту или иную зону автомобиля. Удобно, не правда ли? На автомибильном рынке такую технологию, именуемую как дополненная реальность, хочет опробовать Volkswagen. Для грядущего VW XL1 был представлен мобильный технический ассистент дополненной реальности, сокращенно MARTA. Он улучшит безопасность работы, а также поможет сэкономить время. В ближайшем будущем такие приложения дополненной реальности помогут владельцам автомобилей самостоятельно их ремонтировать. 5) 3D-печать Наверняка, все о ней слышали. 3D-печать уже существует и практикуется для воссоздания существующего объекта или создания совершенно нового по конструкции пользователя. Это может быть особенно полезно для ремонта старых автомобилей, когда техники столкнутся с отсутствием определенных деталей - достаточно будет взять сломанную вещь, отсканировать ее и распечатать новую. Промышленным 3D-принтерам придется проделать длинный путь, чтобы прижиться в автомастерских. Зато потом каждый сможет использовать их возможности для быстрого восстановления поврежденных или потерянных деталей. 3D печать деталей автомобиля
Представляем вам новые технологии в автомобилестроении , которые в ближайшее время могут стать неотъемлемой частью в автомобилестроении. Суперпластмассы - порождение новой эпохи.
Когда появилась возможность вплетать углеродные нити в различные материалы, стало возможным создание сверхпрочных пластмасс. Такие материалы способны выдержать большую силу удара при том, что их вес значительно ниже обычных противоударных деталей. при столкновениях и способствовать экономии веса.
Некоторые западные компании трудятся над разработкой гибридного материала - пластмасса с вплетением стального кабеля. Этот недорогой материал будет использоваться при создании элементов кузова, внутренней отделки, бамперов. Такие сверхпрочные армированные суперпластмассы действительно обладают высокой прочностью, но пока что выглядят не очень красиво. Наверняка этот недостаток вскоре будет исправлен.
Гибридные автомобили до сих пор не не так популярны, как заслуживают того. А все потому, что в мире есть такие вредные снобы, которые постоянно опосаются, что заряда батарей не достаточно для полноценной поездки. Заткнуть за пояс таких скептиков должна развивающая инфраструктура и увеличивающийся объем аккумуляторов. Ряд передовиков труда в автопромышленности, такие как Audi, BMW и Mazda трудятся на интересной разработкой - генератор для выработки электричества на аккумулятор, который приводится в движение от качения автомобиля при езде.
В «лохматые» годы Фердинанд Порше уже подумывал о том, что электрический движок машины должен располагаться в ступицах, что значительно бы расширило пространство в автомобиле для пассажиров и аккумулятора. До сих пор эта идея витает в воздухе, но производители боятся располагать так моторы, потому что увеличение неподрессоренной массы может сказаться на управляемости и плавности при движении по пыльным и гравийным дорогам. Однако, фирма Protean Electric и Lotus Engineering проводит исследования, в рамках которых два идентичных автомобиля Lotus проверяются сотрудниками компании на маневренность и управляемость.
Один из них оборудован моторами в ступицах. По результатам тестов получается, что для среднестатистического водителя разница незаметна. Небольшие огрехи в управлении устраняются небольшими подстройками подвески. среднестатистический водитель не заметит снижения производительности связанной с дополнительной неподрессоренной массой, а должная дополнительная настройка поможет побороть большую часть побочных эффектов связанных с управляемостью.
Современное городское интенсивное движение требует экономии топлива. Обычное дело сегодня - в пробке или на светофоре заглушить двигатель, чтобы не «коптить небо». Беда в том, что свинцово-кислотный аккумулятор под капотом не способен выдержать несколько агрессивных циклов «стоп-старт» - он быстро разряжается, если поездить вы не успели, а заводились несколько раз подряд. Данная проблема была решена еще в 1901 году, когда Томас Эдисон придумал никель-цинковый.
Такой аккумулятор не теряет разрядку так быстро, если вы вынуждены глушить и заводить мотор несколько раз подряд. Кроме того, такие аккумуляторы имеют больший срок службы. Современная компания Power Genix заявляет, что никель-цинковые батареи весят вполовину меньше при удвоенном времени работы. Кроме того - они более экологичны в плане утилизации.
воспользоваться нашим поисковиком автозапчастей. Все, что от вас требуется, это лишь зайти в раздел « » и заполнить открывшуюся там форму. После этого заявка с интересующей вас запчастью разлетаться в десятки автомагазинов, и они сами пришлют вам свои цены на искомый товар.
3 .Технология размещения электромоторов в ступицах колес - не миф, а реальность.Идея Фердинанда Порше о том, чтобы установить электрические моторы в ступицах колес, что предоставило бы больше пространства для пассажиров и для , никак не приживается у автопроизводителей. Они никак не решаются применить эту технологию для автомобиля, опасаясь, что значительное увеличение неподрессоренной массы навредит управляемости и плавности хода на грунтовой дороге. Оспаривая это предположение, компании Protean Electric и Lotus Engineering проводят интенсивные сравнительные тесты стандартного седана и седана, который приводится в движение электромоторами, установленными в ступицах колес. Lotus пришел к удивительным выводам: среднестатистический водитель не заметит снижения производительности связанной с дополнительной неподрессоренной массой, а должная дополнительная настройка поможет побороть большую часть побочных эффектов связанных с управляемостью. Protean планируют начать производство колец с электромотором в ступице уже в 2014 году. Будут ли оснащены такой новой технологией, нам пока не известно.
В наши дни, выключение двигателя на светофоре в целях экономии топлива становится стандартной, уже не новой автомобильной технологией, хотя и требует специальную, подготовленную электрическую систему. Никель-цинковый аккумулятор, запатентованный Томасом Эдисоном еще в 1901 году, является первым кандидатом на замену обычных , потому что он может работать с циклами агрессивных старт-стопов без потери производительности и без вреда самому аккумулятору. Производитель никель-цинковых аккумуляторов Power Genix утверждает, что, по сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами, никель-цинковые работают вдвое дольше, весят на 60 процентов меньше, а утилизировать их гораздо проще.
5. Беспроводнас система безопасности пешеходовОколо трех тысяч автомобилистов в Мичигане, США, вовлечены в исследование Министерства транспорта, в котором используется беспроводное подключение автомобиля к автомобилю во избежание столкновений. В зависимости от результатов этого исследования, к 2020 году устройство Wi-Fi может стать обязательным оборудованием для каждого транспортного средства, производимого в Америке. Развивая эту идею, компания GM хочет помочь водителям избегать столкновений не только друг с другом, но и с пешеходами. В основу их программы легла новая автомобильная технология под названием Wi- Fi Direct , позволяющая смартфону лица управляющего машиной связываться со смартфоном пешехода через вышки сотовых операторов. Прямое подключение сокращает время необходимое на выявление опасности с восьми секунд до одной. В продолжение темы рады предложить вам материал: « »
В наше время ни для кого не является диковинкой трехмерное изображение. Оно начало свою жизнь на экранах кинотеатров и перекочевало в наши гостиные на экраны телевизоров. Теперь и для автомобильных технологий пришло время 3D. Используя тонкопленочные транзисторные проводники, компания Johnson Controls создала экспериментальную 3D приборную панель, важная информация на которой отображается на переднем плане, а вторичные данные расположены глубже, но также в поле зрения водителя. Эта новая также может добавить реализма системам навигации и ощущения экшена видерегистраторам.
7 . Бесплатное горючее на парковочном местеМировые ритейлеры - гиганты Best Buy, IKEA, Kohl’s, Macy’s, и аптечная сеть Walgreens начали устанавливать бесплатные зарядные станции для электромобилей на своих парковках. После успешного старта в Калифорнии, США, Walgreens установил уже 385 таких станций по всей стране и планирует увеличить их количество, как минимум, вдвое. Государственные субсидии покрывают большую часть расходов, а электричество, которое пускается на зарядку электрических транспортных средств и плагин гибридов, стоит сего пенни за час. Надеемся, что отечественные ритейлеры тоже возьмут на вооружение западный опыт и если не начнут раздавать бесплатный бензин, то может быть хотя бы лобовое стекло протрут.
Основным вкладом в эффективность гибридной установки является рекуперативное торможение. Но кто сказал, что этот трюк должен эксклюзивно принадлежать только гибридным автомобилям? Начиная с Gran Turismo 5-й серии 2010 года выпуска, BMW предлагает генераторы, запрограммированные на зарядку в основном во время торможения, мера для экономии топлива, которая называется регенерация энергии торможения. У компании Mazda существует своя версия этой , которая накапливает импульсы в конденсаторе. Климат контроль и информационно-развлекательная система в Mazda 6 модели 2013 года полностью черпают энергию из конденсатора, а не от генератора с приводом от двигателя.
9 . Храните деньги в сберегательной кассе, а водород в H2.Попытки хранения водорода для автомобильных топливных элементов в под высоким давлением или же в качестве криогенной жидкости, были разочаровывающими. Создание новой автомобильной технологии позволяющей хранить и использовать водород, помещенный в некое подобие топливного бочка, не увенчались успехом . Единственным разумным решением на сегодняшний день остается хранение водорода в молекулярной форме (Н2) под разумным давлением и при разумной температуре, но в большей плотности. Калифорнийская национальная лаборатория Lawrence Berceley изучает способы того, как можно это сделать с помощью металло-органической структуры хранения материалов. Эти легкие трехмерные структурные решетки привлекают и удерживают водород, как микроскопические губки. На данный момент исследования каждое потенциальное место хранения может удерживать лишь одну молекулу Н2, но ученые работают над тем, чтобы увеличить это количество в три-четыре раза.
Вождение автомобиля во время проливного дождя или сильного снегопада может быть мучительным и опасным занятием, так как осадки отражают свет ваших светодиодных автомобильных фар, тем самым снижая видимость на дороге. Чтобы раскрыть завесу вашего зрения, исследователи изобрели такие новые автомобильные фары, которые способны светить между отдельными каплями дождя или хлопьями снега. В синхронизации с камерой слежения за движением падающих частиц, несколько , в тандеме с , мигают, тем самым сокращая отражение от осадков на 70 процентов. Мерцание происходит настолько быстро, что человеческий взгляд воспринимает его как непрерывный луч света. На данном этапе развития, лабораторные системы производят 77 миганий в секунду, но для того чтобы система была эффективной на высокой скорости автомобиля, мигание должно быть более частым.
Хотите, чтобы в вашем автомобиле кнопка открывания багажника была перенесена из неудобного места под руку, а сиденье двигалось вперед еще на пару сантиметров?
Раньше такое было невозможно - автозаводы очень долго реагировали на желания покупателей. А то и не обращали внимания на просьбы, так как для их выполнения пришлось бы перестраивать весь рабочий процесс.
Однако конструирование машин под индивидуальные потребности заказчиков уже не вчерашний, а сегодняшний день. В автомобильной промышленности все активнее применяется компьютерное моделирование и виртуальные испытания вместо бумажного проектирования и создания физических прототипов, все - от отдельной детали до автомобиля в целом - создается на экране монитора.
Корреспондент "Российской газеты" на собственном опыте убедился в том, что за новыми технологиями для управления жизненным циклом изделия - будущее. И оно уже здесь. Производство гоночных машин для Формулы 1 - один из ярких примеров использования цифровых технологий в автопроме.
Штаб-квартира Red Bull Racing расположена в небольшом английском городке Милтон-Кейнс, где в нескольких корпусах сосредоточены проектный офис, испытательные стенды и производство деталей для болидов.
Снимать на заводе, кстати говоря, было нельзя - многие технологии секретны и даже во время экскурсии скрыты за зеркальными окнами офисных помещений. Даже двери открываются с помощью сканера отпечатков пальцев. Зато можно было спрашивать!
И узнать, например, что в команде работает 700 человек. Что в этом сезоне почти каждые две недели на гонку отправляется около 60 человек и 40 тонн груза. Каждый год, по сути, создается новый болид. Он состоит из 7000 уникальных деталей, при этом за сезон разрабатывается и вносится до 30000 изменений конструкции, а от идеи до рабочего экземпляра проходит всего 5 месяцев.
Сразу возникает вопрос - каким образом достигается такая оперативность? И вот тут как раз наступает время поговорить о цифровом производстве. Например - покраска. Знаете ли вы, что нанесение надписей на корпус болида приводит к тому, что он становится менее обтекаемым, возникают микрозавихрения воздуха, которые снижают скорость и увеличивают расход топлива? Так вот - есть технологии, позволяющие и надпись сделать и "заполировать" ее так, что даже лишнего грамма бензина не израсходуется. И еще один нюанс, связанный с покраской - специалисты Red Bull Racing с помощью программных продуктов Siemens, например, выяснили, что матовая или глянцевая покраска болида, как говорится, на скорость не влияют.
"Старые произведенные процессы недостаточно эффективны, они не справляются с растущей сложностью изделия, и его персонификацией под индивидуальные требования заказчика", - говорит Ян Ларссон, директор направления отраслевого и продуктового маркетинга компании Siemens PLM Software. И продолжает: для этого необходимо сначала создать цифровую модель изделия - от болта до конечного изделия - машины. Нужно организовать процесс сбора отзывов покупателей и оперативной обратной связи с ними.
И в целом использование программных продуктов цифрового производства не так уж и дорого. "Для предприятия малого бизнеса стоимость не превысит нескольких тысяч долларов. Конечно, внедрение цифровых технологий на крупном производстве обойдется дороже, но выигрыш - в повышении его эффективности, реакции на необходимые изменения покроет все затраты", - рассказал Ян Ларссон.
В разговоре с корреспондентом "РГ" он конкретизировал: многие российские предприятия, выпускающие сложную наукоемкую продукцию, активно используют цифровые технологии. В их числе предприятия авиастроения, энергетического машиностроения, автомобилестроения.
При этом параллельная коллективная работа конструкторов и технологов в виртуальной среде позволяет разрабатывать управляющие программы одновременно с тем, как идет проектирование детали. Это максимально сокращает сроки изготовления.
И позволяет быстро внедрять совершенно новые технологии, которые пока работают в автоспорте, но вполне возможно - скоро окажутся и на классических автомобильных производствах.
