Колко дълбоки ще са трансформациите в автомобилната индустрия?

Преминаването от превозни средства с двигатели с вътрешно горене (ДВГ) към електромобили ще има дълбок и трансформиращ ефект върху автомобилните производствени операции и техните доставчици. Тази промяна значително ще повлияе и на моделите на заетост в глобалната автомобилна индустрия.

Потокът от електромобили, който нахлува сред индивидуалните потребители през това десетилетие, ще изисква много по-малко части и възли от днешните автомобили и камиони, задвижвани с петрол. Нещо повече - ще има пълна промяна от производството на задвижване на превозни средства с ДВГ към електромобили, да не говорим за батерийни модули и други електрически системи и компоненти. Това радикално ще промени автомобилните производствени процеси, производствените технологии, цялостната автомобилна верига за доставки и работната сила за производство на автомобили. Тази трансформационна промяна със сигурност ще причини сериозни смущения в индустрията, но ще предостави и възможности за реинвестиране в производството в САЩ, докато компаниите преминават към зелена икономика.

Автоматична скоростна кутия и в производството

Проектирането и изграждането на автомобили, които да заменят превозни средства с ДВГ, представлява огромен набор от предизвикателства и по отношение на дизайна, и в областта на производствените технологии. То не само изисква купчина нови технологии, свързани с електрификацията на превозното средство, но и преобразуване на съществуващите фабрики, както и изграждане на нови производствени мощности. Освен това производителите на автомобили трябва напълно да преосмислят инженеринга на превозните средства и изживяването на водача, като същевременно запазят съществуващата "ДНК" на своите марки, докато превръщат емблематичните си модели в електрически.

Изграждането на електрическа кола е много по-различно

Напълно електрическите автомобили нямат многоскоростни трансмисии, радиатори, горивни инжектори, резервоари за гориво, зъбни колела, колянови валове или изпускателни системи са само някои от разликите. В сравнение с колата с ДВГ задвижващата система има много по-малко части и компоненти. В традиционния мотор има около 2000 части, докато при електрическите задвижвания те могат да спаднат и до 20, твърдят от ARC.

"Ясно е, че разликата при частите и сглобяването на системата ще определи изискванията към производството и евентуалното разположение на съоръженията във фабриката и производствените процеси, добавя той. Една традиционна система за производство на кола с ДВГ включва линия за задвижванията (фабрични линии за производство на части и компоненти на двигателя), щамповане на ламарина, сглобяване на каросерия, монтаж на шасито и задвижването, както и цялостно сглобяване на готовия автомобил." Много производствени процеси за каросерията, системите на шасито и интериора са сравними все пак.

При производството основните компоненти, които ще заменят двигателите с вътрешно горене, ще бъдат батерии и електрически двигатели. Батерийният пакет се състои от модули, които съдържат батерийни клетки, система за управление на батерията, която следи производителността, термично управление за контрол температурата на батерията, връзки и корпусни единици. Многоскоростните скоростни кутии, използвани в превозните средства с ДВГ, се заменят с едноскоростни трансмисии, тъй като изходната мощност на електрическите двигатели е по-ефективна и постоянна в много по-широк диапазон от обороти в минута в сравнение с конвенционалните ДВГ. "С други думи, при натискане на педала получавате почти мигновен въртящ момент. В допълнение към задвижването, другата важна категория е силовата електроника. Това обхваща цялото оборудване, което е от съществено значение за работата на постояннотоков към постояннотоков, DC към AC преобразуватели и контролери за силова електроника. Всичко това представлява напълно различни производствени процеси, оборудване и системи за направата на автомобила", казва Дик Слански, анализатор от ARC Advisory Group.

Преминаването от производство на модели с ДВГ към електромобили освобождава автомобилните производители от сложния и трудоемък процес на производство и сглобяване на двигатели и трансмисии. Те обаче трябва да овладеят изцяло нов набор от производствени процеси за електромобилите. "Един електромобил изисква напълно преработена електрическа система, която включва различни кабелни снопове, навиване им, запечатване на кабелите, осигуряване на качеството на по-сложните електрически системи. Това означава значителна промяна за индустрия, която е прекарала над 100 години в разработване и оптимизиране на производството на двигатели и сглобяването на превозни средства, постигайки много високи нива на ефективност", обяснява той.

Изцяло нов аспект на производството е интегрирането на пакета с батерии. Автомобилните производители рутинно сглобяват пакетите при тях чрез сглобяване на батерийни модули. Въпреки това клетките, които изграждат батерийните модули, обикновено се произвеждат от специализирани доставчици, често от компании за потребителска електроника, и то в страни от Азия. "Доставката на тези клетки до производителите на оригинално оборудване изисква добре функционираща верига за доставки, тъй като производителите на автомобили не могат да съхраняват големи запаси от батерийни модули заради потенциалния риск от пожар и разграждане на батериите с течение на времето, коментират от ARC. В резултат OEM производителите трябва да създадат добре функциониращ производствен процес за навременно интегриране на батерийния пакет."

Описание на компонентите в електромобила - значително по-малко от тези в модел с ДВГ

Source: ARC Advisory Group

Същевременно новите материали се превръщат във фактор за трансформацията на производството на електромобили. Намаляването на теглото на колата, с което производителите се стремят да отговорят и на по-строгите изисквания за икономия на гориво, е непрекъснат процес в автомобилната индустрия. Но производителите ще се съсредоточат върху този проблем още повече, тъй като платформите на батерийните пакети са изключително тежки и са основен фактор за ограничаване на капацитета и пробега между зарежданията. Например батерията на Tesla Model S тежи над 450 кг. За да се справи с допълнителното тегло на батерията, голяма част от корпуса на Model S е от алуминий. Алуминият обаче е по-сложен за работа в производствена среда, като щамповането, формоването и заваряването са по-трудни.

Една традиционна система за производство на кола с ДВГ включва линия за двигателите и отделни технич компоненти, щамповане на ламарина, сглобяване на каросерия, монтаж на шасито и задвижването, както и цялостно сглобяване на готовия автомобил

Дик Сланскки

анализатор от ARC Advisory Group

Очаква се производителите на автомобили да използват повече и по-разнообразни материали в бъдеще, с които да решат проблема с теглото. Усъвършенстваните композитни материали вече се използват от производителите за части от корпуса. BMW например произвеждат каросерии, изработени от композитни въглеродни влакна, за своите електрически модели i3 и iX, правят прототипи на 3D отпечатани каросерии на монокупе. По-малките и леки електромобили ще станат норма за градска среда, докато по-големите модели с по-голям пробег ще обслужват потребители при по-големи разстояния между зарежданията. Общият фактор за производство ще бъдат новите по-леки материали.

Нови умения на работниците

Автомобилните производители, които са се захванали с трансформация от ДВГ към електромобили, вече знаят, че работната сила е критичен фактор за този преход. Растежът на производството на електромобили в САЩ може да доведе до ренесанс за автомобилните работници, създавайки нови умения, възможности за обучение и по-високи заплати, твърди Слански от ARC. Недостатъкът може да бъде намаляване на персонала, както и съкращения на работници, които не могат да се приспособят към напълно новите производствени процеси. На този етап последното е малко вероятно, тъй като глобалната автомобилна индустрия извършва историческа трансформация на производството към електрически транспорт и мобилност. Те ще изискват напълно ангажирана и преквалифицирана работна сила, за да завършат успешно тази трансформация, добавят анализаторите.

Автомобилните компании преобразуват производствените линии за ДВГ модели и изграждат напълно нови фабрики на зелено, предназначени за електромобили. Това ще открие възможност за изграждане на тези нови производствени съоръжения с най-новите интелигентни производствени технологии и процеси.

"Тъй като нуждите от работна ръка се променят, автомобилните компании ще трябва да извършат мащабно планиране на работната сила, да оценят въздействието на прехода към електромобили върху тяхната работна сила и да преценят кои служители могат да бъдат преквалифицирани за напълно различни умения", казва Слански.

Много автомобилни компании вече са постигнали много аспекти от преобучението на работната сила или са силно ангажирани в процеса. Производителите на автомобили в ЕС и китайските компании са значително по-напред от щатските си колеги в този момент. Но производителите на автомобили в САЩ са много активно ангажирани в прехода на работната сила, като повечето поемат ангажимент да електрифицират повечето си модели.

Tesla произвежда електромобили от почти десетилетие и е създала своята работна сила "от нулата". Стартиращи фирми за електромобили вече са се включили в автомобилната работна сила и са инициирали програми за преквалификация едновременно с преобразуването на изоставените производствени линии в заводи за производство на електромобили (BEV).

Преходът към производство на електромобили ще бъде придружен от вълна от нови технологии, създаващи интелигентни фабрики. Новите производствени съоръжения ще са с най-новите интелигентни производствени технологии и процеси. Това ще позволи на новата работна сила да се включи директно в интелигентната производствена среда и да стане вътрешен компонент от тази трансформационна промяна.

Препоръки

Електрификацията на мобилността ще бъде масова и ще включва много видове транспорт освен леките коли. Докато утвърдената глобална автомобилна индустрия извършва преход от производството на модели с ДВГ към електромобили, се появяват и много стартиращи компании, които произвеждат всички видове електрически транспорт - от камиони за дълги разстояния до безпилотни апарати за пътуване до работното място.

Веригата за доставки за автомобилостроенето също ще претърпи значителна промяна, тъй като търсенето на компоненти за електрически превозни средства бързо нараства заедно с общото пазарно търсене на електрически модели от потребителите.

Производителите във всички области на транспорта трябва да са наясно, че дългосрочната перспектива е за електрификация за всички видове мобилност. Превозните средства, задвижвани с ДВГ, които зависят от изкопаеми горива, в крайна сметка ще бъдат премахнати, дори това да отнеме поне две десетилетия. Междувременно технологията за електрификация ще продължи да се развива, отваряйки множество възможности за нов бизнес и напредък в производството.