Es wird prognostiziert, dass die weltweite Nachfrage nach E-Fahrzeugen in den nächsten zehn Jahren sprunghaft ansteigen wird, da der Verkauf von neuen Benzin- und Dieselfahrzeugen in vielen Ländern ausläuft. Um wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen die Automobilhersteller ihre Produktionsanlagen aufrüsten.
Laut GlobalData wird der weltweite Absatz von batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen (BEVs) zwischen 2023 und 2028 voraussichtlich um mehr als 160 % steigen. Der Wechsel von Verbrennungsmotoren (ICEs) zu batteriebetriebenen Fahrzeugen stellt die bedeutendste Veränderung in der Automobilproduktion seit Menschengedenken dar. Wenn sich die Automobilhersteller nicht schnell genug an die neuen Vorschriften anpassen, birgt dies große Risiken.
"Wir erleben einen beispiellosen Wandel in der Automobilindustrie, der in erster Linie durch die Elektrifizierung der Antriebe angetrieben wird, aber auch durch soziale Verantwortung, sei es durch grüne Initiativen oder einfach durch einen effizienteren Umgang mit unseren Ressourcen", sagt Nate McCall, Senior Solution Consultant bei NavVis.
Nach Angaben der Europäischen Kommission werden bis 2025 13 Millionen schadstoffarme Fahrzeuge auf Europas Straßen unterwegs sein, was die Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ion) erhöht.
Nach Angaben von GlobalData ist China derzeit der dominierende Akteur bei der Herstellung von Batterien für Elektrofahrzeuge. Auf China entfallen schätzungsweise 80 % der gesamten Li-Ionen-Produktion, wobei ein Großteil davon in die ganze Welt exportiert wird. Um die Abhängigkeit von internationalen Lieferketten zu verringern, versuchen viele Automobilhersteller, die Batterieproduktion näher an ihre heimischen Standorte zu bringen.
"EV-Batterien bestehen aus drei Elementen - der Batteriezelle, dem Batteriemodul und dem Batteriepack. Die Zellen kommen in ein Modul, dann wird eine bestimmte Anzahl von Modulen zu einem Paket zusammengestellt und in das Fahrzeug eingebaut", erklärt Paul Hänchen, Lead Industry Strategist - Automotive & digitale Fabrik bei NavVis.
In den letzten Jahren hat die rasante Entwicklung der Automobilindustrie zu erheblichen Veränderungen in der Struktur und Organisation der Fertigungsprozesse in der Automobilindustrie geführt. Infolgedessen müssen sich die Automobilhersteller anpassen, um den veränderten Anforderungen gerecht zu werden.
"Die Batterie ist die wichtigste Komponente bei der Herstellung eines Autos, da es ohne sie nicht funktioniert. Früher gab es in einem Produktionsverbund eine Karosseriewerkstatt, eine Lackiererei und eine Montagewerkstatt. Aber jetzt gibt es auch eine Batteriewerkstatt", sagt Hänchen.
"Die Erstausrüster ändern ihr Produktportfolio, da sie sich an die neuen Produkte ihrer Kunden - die Elektrofahrzeuge - anpassen. Außerdem stellen Tier-1-Zulieferer Batterien für Elektrofahrzeuge her, da die Nachfrage hoch ist. Sie könnten eine neue Geschäftseinheit gründen, um diese Nachfrage zu befriedigen und sich an den Wandel anzupassen. Auch die bestehenden Fertigungslinien müssen sich möglicherweise anpassen. Es könnte sogar dazu führen, dass neue Fertigungsstraßen eingerichtet oder neue Fabriken gebaut werden.
Die Herausforderungen der Modernisierung von Automobilproduktionsnetzen
Einer der größten Schmerzpunkte für die Automobilindustrie ist die Tatsache, dass es im Vergleich zu den etablierten Bereichen der Fahrzeugproduktion weniger Erfahrung in der Batterieherstellung gibt. Folglich müssen die Hersteller schnell den notwendigen Einblick gewinnen, um die Anlagen und Produktionslinien an die sich entwickelnden Anforderungen anzupassen.
"Es gibt weniger Wissen über die Herstellung von Modulen und Verpackungen. Es fehlt an Industriestandards in diesem Bereich. Die Automobilindustrie stellt seit Jahrzehnten Autos her. Daher haben sie ihre Fertigungsfähigkeiten durch Erfahrung und schlanke Methoden verbessert", sagt Hänchen.
Der hohe Automatisierungsgrad in Batterieproduktionsanlagen hat verschiedene Gründe, darunter sich wiederholende Aufgaben und Sicherheitsbedenken aufgrund der in der Batterie enthaltenen Chemikalien. E-Fahrzeuge können außerdem bis zu 300 kg schwerer sein als Benzin- und Dieselfahrzeuge, was bedeutet, dass die Förderbänder in den Anlagen verstärkt werden müssen, um ein Ausknicken unter der potenziellen Belastung der Massenproduktion zu vermeiden.
"Bei einem hohen Automatisierungsgrad hat man einen hohen Bedarf an technischer Infrastruktur wie Strom, Druckluft, LAN-Kabel und Sensoren. Daher ist eine genaue Planung unerlässlich", fügt Hänchen hinzu.
Da Länder auf der ganzen Welt von Verbrennungsmotoren auf Elektroautos umsteigen, muss die Industrie auch darüber nachdenken, wie lange sie noch Verbrennungsmotoren produzieren wird, so Hänchen.
"Wenn die Industrie immer noch Verbrennungsmotoren herstellt, muss sie sich überlegen, ob sie eine neue Fabrik für Elektroautos errichten will und ob diese auf der grünen Wiese oder auf einer Brachfläche gebaut werden soll. Außerdem muss sie überlegen, ob sie nur Batteriepacks oder Module produzieren will", erklärt er.
Eine weitere wichtige Herausforderung für die Branche besteht darin, dass der Bau einer neuen Fabrik erhebliche Investitionen erfordert, wenn bereits eine Fabrikstruktur vorhanden ist. Daher prüfen die Automobilunternehmen ihre bestehenden Standorte und ermitteln geeignete Orte für die Unterbringung schwerer Batteriemodule. Die Unternehmen prüfen auch, wie sich ihre Produktionslinien ändern könnten, wenn die Batterien in die Fahrzeuge eingebaut werden.
Die Vorteile der digitalen Fabriken für Automobilhersteller
Große Automobilhersteller wie BMW haben sich an NavVis um viele der Probleme zu lösen, die bei der Modernisierung der Produktionsanlagen auftreten, um den veränderten Marktanforderungen gerecht zu werden.
NavVis bietet mobiles Mapping Lösungen an, die zur Steigerung der Effizienz von Produktionsplanung und -betrieb beitragen können. NavVis VLX Der tragbare 3D-Laserscanner ermöglicht die Erfassung vollständiger räumlicher Daten einer Produktionsanlage, kombiniert mit 360°-Panoramabildern. Die NavVis digitale Fabrik Lösung unterstützt die Digitalisierung von Produktionsanlagen, während NavVis IVION ist eine sichere, cloud- und webbasierte Plattform, die es den Benutzern ermöglicht, ihren digitale Fabrik Zwilling aus der Ferne zu verwalten und zu visualisieren. Über die Plattform können sich die Nutzer über einen Standard-Webbrowser mit einer ähnlichen Funktionalität wie Google StreetView in den Anlagen bewegen.
"NavVis Die Technologie ist einfach zu bedienen und erfordert keine große Einarbeitung. Sie ist wirklich intuitiv, man braucht nur einen Laptop, ein Tablet oder ein Telefon, und schon hat man auch unterwegs leichten Zugang zu seinem Betrieb. Es ermöglicht eine genaue und professionelle Planung. Dadurch können Sie die Fahrzeugproduktion, die Rentabilität und die Planungseffizienz steigern", so Hänchen.
"Unsere Technologie bietet Fernzugriff und eine Reihe von Vorteilen. Die Daten werden erfasst und kombiniert, um sehr umfassende Datensätze zu erstellen, die für Planungs-, Wartungs- und Betriebsmanagementzwecke verwendet werden können", erklärt McCall.
Darüber hinaus bietet die Technologie den Benutzern die Möglichkeit, ein Projekt zu planen und effektiver zusammenzuarbeiten. Dies führt zu einer höheren Effizienz und trägt zur Kostensenkung für Erstausrüster (OEMs) und Tier-1-Zulieferer bei. Fabriken können mit höherer Präzision geplant werden, um die Raumnutzung und den Materialeinsatz zu optimieren. Geräte können mit einem klaren Verständnis des Anlagenlayouts installiert werden.
"Es gibt ein hohes Maß an Intuitivität, das vermittelt wird, wenn die Leute zum ersten Mal Daten in der Plattform sehen NavVis IVION Plattform sehen, und mit den eingebetteten Tools und Funktionen beginnen sie sofort, die Vorteile zu nutzen", sagt McCall. "Die Daten sind genau, umfassend und aktuell. Die Bereitstellung von Daten, die Planer und Ingenieure nutzen können, macht Projekte und Abläufe effizienter. Die Möglichkeit, einfach auf die Daten zuzugreifen und ihnen zu vertrauen, kann auch eine gewisse psychologische Erleichterung in einer relativ geschäftigen und stressigen Umgebung bedeuten."
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