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图片来源:Pixabay/CC0 公共领域

人工智能驱动的摄影检查、3D 打印工具和增强现实训练耳机是福特汽车公司提高车辆质量战略的一部分,而这一战略一直困扰着其财务业绩。

由于 2021 年之前车辆的保修成本意外激增,这家迪尔伯恩汽车制造商第二季度的净利润同比下降了 5% 以上。多年来,该公司因车辆质量不佳而产生了负面财务影响,这是该公司一直寻求通过新的领导层、改进的制造系统和先进技术来解决的关键领域。

较慢的车辆发布和产能提升流程给公司带来了损失——去年推出 Super Duty 时的新程序使福特损失了约 10 亿美元。但福特高管表示,为了取得更好的结果,这是值得的,而且随着新工业体系下的每次推出,整个过程变得更加顺利,成本也更低。该品牌在 J.D. Power 2024 年美国新车质量研究中跃升 14 位,从第 23 位跃升至第 9 位。

J.D. Power 汽车基准测试高级总监弗兰克·汉利 (Frank Hanley) 表示:“看到一个完整市场品牌做出这样的重大转变意义重大。”不过他指出,现代汽车也从第 17 位跃升至第 3 位,上升了 14 位。

“最重要的是组织对质量的承诺。当他们承诺要做出改变时,他们必须让整个组织——设计、产品规划、制造设施——每个人都必须参与改进。”

更深入的质量检查、改善沟通流程以更快地解决问题以及改革采购方式是福特努力的一部分。

汉利指出了公司对质量的承诺以及灌输成功所需文化的决心的具体表现。福特正在实施的工具包括该汽车制造商所说的更好地培训和提高工人技能、为员工提供更有效地完成工作的资源以及在车辆或零件移动到下一站之前发现问题的工具。

人工智能相机

一个例子是移动人工智能视觉系统(MAIVS)的实施。福特工程师利用智能手机中的摄像头和可用的人工智能技术,实现了该系统与福特软件对话并捕获零件套件等图像。该技术根据图像库检查照片,以确定装配是否正确。如果不是,零件套件将停在工作站上,直到修复为止。

全球约有 20 家工厂安装了 MAIVS 300 多个站,去年进行了超过 6000 万次检查。位于斯特灵高地的范戴克电动动力总成中心是第一家在运营中采用该技术的动力总成工厂。

该工厂为 Escape、Maverick 和 Transit 以及全电动 F-150 Lightning 和 E-Transit 等车辆生产变速箱和电动机,拥有大约 10 个配备 MAIVS 的加油站。

在一种用途中,该系统评估挤压管,挤压管是冷却混合动力汽车电机的电动油泵中的圆形橡胶密封件。2023 年,平均每月有 35 台泵出现挤压管缺陷并进入变速箱,当年 6 月出现了 63 台废品的历史最高记录。今年 1 月安装 MAIVS 后,拒绝数量从 12 月的 26 起下降到 1 月的 17 起,再到 2 月的 13 起和 3 月的 0 起,整个春季和夏季都保持在这个水平。

Van Dyke 的质量经理 Hayley Garnham 表示:“通过大量此类工具和实施,我们可以确保他们遇到的任何问题都可以被切断,这样有问题的部分就不会再出现。”被传递下去。”

3D打印

此外,在 Van Dyke 和其他工厂,福特正在利用增材制造技术开发 3D 打印工具,操作员可以使用这些工具来简化工作并保持零件井井有条且易于访问。工厂经理马克·什库卡尼 (Mark Shkoukani) 表示,这有助于以一致的方式使用正确的部件、更高效地完成工作。

首席工艺工程师 Bill Colwell 表示,仅范戴克工厂就有两台大型 3D 打印机和一台较小的打印机,主要用于每天 24 小时运行的原型。打印可能需要 20 分钟到几个小时,具体取决于工具的大小。通常有六个项目在排队,工作人员每天都会提出想法。

当生产线上的员工对工具有想法时,可以去找科尔韦尔或他的同事。他们将共同绘制出一个设计草图,然后 Colwell 使用该草图来创建 3D 打印机可以生产的设计(通常使用塑料)。与过去福特必须通过供应商相比,这一过程可以在一天之内将工具交给操作员,如果必须进行进一步调整,这可能需要数周甚至数月的时间。

“我们可以在几个小时内实施一些东西,尝试一下,如果它不起作用,”科尔韦尔说,“我们可以立即返回并采用我们已有的相同模型并立即打印出来,然后稍加修改到它。”

克里斯·基普 (Chris Kipp),52 岁,来自克莱门斯山,是范戴克工厂的美国汽车工人联合会团队负责人,他与工程师合作设计了一种工具,可以让工人轻松地将转子端盖推入到位,转子是电动驱动装置的一部分。他们最初使用的工具需要很大的力才能按下组件。

基普和工程师发现,通过制造一种利用零件内径而不是外径的工具,它可以提供稳定性,并且只需更小的力即可将盖子固定到位。结果,时间长度变化很大、可能需要两分钟以上才能完成的任务变得变化不大,在 80 秒内完成。

“这容易多了,”基普说。“操作员确实感受到了这一点。”

最近的一个早晨,30 岁的泰勒·阿莫迪奥 (Tyler Amodeo) 来自斯特林高地 (Sterling Heights),是范戴克 (Van Dyke) 工厂的一名装配工,他正在使用多种 3D 工具来完成他的工作。一个波形弹簧支架让他能够快速抓住又大又薄的垫圈,而不会让它们变得乱七八糟。他将许多零件放入 3D 打印套件中,该套件在将组件发送到动力总成生产线时将托盘上的组件整理得井井有条。

“它帮助我变得有条理、高效、更快,”阿莫迪奥说。

Shkoukani 说,这是关键,因为当员工没有所需的工具或零件时,他们必须花时间寻找正确的零件并确保获得正确的零件。

“你消除了一些脚步声,”他说。“当你在沿线的多个车站这样做时,你只需计算一下:次数太多了。这只是一个巨大的节省。”

增强现实培训

面向下游,Dearborn Engine 还实施了技术,通过 Microsoft HoloLens 加强员工培训,以取得积极的质量成果,其第二代型号的零售价为 3,500 美元。

该工厂已将增强现实护目镜与书面说明、对其他人工作的观察以及屏幕上的 3D 模型一起纳入培训课程中。工厂经理 Nadeem Zaidi 表示,与佐治亚理工学院的一项合作研究表明,混合现实步骤有助于增强肌肉记忆。

Zaidi 表示,这一点尤其重要,因为虽然福特拥有大批量制造商的优势,但迪尔伯恩工厂自 2021 年重新启动生产以来进行了重组,增加了更多利基动力总成生产线。因此,这些生产线生产的发动机很少。这意味着这项工作需要更长的时间才能成为第二天性。

该工厂还致力于培训更多员工从事他们从未做过的工作,从装配到机械加工,扎伊迪说,“这有助于我们根据在场工作的人员分配人力。”

他说,希望 HoloLens 能够帮助简化这一过程。例如,戴上耳机后,学员会收到书面的分步弹出说明,其中可以解释如何检查 F-150 Raptor R V-8 发动机。虚拟线引导用户看向哪里,用户可以让指示跟随它们或保持静止在某个位置。

“从我的角度来看,最大的资产是它需要一项复杂的工作并将其分解为非常小的步骤,如果你遵循这个过程,你就会到达终点,”发射协调员阿尔·费舍尔说。“有时,专家会理所当然地认为自己有多优秀。但事实并非如此。它会一步步有条不紊地引导你完成任务。”

当工作人员在某个领域的专业知识有限时,这可能会很有帮助。工厂曾经有一位专家可以在没有指示的情况下检查某台 I-4 发动机。

福特生产系统教练 Tim Mwenje 表示:“如果那位专家不在工厂,那么……你就会忙于完成检查。”“当你戴上这个时,连我都可以检查它。”

Dearborn Engine 的 20 多名员工已经接受了使用 HoloLens 的培训,福特于 7 月份开始跟踪单个团队的表现,其中每个成员都接受了该技术的培训。它的应用正在扩大,并在其他地点进行探索,包括迪尔伯恩卡车装配厂、伊普西兰蒂的罗森维尔零部件厂和肯塔基州的路易斯维尔装配厂。

“我希望我们在我 18 岁、刚刚起步时就拥有了这个,”迪尔伯恩引擎团队负责人、来自雷德福镇的 42 岁雷金纳德·巴塞特 (Reginald Bassett) 说道。“我是一个非常有视觉感的人,所以这很酷。”

2024 年底特律新闻网。由 Tribune Content Agency, LLC 发行。

引文:福特如何利用人工智能、增强现实和 3D 打印来提高质量(2024 年 9 月 11 日)检索日期:2024 年 9 月 11 日来自 https://techxplore.com/news/2024-09-ford-ai-augmented-reality-3d.html

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