모듈화를 통해 다양한 드라이브 기술을 효율적으로 제공

기후 목표를 달성하기 위한 더 엄격한 요구 사항과 고객 측의 더 많은 지속 가능성에 대한 요구가 증가함에 따라 기존 연소 엔진에서 전기 드라이브로의 전환을 피할 수 없습니다. 자동차 산업에서 변화는 최근 몇 년 동안 크게 가속화되었으며 이미 잘 진행되었습니다. 자동차 산업에서 우리가 목격한 변화는 오늘날 내연 기관이 여전히 주로 구동 기술로 사용되는 향후 몇 년 동안 다른 산업 분야에서도 명백해질 것입니다. 여기에는 예를 들어 항공기 및 상용차 산업이 포함됩니다.

그러나 기존의 내연 엔진에서 전기 파워트레인으로의 전환은 기존 제조업체에게 어려운 과제입니다. 완전 전기 파워트레인으로의 전환은 여러 단계로 이루어지기 때문에 회사는 이러한 변화의 일부로 여러 기술 파워트레인 솔루션을 동시에 처리해야 합니다.

서로 다른 파워트레인으로 점점 더 복잡해지는 제품 포트폴리오를 제어하는 ​​동시에 기술 복잡성을 회사에서 여전히 잘 관리할 수 있는 수준으로 유지하는 가장 좋은 방법은 적절한 모듈식 제품 구조를 정의하는 것입니다.

이 블로그 기사에서는 자체 제품 포트폴리오의 모듈식 구조가 전기 드라이브 솔루션으로 전환하는 기업을 어떻게 지원할 수 있고 무엇이 중요한지 보여줍니다.

연소 엔진에서 완전 전기 구동 솔루션까지

전기 구동 옵션을 제공하는 것은 오랫동안 자동차 산업 제조업체의 고정 요구 사항이 되었습니다. 예를 들어, 신규 등록 중 드라이브 분포를 살펴보면 스웨덴의 전기 자동차 비율이 2018년과 2022년 사이에 10%에서 64%로 증가했음을 보여줍니다(출처: www.elbilsstatistics.se).

전기 추진으로의 전환은 몇 가지 이점(예: 에너지 효율 향상, 온실 가스 배출 감소 및 화석 연료로부터의 일반적인 독립성)을 제공하지만 제조업체에게는 새로운 과제도 제시합니다. 기존 자동차 제조업체의 전문성과 제품 포트폴리오가 기존 연소 엔진을 기반으로 하기 때문에 새로운 경쟁업체는 전기 구동 기술의 부상에서 틈새 시장을 찾아 시장 점유율을 확보했습니다.

새로운 플레이어와 비교할 때 전기 드라이브로의 전환은 개발 프로세스의 적응, 구매 변경 및 새로운 생산 기술 개발을 포함하여 기존 제조업체에 추가적인 어려움을 가져옵니다. 또한 전기 드라이브로의 전환은 한 단계로 이루어지지 않고 최적의 기술 구현을 위한 전환 솔루션을 사용해야 합니다. 이러한 임시 솔루션에는 예를 들어 B. 하이브리드 엔진 및 플러그인 하이브리드 엔진이 포함됩니다.

드라이브 변형의 수가 증가한다는 것은 포트폴리오에 더 많은 제품 변형이 있다는 것을 의미하며 회사는 전환 단계에서 동시에 많은 수의 드라이브 기술을 관리해야 합니다. 이는 내연 엔진 대신 내연 엔진과 전기 드라이브의 조합으로도 사용할 수 있는 굴삭기의 예를 사용하여 설명할 수 있습니다.

제품 변형의 수가 증가한다는 것은 무엇보다도 유지보수에 필요한 예비 부품의 재고도 증가하고 있음을 의미합니다. 또한 제조업체는 완전 전기 드라이브로의 전환으로 인해 개별 모델 간에 판매 및 생산량이 내부적으로 재분배된다는 사실에 대비해야 합니다. 전환이 제대로 계획되지 않고 용량이 올바르게 할당되지 않으면 한 변형에 대한 수요가 너무 낮고 다른 변형에 대한 수요가 너무 높을 수 있습니다.

그러나 주요 문제는 드라이브 변형을 증가시키면 포트폴리오의 기술적 복잡성과 제품의 기술적 실현에 대한 요구 사항이 증가한다는 것입니다. 따라서 제조업체는 한편으로는 다양한 제품 세대 및 설계에 걸쳐 드라이브를 사용할 수 있고 다른 한편으로는 제품 구조에서 드라이브의 일부가 아닌 모듈을 허용하는 방식으로 제품 포트폴리오를 설계하는 것을 목표로 해야 합니다. 서로 다른 드라이브 기술 간에 재사용할 수 있도록 훈련합니다. 위에 제시된 굴삭기의 예를 사용하여 다양한 제품 변형에 걸쳐 개별 드라이브 구성 요소의 재사용 가능성을 다음과 같이 설명할 수 있습니다.

내연기관이 하이브리드 및 플러그인 하이브리드 변형에도 재사용될 수 있는 방식으로 설계되었음을 알 수 있습니다. 발전기, 배터리 및 전기 모터도 다양한 수준의 전기화에 사용할 수 있는 방식으로 개발되었습니다.

이러한 재사용성을 달성하려면 드라이브를 다른 구성 요소와 격리해야 하며 드라이브와 다른 제품 구성 요소 간의 연결을 표준화하는 인터페이스를 정의해야 합니다. 여기서 모듈화가 시작됩니다.

연소 엔진에서 전기 드라이브로의 전환을 위한 인에이블러로서의 모듈 및 표준화된 인터페이스

모듈화를 통해 가솔린 및 디젤 엔진에서 배터리 전기 드라이브로 전환하는 다양한 진화 단계 사이에서 하위 시스템과 구성 요소를 재사용할 수 있습니다. 이러한 상황을 더 잘 이해하기 위해서는 먼저 모듈화의 기본 원리를 이해하는 것이 중요합니다.

모듈화는 특정 조합 논리 및 사양을 준수하면서 다양한 제품 변형을 형성하기 위해 결합될 수 있는 다양한 기능 모듈의 형태로 제품 포트폴리오를 구성하는 것을 의미합니다. 개별 기능 블록을 모듈이라고 합니다.

예를 들어, 이전에 소개된 굴삭기 제품 포트폴리오를 사용하여 모듈식 구조를 프레임, 운전실, 유압 장치, 버킷 부착 장치 및 드라이브와 같은 구성 요소로 나눌 수 있습니다. 이러한 각 구성 요소는 서로 다른 버전으로 제공됩니다. 제품 포트폴리오에는 소형 굴삭기, 중형 굴삭기, 대형 굴삭기 세 가지 제품군이 포함됩니다.

모듈이 서로 유연하게 결합될 수 있도록 모듈식 시스템의 모든 빌딩 블록에는 표준화된 인터페이스가 있어야 합니다. 하지만 이 맥락에서 표준화된 인터페이스가 정확히 무엇을 의미할까요?

인터페이스란 무엇입니까?

인터페이스는 모듈식 시스템의 다양한 모듈이 서로 연결되는 방식 또는 전체적으로 제품의 사용 가능한 공간에 맞는 방식을 결정합니다. 제품 변형에 서로 다른 드라이브 유형이 장착되는 모듈식으로 설계된 굴삭기의 예를 보면 4가지 유형의 인터페이스를 구분할 수 있습니다.

• 모듈을 물리적으로 연결하는 기계적 인터페이스(예: 동력 전달이 이루어지는 구동축).
• 드라이브의 데이터 전송이 이루어지는 디지털 또는 아날로그 데이터 인터페이스.
• 에너지 전달이 이루어지는 전기 인터페이스.
• 각 모듈의 설치 공간을 나타내는 기하학적 인터페이스.

모듈식 시스템의 모든 인터페이스는 신중하고 완벽하게 문서화하여 제품 개발 중이나 기존 제품 변형이 수정될 때 인터페이스가 변경되지 않도록 하는 것이 중요합니다.

모듈과 인터페이스를 정의할 때 처음부터 전체 제품 포트폴리오를 주시하는 것이 중요합니다. 회사는 향후 제품 포트폴리오가 어떻게 발전할지, 모듈식 제품 아키텍처를 위해 어떤 기술 요구 사항을 만들어야 하는지 미리 신중하게 생각해야 합니다. 이것이 처음부터 인터페이스를 올바르게 정의하고 몇 년 동안 인터페이스를 안정적으로 유지하는 유일한 방법입니다.

인터페이스의 표준화를 통해 다양한 제품에서 모듈 변형을 재사용할 수 있을 뿐만 아니라 기술 발전에 발맞추고 큰 추가 노력 없이 드라이브 분야에서 새로운 개발을 신속하게 구현할 수 있는 기반을 마련합니다. . 모든 인터페이스가 표준화되고 신중하게 문서화되면 제품의 다른 영역에 영향을 미치는 변경 없이 새로운 유형의 드라이브를 기존 제품 설계에 쉽게 통합할 수 있습니다.

독서 추천: 안정적이고 표준화된 인터페이스는 제품의 구성 가능성을 위한 기본 전제 조건이기도 합니다. 모듈식 시스템을 구성 가능하게 만드는 방법을 여기에서 읽으십시오.

성공적인 전환을 위한 핵심 요소인 모듈 구조 및 인터페이스 표준화

새로운 드라이브 기술이 추가됨에 따라 제품 포트폴리오는 시간이 지남에 따라 꾸준히 성장합니다. 예를 들어 굴삭기 제품 포트폴리오를 사용하면 회사는 다른 제품의 구성 요소를 재사용하지 않고 세 가지 버전의 제품(내연 기관, 하이브리드 드라이브 및 배터리 전기 드라이브)을 갖게 됩니다. 버전.

개별 구성 요소의 재사용 가능성 수준을 달성하고 제품 구조가 각 드라이브 유형에 대해 완전히 재설계 및 개발되지 않도록 하려면 드라이브를 나머지 구성 요소(프레임, 운전실, 유압 장치 및… ) 표준화된 인터페이스가 있는 별도의 모듈로 삽 부착)이 격리됩니다. 이 작업이 성공하면 다른 구성 요소를 각 드라이브와 독립적으로 유연하게 재사용할 수 있습니다.

동시에 개별 드라이브 변형은 다른 제품 출시(소형, 중형, 대형)에 설치할 수 있는 별도의 하위 시스템으로 볼 수 있습니다. 다양한 파워트레인 변형을 제공하고 해당 변형의 단계적 도입 및 단계적 폐지를 계획할 때 기업은 동일한 고객 요구를 충족하는 변형 제품을 피하도록 주의를 기울여야 합니다.

모듈화를 통해 배터리 전기 드라이브로의 전환을 성공적으로 마스터

자동차 산업에서 완전 전기 구동 시스템으로의 전환은 이미 상당히 진행되었으며 다른 산업에서도 동일한 변화가 예상될 수 있습니다. 제조업체는 그에 따라 제품 포트폴리오를 구성하고 모듈화 원칙에 의존해야만 결과 문제를 해결할 수 있습니다.

독립적인 모듈 형태의 제품 구조는 드라이브 기술이 캡슐화되고 나머지 제품 설계와 분리되어 기술 혁신에 따라 추가로 개발되는 하위 모듈이 있는 모듈로 드라이브를 고려할 수 있게 합니다. 표준화된 인터페이스의 정의는 특히 중요한 역할을 합니다. 구성 요소와 드라이브 솔루션이 유연하게 상호 교환 가능하고 다양한 제품 변형에 설치되기 위한 전제 조건을 제공하기 때문입니다.

인터페이스를 정의할 때 회사는 전체 제품 포트폴리오의 예측 가능한 개발을 고려하여 처음부터 포괄적인 접근 방식을 사용해야 합니다. 인터페이스의 정의를 넘어 완전한 모듈화 프로세스에 대한 통찰력을 얻으려면 해당 주제에 대한 적절한 웨비나를 권장합니다. 여기에서 Modular Management의 수석 관리자인 Thomas Berg와 Modular Management의 수석 관리자인 Björn Rosenquist는 모듈화를 사용하여 배터리 전기 드라이브로의 전환을 성공적으로 관리하는 방법을 자세히 설명합니다.