جنرال موتورز (General Motors) با تکیه بر هوش مصنوعی، معماری الکترونیکی متمرکز و شبیه‌سازی دیجیتال، قصد دارد زمان توسعه خودروهای جدید را از چهار تا پنج سال به حدود دو سال کاهش دهد. این خودروساز آمریکایی در رویداد «آن‌وارد» از برنامه‌هایی برای افزایش توان پردازشی خودروها تا ۴۰ برابر، توسعه نسل جدید باتری‌های لیتیوم غنی از منگنز (LMR) و گسترش فناوری رانندگی بزرگراهی بدون دست و بدون نگاه خبر داد. هدف این برنامه‌ها، افزایش سرعت توسعه محصولات و رقابت مؤثرتر با خودروسازانی است که نرم‌افزار و هوش مصنوعی را به بخش مهمی از خودروهای خود تبدیل کرده‌اند.
جنرال موتورز که سال‌ها با وانت‌های بزرگ و شاسی‌بلندهای پرمصرف شناخته می‌شد، اکنون می‌خواهد به شرکتی نرم‌افزارمحورتر تبدیل شود. این تغییر تنها به خودروهای برقی محدود نیست و قرار است محصولات بنزینی و برقی این شرکت را نیز دربر بگیرد. با این حال، بسیاری از قابلیت‌های مطرح‌شده هنوز به اجرای گسترده و اثبات عملی نیاز دارند و موفقیت برنامه‌ها به توانایی جنرال موتورز در تبدیل وعده‌های فناوری به محصولات قابل استفاده وابسته است.
برنامه جنرال موتورز برای کاهش زمان توسعه خودرو با هوش مصنوعی
توسعه یک خودرو جدید معمولاً فرایندی چندساله است که طراحی، مهندسی، آزمایش، تأیید فنی و آماده‌سازی خطوط تولید را دربر می‌گیرد. در مدل‌های سنتی، تیم‌های مختلف بخش‌هایی از پروژه را به‌صورت جداگانه پیش می‌برند و انتقال اطلاعات میان آنها می‌تواند زمان‌بر باشد.
جنرال موتورز می‌گوید قصد دارد با رویکردی به نام «مجازی‌سازی رشته دیجیتال» (Digital Thread Virtualization)، این روند را یکپارچه کند. در این روش، طراحی محصول، مهندسی و تولید از مراحل اولیه به‌صورت دیجیتال با یکدیگر ارتباط دارند. هدف این است که به‌جای انتقال مرحله‌به‌مرحله اطلاعات میان تیم‌ها، بخش‌های مختلف توسعه خودرو بتوانند از داده‌ها و مدل‌های مشترک استفاده کنند.
بر اساس برنامه اعلام‌شده، جنرال موتورز می‌خواهد چرخه توسعه خودرو را از حدود چهار تا پنج سال به تقریباً دو سال برساند. تحقق چنین هدفی می‌تواند به این شرکت کمک کند تا محصولات و فناوری‌های جدید را سریع‌تر وارد بازار کند و در برابر رقبایی که با سرعت بیشتری قابلیت‌های نرم‌افزاری را توسعه می‌دهند، واکنش بهتری نشان دهد.
البته استفاده از هوش مصنوعی و مدل‌های دیجیتال به‌تنهایی به معنای حذف مراحل ضروری توسعه خودرو نیست. محصولات جدید همچنان به آزمایش‌های فنی، بررسی ایمنی و تأیید عملکرد نیاز دارند. بنابراین، کاهش زمان توسعه زمانی اهمیت واقعی پیدا می‌کند که بدون افت کیفیت، ایمنی یا قابلیت اطمینان حاصل شود.
آزمایش بیش از ۳۰۰ هزار طرح مجازی برای توسعه باتری جدید
یکی از نمونه‌هایی که جنرال موتورز برای توضیح مزایای شبیه‌سازی دیجیتال مطرح کرده، برنامه توسعه باتری‌های نسل بعدی است. این شرکت می‌گوید پیش از ساخت نمونه فیزیکی، بیش از ۳۰۰ هزار طرح مجازی باتری را آزمایش کرده و در نهایت به فناوری لیتیوم غنی از منگنز یا LMR رسیده است.
به گفته جنرال موتورز، استفاده از این فرایند مجازی به تیم توسعه باتری اجازه داده است فاصله میان ایده اولیه و تأیید رسمی طرح را در حدود یک ماه طی کند. این رویکرد می‌تواند نیاز به ساخت و آزمایش تعداد زیادی نمونه فیزیکی را کاهش دهد و به مهندسان امکان دهد گزینه‌های بیشتری را در زمان کوتاه‌تری بررسی کنند.
باتری‌های LMR قرار است در پلتفرم نسل چهارم خودروهای برقی جنرال موتورز به کار گرفته شوند. این شرکت ادعا می‌کند چگالی انرژی این سلول‌ها ۳۳ درصد بیشتر از سلول‌های متداول لیتیوم آهن فسفات (LFP) است؛ آن هم با هزینه‌ای مشابه. همچنین، به گفته شرکت، بازدهی به‌ازای هر کیلووات‌ساعت می‌تواند ۲۰ درصد افزایش پیدا کند.
چگالی انرژی بیشتر به این معناست که باتری می‌تواند در حجم یا وزن مشخص، انرژی بیشتری ذخیره کند. در خودروهای برقی، چنین قابلیتی می‌تواند به افزایش برد حرکتی بدون نیاز به استفاده از بسته باتری سنگین‌تر منجر شود. این موضوع برای خودروسازانی که می‌خواهند برد خودرو را افزایش دهند، در حالی که هزینه و وزن را کنترل می‌کنند، اهمیت زیادی دارد.
با این حال، ارقام مربوط به چگالی انرژی، هزینه و بازدهی در این گزارش به‌عنوان ادعاهای جنرال موتورز مطرح شده‌اند. ارزیابی عملکرد واقعی این باتری‌ها به مشخصات نهایی محصول، شرایط استفاده و نتایج آزمایش‌های عملی وابسته خواهد بود.
چه شرکتی باتری‌های نسل جدید جنرال موتورز را تولید می‌کند؟
تولید سلول‌های باتری LMR بر عهده شرکت اولتیوم سلز (Ultium Cells) خواهد بود؛ سرمایه‌گذاری مشترکی میان جنرال موتورز و ال‌جی انرژی سولوشن (LG Energy Solution). بر اساس اطلاعات منتشرشده، کارخانه اسپرینگ هیل در ایالت تنسی از مراکز مرتبط با تولید این باتری‌ها خواهد بود.
تولید صنعتی باتری‌های نسل جدید مرحله‌ای مهم در مسیر تبدیل فناوری آزمایشگاهی به محصول تجاری است. حتی اگر یک شیمی باتری در شبیه‌سازی یا نمونه‌های اولیه عملکرد امیدوارکننده‌ای داشته باشد، تولید انبوه آن به کنترل کیفیت، پایداری فرایند تولید و مدیریت هزینه‌ها نیاز دارد.
از همین رو، موفقیت برنامه باتری جنرال موتورز تنها به نتایج شبیه‌سازی وابسته نیست؛ بلکه توانایی تولید سلول‌ها در مقیاس بالا و استفاده از آنها در خودروهای تولیدی نیز نقش تعیین‌کننده‌ای خواهد داشت.
پیشرانه‌های جدید با قطعات کمتر و فضای بیشتر
جنرال موتورز علاوه بر توسعه باتری، از بازطراحی یکپارچه سامانه پیشرانه نیز خبر داده است. طبق اطلاعات اعلام‌شده، واحدهای محرک جدید این شرکت نسبت به سخت‌افزار فعلی حدود ۴۰ درصد قطعات داخلی کمتری دارند.
کاهش تعداد قطعات می‌تواند به ساده‌ترشدن طراحی و مونتاژ، کاهش پیچیدگی سامانه و استفاده بهتر از فضای موجود کمک کند. در خودروهای برقی، طراحی جمع‌وجورتر اجزای محرکه اهمیت ویژه‌ای دارد؛ زیرا فضای داخلی خودرو باید میان باتری، سامانه‌های الکترونیکی، تجهیزات ایمنی و کابین سرنشینان تقسیم شود.
اگر کاهش ابعاد و وزن پیشرانه مطابق برنامه محقق شود، خودروساز می‌تواند فضای بیشتری را برای کابین یا حمل بار در نظر بگیرد. با این حال، میزان این بهبود در محصولات نهایی به طراحی کلی خودرو و نحوه چیدمان سایر اجزا وابسته است.
کامپیوتر مرکزی با توان پردازشی ۴۰ برابر بیشتر
یکی از تغییرات مهم در برنامه فناوری جنرال موتورز، حرکت به سمت معماری الکترونیکی متمرکز است. در بسیاری از خودروها، وظایف مختلف به واحدهای کنترل الکترونیکی متعددی سپرده می‌شود که هرکدام بخش مشخصی از عملکرد خودرو را مدیریت می‌کنند. چنین معماری‌ای می‌تواند به افزایش پیچیدگی سیم‌کشی و دشوارترشدن یکپارچه‌سازی نرم‌افزارها منجر شود.
جنرال موتورز قصد دارد بخشی از این ساختار پراکنده را با یک کامپیوتر مرکزی جایگزین کند. این واحد با خنک‌کننده مایع کار می‌کند و از طریق خطوط ارتباطی پرسرعت به اجزای مختلف خودرو متصل می‌شود.
طبق ادعای شرکت، توان پردازشی این معماری جدید تا ۴۰ برابر افزایش می‌یابد و استفاده از آن می‌تواند حدود ۳۰ درصد از سیم‌کشی فیزیکی خودرو را حذف کند. چنین تغییری علاوه بر ساده‌ترکردن ساختار الکترونیکی، زمینه را برای هماهنگی بهتر میان سامانه‌های مختلف خودرو فراهم می‌کند.
افزایش توان پردازشی می‌تواند کاربردهای متعددی داشته باشد؛ از جمله:
- اجرای روان‌تر رابط کاربری و نمایشگرهای خودرو
- بهبود پردازش فرمان‌های صوتی و قابلیت‌های هوشمند
- مدیریت یکپارچه‌تر سامانه باتری و پیشرانه
- پشتیبانی از قابلیت‌های پیشرفته‌تر کمک‌راننده و رانندگی خودکار
- فراهم‌کردن بستر مناسب برای به‌روزرسانی نرم‌افزاری از راه دور (OTA)
البته رقم ۴۰ برابر باید در چارچوب مقایسه‌ای که جنرال موتورز برای سخت‌افزار جدید خود در نظر گرفته ارزیابی شود. اطلاعات ارائه‌شده جزئیات کامل معیار اندازه‌گیری این افزایش توان را مشخص نمی‌کند؛ بنابراین، این عدد به‌تنهایی برای مقایسه مستقیم عملکرد خودروهای مختلف کافی نیست.
کادیلاک اسکالید IQ نخستین میزبان پلتفرم پردازشی جدید خواهد بود
برنامه جنرال موتورز این است که پلتفرم پردازشی ارتقایافته در سال ۲۰۲۸ وارد تولید انبوه شود و کادیلاک اسکالید IQ یکی از نخستین خودروهای مجهز به آن باشد. این خودرو برقی پیش‌تر نیز در برنامه‌های جنرال موتورز برای عرضه قابلیت‌های پیشرفته رانندگی بزرگراهی مطرح شده بود.
ورود این معماری به مرحله تولید انبوه، آزمونی مهم برای سنجش میزان آمادگی فناوری خواهد بود. استفاده از کامپیوتر مرکزی قدرتمند تنها زمانی ارزشمند است که سامانه بتواند در شرایط واقعی، عملکرد پایدار و قابل اطمینانی ارائه دهد و با نیازهای ایمنی و نرم‌افزاری خودرو سازگار باشد.
جنرال موتورز در عین حال اعلام کرده است که قابلیت رانندگی بزرگراهی بدون دست و بدون نگاه قرار نیست به یک شاسی‌بلند لوکس محدود بماند و این فناوری به طیف گسترده‌تری از خودروهای برقی و بنزینی شرکت گسترش پیدا خواهد کرد.
رانندگی بدون دست و بدون نگاه؛ فناوری جدید جنرال موتورز چه معنایی دارد؟
رانندگی بزرگراهی بدون دست و بدون نگاه، گامی فراتر از سامانه‌های متداول کمک‌راننده است. در سامانه‌های بدون دست، راننده ممکن است بتواند در شرایط مشخص دست‌های خود را از فرمان بردارد، اما همچنان باید وضعیت جاده را زیر نظر داشته باشد. در فناوری بدون نگاه، هدف آن است که سامانه در محدوده شرایط مجاز، مسئولیت بیشتری در هدایت خودرو بر عهده بگیرد و راننده مجبور نباشد دائماً به مسیر پیش رو نگاه کند.
با وجود این، عبارت «بدون نگاه» به‌خودی‌خود به معنای خودران‌بودن کامل خودرو در همه شرایط نیست. قابلیت واقعی چنین سامانه‌ای به محدوده جغرافیایی و جاده‌ای مجاز، شرایط آب‌وهوایی، سرعت، الزامات نظارت راننده و محدودیت‌های فنی آن بستگی دارد.
جنرال موتورز قصد دارد این قابلیت را به محصولات بیشتری گسترش دهد؛ اما عرضه گسترده آن نیازمند آماده‌بودن سخت‌افزار، نرم‌افزار و زیرساخت‌های مرتبط است. بنابراین، باید میان اعلام برنامه توسعه فناوری و در دسترس بودن آن برای مشتریان در خودروهای تولیدی تفاوت قائل شد.
رقابت با خودروسازان چینی؛ چرا جنرال موتورز به هوش مصنوعی روی آورده است؟
صنعت خودرو در حال تغییر است و رقابت دیگر تنها بر سر طراحی بدنه، قدرت موتور یا کیفیت ساخت نیست. نرم‌افزار، سرعت عرضه قابلیت‌های جدید، فناوری باتری و توان پردازش داده‌ها نیز به عوامل مهم رقابت تبدیل شده‌اند.
خودروسازان چینی در سال‌های اخیر با تمرکز بر خودروهای برقی و امکانات دیجیتال، فشار رقابتی بیشتری بر شرکت‌های سنتی وارد کرده‌اند. در چنین شرایطی، جنرال موتورز می‌خواهد با یکپارچه‌سازی فرایند توسعه، افزایش توان پردازشی و گسترش فناوری‌های مبتنی بر هوش مصنوعی، زمان عرضه محصولات جدید را کاهش دهد.
یکی از مزیت‌های بالقوه جنرال موتورز، برخورداری از طیف گسترده‌ای از محصولات و ناوگان خودروهای برقی و بنزینی است. اگر این شرکت بتواند معماری نرم‌افزاری و الکترونیکی خود را در بخش‌های بیشتری از محصولات به‌کار بگیرد، امکان بهره‌برداری گسترده‌تر از سرمایه‌گذاری‌های فناوری را خواهد داشت.
با این حال، تغییر از یک خودروساز سنتی به شرکتی نرم‌افزارمحور تنها با معرفی سخت‌افزارهای قدرتمند یا مدل‌های هوش مصنوعی محقق نمی‌شود. یکپارچه‌سازی سامانه‌ها، پشتیبانی بلندمدت نرم‌افزار، امنیت سایبری، کنترل کیفیت و تحویل به‌موقع محصولات نیز برای موفقیت این راهبرد ضروری هستند.
آیا جنرال موتورز می‌تواند وعده‌های خود را عملی کند؟
برنامه‌های تازه جنرال موتورز از نظر دامنه بلندپروازانه‌اند: کاهش زمان توسعه خودرو به حدود دو سال، افزایش چشمگیر توان پردازشی، توسعه باتری‌های نسل جدید و گسترش رانندگی بزرگراهی بدون دست و بدون نگاه. هرکدام از این موارد می‌تواند در صورت اجرای موفق، تأثیر مهمی بر نحوه طراحی، ساخت و به‌روزرسانی خودروها داشته باشد.
با این حال، سابقه دشواری‌های صنعت خودرو در اجرای پروژه‌های نرم‌افزارمحور نشان می‌دهد که اعلام اهداف با تحقق آنها تفاوت دارد. جنرال موتورز باید نشان دهد که می‌تواند فناوری‌های جدید را در مقیاس صنعتی عرضه کند، آنها را با سامانه‌های موجود هماهنگ سازد و تجربه‌ای قابل اطمینان برای مشتریان فراهم آورد.
در نهایت، معیار موفقیت این راهبرد نه تعداد طرح‌های مجازی آزمایش‌شده و نه ارقام اعلام‌شده درباره قدرت پردازشی، بلکه عملکرد خودروهای تولیدی خواهد بود. اگر جنرال موتورز بتواند سرعت توسعه را افزایش دهد و هم‌زمان هزینه، کیفیت و ایمنی را مدیریت کند، هوش مصنوعی می‌تواند به یکی از عوامل مهم رقابت‌پذیری این خودروساز آمریکایی تبدیل شود.
