870 inżynierów w Częstochowie opracowuje, buduje i testuje zaawansowane komponenty dla motoryzacji, szczególnie w obszarze elektroniki i systemów wspomagania kierowcy ADAS. Jednym z nich jest superszybki komputer dla funkcji zautomatyzowanej jazdy. Centrum Inżynieryjne Elektroniki to część Grupy ZF, która jest jednym z największych dostawców branży motoryzacyjnej na świecie. To oznacza, że z rozwiązań opracowywanych przez polskich inżynierów korzystają producenci aut na całym świecie. Przed branżą stoi szereg wyzwań związanych m.in. z sytuacją geopolityczną i trendami, które definiują kierunek jej rozwoju.
– Poza wyzwaniami technologicznymi wpływ na rynek motoryzacyjny mają czynniki ekonomiczne i rynkowe: rosnące koszty, spadki wolumenów produkcji, a także niepewność spowodowana sytuacją geopolityczną oraz praktykami protekcjonistycznymi – mówi agencji Newseria Rafał Zatorski, dyrektor Centrum Inżynieryjnego Elektroniki ZF w Polsce, obchodzącego właśnie 20. rocznicę rozpoczęcia działalności. – Niezbędne w produkcji niektórych komponentów samochodowych metale ziem rzadkich stają się coraz słabiej dostępne. To wszystko dość istotnie wpływa na rynki.
Wśród wyzwań, które stoją przed branżą motoryzacyjną i inżynieryjną w związku z zachodzącymi zmianami na rynku, ekspert wymienia również dekarbonizację. W Unii Europejskiej zostało podjętych wiele decyzji dotyczących transformacji sektora motoryzacyjnego, z których kluczowy jest zakaz sprzedaży aut z napędem spalinowym po 2035 roku. Producenci samochodów już kilka lat temu nastawili się na przechodzenie na napędy elektryczne.
– Ta transformacja nie odbywa się tak szybko, jak sobie założyliśmy, pomimo że są dotacje, które wróciły zarówno w Niemczech, jak i w Polsce. To są samochody nadal relatywnie drogie. Jak doskonale wiemy, podrożała też energia elektryczna, czyli korzystanie z samochodów elektrycznych nie jest dzisiaj aż tak bardzo opłacalne. Ponadto na pewno dużym wyzwaniem jest infrastruktura, tak że ta transformacja będzie trwała dłużej – ocenia Rafał Zatorski. – ZF też kilka lat temu zainwestowało w elektromobilność. Poza bateriami, bo nie specjalizuje się w bateriach elektrycznych, dostarcza kompleksowo cały system napędów elektrycznych, czyli silniki elektryczne, inwertery, układy elektroniczne do sterowania i oprogramowanie.
Kolejny silny trend na rynku motoryzacyjnym to automatyzacja, nad którą poszczególne rynki i producenci z branży pracują na różnych poziomach zaawansowania. Podstawą tych prac są innowacje i nowoczesne systemy, bez których trudno wyobrazić sobie coraz bardziej zautomatyzowane pojazdy. Zapytany o najbardziej perspektywiczne technologie dla rynku i dla ZF ekspert wskazuje na systemy ADAS.
– To z angielskiego Advanced Driver Assistance System, czyli tłumacząc na polski, systemy, które wspierają kierowcę. W naszym centrum inżynieryjnym bardzo mocno rozwijamy te technologie, wykorzystując najpierw percepcję poprzez radary, kamery, lidary, czujniki ultrasoniczne, superszybkie komputery. Następnie w naszej jednostce robimy hardware do tych systemów, programujemy, tworzymy bardzo zaawansowane algorytmy. Potem testujemy je w laboratoriach i na torach testowych – mówi dyrektor Centrum Inżynieryjnego Elektroniki ZF w Polsce
Centrum w Częstochowie zatrudnia obecnie około 870 pracowników. Od 2005 roku, kiedy to zespół liczył 45 inżynierów, zatrudnienie wzrosło prawie 20-krotnie. Dwadzieścia lat temu centrum było częścią firmy TRW, a w 2015 roku przeszło w ręce Grupy ZF. Dział badawczo-rozwojowy ZF w Częstochowie w 2005 roku zaczynał od pasywnych systemów bezpieczeństwa – poduszek powietrznych, które wielokrotnie okazywały się jednym z kluczowych elementów dla bezpieczeństwa kierowcy i pasażerów. Dziś zespół inżynierów zajmuje się projektowaniem, testowaniem i walidacją elektronicznych systemów bezpieczeństwa dla przemysłu samochodowego. Ściśle współpracuje z zespołami inżynierów m.in. w Niemczech, Stanach Zjednoczonych, Anglii, Francji, Chinach i Indiach.
– Działamy jako jedna z jednostek globalnego obszaru R&D Grupy ZF. Projektujemy systemy, a następnie one są produkowane również tutaj w Częstochowie. To m.in. systemy ADAS, poduszki powietrzne, szybkie komputery. Potem to trafia do końcowego klienta, czyli producentów samochodów na całym świecie – wyjaśnia dyrektor Centrum Inżynieryjnego Elektroniki w Częstochowie, ZF w Polsce.
Działalność badawczo-rozwojowa centrum przyczyniła się do powstania Zakładu Elektroniki w Częstochowie, w którym ZF produkuje nowoczesne komponenty elektroniczne dla zaawansowanych systemów wspomagania kierowcy. Współpraca centrum inżynieryjnego z globalną siecią R&D ZF i lokalnym zakładem produkcyjnym umożliwia realizację całego procesu rozwoju, testowania i produkcji najnowszych technologii dla motoryzacji. Jedną z nich są superkomputery dla funkcji zautomatyzowanej jazdy.
– ZF ProAI to jest superszybki komputer klasy motoryzacyjnej, jeden z najszybszych komputerów, jakie są stosowane na świecie. Jesteśmy w zasadzie na etapie ukończenia tego projektu dla dwóch dużych klientów premium. ProAI pracuje na zaawansowanym procesorze NVIDIA Orin. Jego możliwości obliczeniowe to 256 bln operacji na sekundę – wyjaśnia Rafał Zatorski. – Co więcej, te moduły można skalowalnie ze sobą łączyć. Przykładowo jeden moduł z tymi parametrami pozwala nam realizować projekty na poziomie L2, ale możemy na przykład te moduły ze sobą połączyć, przez co podwajamy możliwości obliczeniowe. Wtedy możemy osiągnąć autonomiczność na poziomie L3. Takie rozwiązanie już dostarczyliśmy do jednego z klientów.
Prace nad superkomputerem dla funkcji zautomatyzowanej jazdy Centrum Inżynieryjne ZF prowadzi od 2021 roku. ZF ProAI to centralny komputer odpowiedni dla wszystkich platform samochodowych, aplikacji i rodzajów architektury pod kątem elektryczno-elektronicznym. Może obsługiwać wszystkie poziomy autonomicznej jazdy (od L0 do L5). Zdaniem Rafała Zatorskiego superkomputery będą odgrywać coraz ważniejszą rolę w branży motoryzacyjnej.
– Jak dzisiaj spojrzymy na tradycyjne samochody, to z punktu widzenia elektroniki każdy układ ma indywidualne sterowanie, czyli hamulce, układ kierowniczy czy układ napędowy mają indywidualny sterownik. Rozwój zmierza w kierunku integrowania tych funkcji w ramach jednego wspólnego dużego komputera. To oczywiście pozwala ograniczyć koszty i zintegrować te systemy, dzięki czemu one są bardziej wydajne – wskazuje ekspert. – W systemach ADAS-owych stosujemy czujniki, które zbierają wiele danych z radarów, kamer. To jest ogromny zbiór danych, które z jednej strony pozwalają nam coraz lepiej kontrolować samochód i lepiej nim zarządzać poprzez wykorzystanie funkcji ADAS-owych, ale z drugiej strony trzeba je w czasie rzeczywistym, w relatywnie szybkim czasie przetworzyć i auto musi odpowiednio zareagować. Właśnie dzięki wykorzystaniu szybkich komputerów jesteśmy to w stanie zrobić.
Kolejny element systemów ADAS, nad którym pracują polscy inżynierowie, to kamery S-Cam 4.8, oparte na procesorze EyeQ4 firmy Mobileye. Łączą one jedną z najbardziej zaawansowanych technologii rozpoznawania obiektów z rozwiązaniami z zakresu kontroli wzdłużnej i poprzecznej pojazdu. Specjalny obiektyw i czujnik obrazu umożliwiają korzystanie z różnych funkcji, takich jak np. automatyczne hamowanie awaryjne, tempomat adaptacyjny czy też asystent utrzymania pasa ruchu. Z kolei wysokiej rozdzielczości Imaging Radar został zaprojektowany z myślą o ulepszonych rozwiązaniach systemowych dla poziomów jazdy autonomicznej L2+, L4 i nowszych.
Centrum Inżynieryjne Elektroniki ZF w Częstochowie pracuje również nad technologią steer-by-wire, dzięki której prowadzenie pojazdu nie wymaga użycia kierownicy ani udziału kierowcy.
– Technologia steer-by-wire to jest element transformacji z pojazdu mechanicznego na pojazd elektromechaniczny z dużym wykorzystaniem elektroniki. Projektowaliśmy go w Częstochowie od zera i trafił w tej chwili do dwóch klientów – jednego chińskiego i jednego europejskiego. To, co mogłoby się jeszcze kilka czy kilkadziesiąt lat temu wydawać niewyobrażalne, że kierownica połączona jest z maglownicą z kołami tylko za pomocą przewodów, to właśnie ten steer-by-wire – wyjaśnia Rafał Zatorski.
Jego zdaniem steer-by-wire jest dużym krokiem w kierunku autonomicznej jazdy i scenariusza, w którym kierownica nie służy już do kierowania. Kierownica potencjalnie może służyć np. jako joystick do gier, podczas gdy samochód będzie jechał autonomicznie lub częściowo autonomicznie.
– Nie odważyłbym się powiedzieć, kiedy nastąpi pełna autonomiczność w motoryzacji. Jeśli chodzi o kwestię techniczną, wciąż jest jeszcze wiele wyzwań. Dzisiaj nie jest problemem stworzenie jednostkowego samochodu autonomicznego, obecne sensory, algorytmy na to pozwalają, ale świat autonomiczny to taki, gdzie auta autonomiczne jeżdżą, rozmawiają ze sobą, kontaktują się poprzez odpowiednie systemy. Tutaj jeszcze przed nami bardzo, bardzo daleka droga – ocenia dyrektor Centrum Inżynieryjnego Elektroniki ZF w Częstochowie.
Źródło: Newseria
