Le développement de modules RFID embarqués dans les pneumatiques

Murata Manufacturing Co., Ltd. (« Murata ») a développé un module d'identification par radiofréquence (RFID) robuste et petit qui peut être intégré dans les pneus en collaboration avec le premier fabricant de pneus français Michelin. Ce module est une pièce extrêmement petite avec une taille de 6 mm × 1 mm × 1 mm. Néanmoins, c'est un produit qui apportera de l'innovation dans l'industrie du pneu.

Chaque entreprise de l'industrie automobile travaille sur ce qu'on appelle une révolution unique dans le siècle en raison de la tendance CASE. CASE est une tendance qui fait évoluer le secteur des véhicules et de l'automobile selon quatre axes d'évolution : connecté (C), autonome (A), partagé et services (S) et électrique (E).

Au sein de CASE, nous avons tendance à n'être captivés que par les changements, l'automatisation et l'électrification des automobiles elles-mêmes avec leur présence qui nous est familière. Mais à l'inverse, le côté business évolue fortement, avec un focus sur les Connected and Shared & Services. La forme sous laquelle les automobiles sont utilisées passera de « possession » à « utilisation ». De plus, le modèle de profit de l'industrie automobile passera de la « simple vente de biens » à des « services ». Cela ouvrira une nouvelle ère dans l'utilisation de la mobilité.

Des tendances similaires s'abattent également sur les fabricants qui fabriquent des pneus et d'autres pièces automobiles en plus des constructeurs automobiles.

Michelin fait partie des manufacturiers de pneumatiques qui s'efforcent activement d'apporter une nouvelle valeur en faisant de l'activité pneumatique une activité de services. L'entreprise a précisé son intention d'embarquer tous les pneus qu'elle fabrique avec des puces RFID qui saisissent en temps réel des données sur l'utilisation et la gestion des pneus. Il construit également un système IoT qui saisira des données en temps réel sur l'utilisation et la gestion des pneus montés sur les voitures en utilisant la RFID. Elle essaie de s'en servir dans la fourniture de services de maintenance prédictive, la gestion de l'exploitation des véhicules, l'amélioration du taux de recyclage des pneus usagés, la gestion des stocks chez les concessionnaires, etc.

La RFID est une technologie qui identifie et gère automatiquement les choses par le biais de communications sans fil à l'aide d'étiquettes IC et d'autres dispositifs. Il a l'avantage de cibler plusieurs balises, ce qui permet de lire facilement beaucoup plus de données à la fois par rapport aux codes-barres et autres technologies de reconnaissance. Il permet également la réécriture des données. La RFID est donc utilisée dans divers contextes (par exemple, la fabrication, la logistique et les ventes) en tant que technique pour identifier et gérer collectivement les états et les mouvements de nombreuses choses.

Le mouvement visant à intégrer la RFID dans les pneus, puis à l'utiliser pour optimiser divers domaines de gestion et créer un nouveau modèle commercial se répand également parmi de nombreux fabricants de pneus. Le concept de Michelin consiste à intégrer des étiquettes RFID dans les pneus pour les connecter à l'IoT. Il prévoit que ces balises seront utilisées pour gérer l'historique d'utilisation sur l'ensemble du cycle de vie des pneus - depuis leur fabrication jusqu'à leur montage sur les voitures et leur utilisation après leur lancement sur le marché et même jusqu'à leur élimination. Par exemple, les pneus utilisés après le remplacement de leur caoutchouc usé sont utilisés dans les camions, les bus et autres véhicules utilitaires. Ils sont appelés pneus de retraite. L'intégration de la RFID dans les pneus permet de gérer facilement, précisément et efficacement la position de montage, l'heure et la date, le nombre de réparations et d'autres informations sur les pneus du véhicule en utilisant simplement un scanner portable pour scanner l'ID enregistré dans l'étiquette RFID . De plus, Michelin prévoit également d'utiliser les mêmes étiquettes RFID pour assurer la traçabilité et optimiser les opérations.

Le niveau technique requis pour connecter des pneus à l'IoT est extrêmement élevé par rapport à la connexion d'équipements de bureau et d'appareils électroménagers à l'IoT. C'est parce que l'environnement d'utilisation des pneus est rude. De plus, c'est aussi parce qu'on recherche dans les pneumatiques une fiabilité et une sécurité élevées.

De nombreuses étiquettes RFID existantes ont été utilisées en les apposant sur des boîtes en carton et d'autres articles contenant des produits. Ils sont ensuite jetés après que le produit ait atteint le consommateur. Par conséquent, il n'était pas nécessaire que les étiquettes RFID elles-mêmes soient aussi durables. En revanche, le paramètre d'utilisation envisagé par Michelin est que les étiquettes seront intégrées dans des pneus utilisés dans diverses conditions météorologiques, revêtements de route et situations de conduite. De plus, il est nécessaire qu'ils fonctionnent sur une longue période de temps jusqu'à la mise au rebut des pneumatiques.

Cependant, il y avait un problème avec les étiquettes RFID conventionnelles. Le circuit intégré et l'antenne utilisés pour la transformation des informations et l'alimentation sans fil ont été joints par soudure. Par conséquent, si elle est utilisée en étant intégrée dans un pneu, l'antenne se dilate et se contracte en fonction des vibrations pendant la conduite. La charge excessive sur les articulations qui en résulte peut entraîner une rupture et une perte de capacité à communiquer. Il était nécessaire de réaliser une structure dans laquelle l'alimentation peut être fournie sans contact pour résoudre ce problème. Michelin a donc cherché une solution à ce problème.

C'est la technologie RFID MAGICSTRAP® de Murata qui a attiré l'attention de Michelin alors qu'il se débattait avec ce problème. MAGICSTRAP® est une technologie qui réalise une miniaturisation et une robustesse améliorée. Pour ce faire, il intègre dans un module un circuit et une antenne d'adaptation spéciaux pour optimiser les performances de communication et d'alimentation avec le CI. Murata a exposé MAGICSTRAP® en tant que technologie RFID qui réalise la miniaturisation et une robustesse améliorée lors d'une exposition à l'étranger sur le thème de la RFID. Nous n'avons pas exposé cette technologie pour les pneus. Néanmoins, Michelin est venu nous parler alors que nous faisions la démonstration du fait que diverses applications de ce produit se répandaient. Michelin et Murata ont décidé de co-développer une technologie RFID hautement durable pouvant être intégrée dans les pneus.

Lors du démarrage du projet de développement, nous nous attendions à être confrontés à trois problèmes dans le processus de réalisation de la vision telle que vue par Michelin : un engagement à long terme sur la période de développement, la haute fiabilité qui peut être appliquée à l'intégration d'étiquettes RFID dans les pneus et la fourniture de grand nombre d'échantillons. La technologie permettant d'intégrer la RFID dans les pneus dans l'espoir qu'elle sera utilisée tout au long de leur cycle de vie était un thème de développement que nous, chez Murata, avons abordé pour la première fois. Cependant, nous avons décidé de réagir avec souplesse sans coller aux précédents. Nous avons finalement pu répondre à chaque demande.

Pour ce projet, nous avons formé une équipe dédiée engagée dans le développement à long terme. Cette équipe était composée principalement de jeunes ingénieurs prêts à relever des défis sans être trop obsédés par les technologies existantes. En conséquence, nous avons établi une structure dans laquelle les responsables, qui connaissent le processus des projets depuis le stade initial de développement jusqu'à la production de masse, ont travaillé sur le développement de manière cohérente tout en accumulant régulièrement les résultats. Matsumoto de la section de développement de produits matériels, qui a participé au projet en tant que concepteur, rappelle qu'une étroite compréhension mutuelle a conduit au succès de ce projet : « Les concepteurs ont directement expliqué et discuté des intentions de conception, de la validité des technologies sélectionnées et d'autres au lieu de simplement transmettre à l'autre partie les technologies de surface dans le co-développement avec Michelin. Cela nous a permis de parvenir à un consensus en douceur au cours du projet.

De plus, nous avons ajouté d'autres améliorations à MAGICSTRAP® pour répondre aux exigences techniques élevées telles que la haute fiabilité qui peut être appliquée à l'intégration dans les pneus. De plus, nous avons réduit la taille du module à 6 mm × 1 mm × 1 mm tout en conservant de bonnes caractéristiques électriques pour minimiser l'effet sur les pneus dû à l'intégration de la RFID dans ceux-ci. Il y avait aussi une demande d'étendre la distance de communication. Par conséquent, nous avons optimisé le produit en introduisant des pièces personnalisées. Yabuhara de la section Développement de produits matériels, qui était principalement responsable de la conception, a évoqué les facteurs qui ont permis de résoudre des problèmes techniques difficiles : "Nous avons reçu des conseils appropriés d'experts internes ayant des connaissances spécialisées dans chaque domaine en plus des conseils des concepteurs. qui ont été directement impliqués dans le développement. Cela nous a permis d'éclaircir les enjeux.

De plus, nous avons amélioré l'efficacité de la production en développant un gabarit de tri par lots dédié et un logiciel de tri pour pouvoir fournir un grand nombre d'échantillons. C'est parce que nous n'avions pas le trieur caractéristique qui était indispensable pour produire un grand nombre de produits à l'étape précédant la confirmation de la production en série. Cela nous a permis de livrer un grand nombre d'échantillons dans les dizaines de milliers en temps opportun.

Fukuhara de la Business Development Section, qui a servi de chef de projet, a résumé le projet : "C'était un défi extrêmement difficile d'assurer à la fois la miniaturisation et les caractéristiques électriques. Nous avons produit à plusieurs reprises des prototypes tout en discutant avec Michelin des nombreux paramètres de conception et de fabrication. variations dans la production de masse. En même temps, nous nous sommes efforcés de vérifier la faisabilité de la production de masse sur le site de fabrication. Je ne pense pas que le projet aurait été couronné de succès sans Murata, avec notre haut niveau en matière de conception, de technologie de production, de fabrication , et une technologie de qualité pour le module RFID que nous avons développé."

Nous avons commencé la production à grande échelle du module RFID que nous avons co-développé. Il équipe déjà plus de 4 millions de pneumatiques fabriqués par Michelin à commencer par ceux destinés aux véhicules utilitaires.

Notre objectif est que le module RFID que nous avons co-développé cette fois-ci se répande largement comme la norme de facto dans l'industrie du pneu automobile. Nous prévoyons également de faire des propositions à d'autres manufacturiers de pneumatiques que Michelin à l'avenir. Avant cela, Murata soutiendra également les activités du groupe de travail de RAIN RFID (un groupe industriel de la bande UHF RFID) et les directives établies par l'ISO.

Murata a présenté pour la première fois au monde des étiquettes RFID à intégrer dans les pneus lors d'une exposition sur la technologie de l'électronique automobile qui s'est tenue à Tokyo Big Sight en janvier 2022. Nous en avons profité pour lancer des activités afin de les promouvoir auprès des fabricants de pneus au Japon et à l'étranger. . Yamada, de la section du développement commercial, a déclaré : "Il n'est pas possible d'intégrer la RFID dans les pneus avec le sens d'apposer la RFID sur du carton ou des palettes. C'est parce que l'intérieur des pneus contient des matériaux métalliques qui interfèrent avec les communications RFID telles que tringles et ceintures. Les caractéristiques de communication changent de manière significative en intégrant la RFID dans les matériaux en caoutchouc. Murata possède une connaissance approfondie du sans fil et un environnement d'évaluation. Par conséquent, nous aimerions également fournir une assistance pour des méthodes d'intégration optimales et des évaluations des clients sans sacrifier les caractéristiques de communication en ce qui concerne pneus." De plus, nous avons renforcé les fonctions nécessaires à la gestion de la chaîne d'approvisionnement des pneumatiques avec notre logiciel RFID id-BridgeTM. Cela contribuera à la mise en œuvre de la RFID dans l'ensemble de l'industrie du pneu, y compris les constructeurs automobiles et le marché secondaire, en tant que solution globale.

Le centre d'innovation Minato MIRAI, la plus grande base de R&D de la région du Kanto, a ouvert "MURATA MIRAI MOBILITY" à partir de mai 2021 en tant qu'espace d'exposition de solutions automobiles pour présenter la relation entre l'électrification des automobiles et Murata. Sakai de la section Business Development travaille également sur les futurs plans d'exposition : "Nous prévoyons de présenter à l'avenir des pneus équipés de la RFID que nous avons co-développée avec Michelin dans l'espace d'exposition. Nous préparons également un environnement de démonstration pour le logiciel id-BridgeTM. C'est pourquoi , j'espère que de nombreux clients viendront en plus des manufacturiers de pneumatiques."

Visitez notre page produit pour en savoir plus sur la plateforme RFID de Murata qui contribue à la réalisation de loT, grâce à la fourniture de matériel, de logiciels et d'interfaces de communication.https://www.murata.com/en-sg/products/rfid/rfid

À propos de cet article :Cet article est fourni par Murata Manufacturing Co., Ltd.https://article.murata.com/en-sg/article/rfid-development-withbuilt-in-tire