صفر تا صد آفرینش يك خودرو

تعریف محصول(Product Definition)

نقطه شروع فرایند توسعه محصول در معاونت مهندسی و طراحی مرکز تحقیقات یک مرکز تولید خودرو ،  با تدوین استراتژی های محصول به عنوان عامل کلیدی در جهت تضمین موفقیت فروش خودرو، آغاز می گردد. مبنای اصلی این استراتژی ها تعریف محصولی با قابلیت حضور در بازارهای جهانی همراه با در نظر گرفتن ترکیبی متناسب از مدل های مختلف بر روی یک پلتفرم مشترک با ایجاد خصوصیات هوشمندانه و متمایز کننده از برند سایپا در نزد مشتری می باشد.

با در نظر گرفتن عوامل فوق، بررسی های دقیقی در جهت تعریف محصول با لحاظ نمودن الزامات قانونی و خواسته های مشتری شکل گرفته و با انجام تحلیل های فنی و اقتصادی خودروهای رقیب تکمیل می گردد. در انجام این فرآیند، نوآوری و ایجاد تمایز در محصول همواره مد نظر کارشناسان بوده و با ترجمه دقیقی از تعریف محصول به پارامترهای مهندسی، ویژگی های محصول جهت پیشبرد فعالیت های طراحی خودرو مشخص می گردد که این فعالیت ها در مدیریت مهندسی خودرو انجام می گیرد.

ویژگی خودرو مشخصاً دربرگیرنده اهداف مورد نظر برای یک خودرو یا یک مدل جدید است. ویژگی محصول دارای سه جنبه اصلی است: جایگاه و موقعیت محصول، گروه هدف و مشخصه های محصول. هر سه جنبه اشاره شده می بایست هم راستا با روند کلی مسائل فنی و الزامات قانونی بوده و از مقبولیت اجتماعی نیز برخوردار باشند.

هدف گذاری محصول (Target Setting) در فرایند تولید خودرو

ویژگی محصول معمولاً با آنالیزهای فنی و اقتصادی خودروهای رقیب در کلاس مشابه پشتیبانی و تهیه می گردد. ویژگی خودروی آینده می بایست در برگیرنده خصوصیات فیزیکی محصول نیز باشد. قدم اول در این راه، مشخص کردن معماری مفهومی خودرو به لحاظ ایده مفهومی بدنه، تناسبات و استایل داخلی و خارجی آن می باشد.

تطابق با الزامات قانونی آینده مانند میزان آلایندگی و مصرف سوخت و یا استاندردهای ایمنی می بایست صحه گذاری گشته و شرایط خاص بازار نظیر آب و هوا، وضعیت ترافیک و یا حتی عادت های رانندگی نیز می بایست در ویژگی محصول منعکس گردند. قدم بعدی در مشخص کردن ویژگی یک خودروی جدید تعیین مشخصاتی مانند دینامیک خودرو و یا سطح ایمنی و راحتی آن است. همین طور تعریف امکانات خودروی پایه و تجهیزات آپشن و نیز دسته بندی و ویرایش های خاص آن. این امر هم چنین شامل نوآوری های به کار رفته در محصول است که متمایز کننده ترین آنها به عنوان مشخصه های منحصر به فرد محصول در فروش جهت بازاریابی خودرو استفاده می گردد. در نهایت ویژگی محصول به واسطه مقادیر برنامه ریزی شده برای قیمت و هزینه مالکیت محصول جمع بندی می شود.

مهم ترین خواسته و هدف نهایی در صنعت خودروسازی این است که ویژگی های یک خودروی جدید با نیازها و انتظارات مشتریان بالقوه هم خوانی داشته باشد. داشتن دانش فنی و شناخت کافی از استانداردهای اجباری و نیازهای مشتریان و ارتباط و وابستگی متقابل آنها به هم، هم چنین رهیافت های مناسب در طراحی برای رسیدن به اهداف مذکور و شیوه های صحه گذاری، جملگی از پیش نیازهای لازم برای انجام طراحی موفقیت آمیز در صنعت به حساب می آیند.

تصدیق و صحه گذاری محصول در روند تولید خودرو

یکی از فرآیند های مهم در طراحی و تکوین محصول جدید، صحه گذاری محصول جهت اطمینان از تطابق طراحی محصول با تعاریف انجام شده می باشد که جزو فعالیت های مدیریت مهندسی خودرو می باشد. ماموریت محوری در فاز توسعه برای تولید انبوه، ادغام اجزا و سیستم ها و یکپارچه کردن آنها در قالب یک خودرو می باشد به نحوی که الزامات قانونی و نیازمندی های از پیش تعریف شده بر اساس ویژگی های خودروی کامل رعایت شوند. برای ارزیابی و در نهایت صحه گذاری نهایی، خودروها در سه مرحله پروتوتایپ، نمونه تولید انبوه مقدماتی و تولید انبوه نهایی آزمایش می شوند.

به منظور کاهش هزینه و زمان طراحی، امروزه صحه گذاری و ارائه راهکار های طراحی به منظور دستیابی به اهداف محصول از اهمیت بسزایی برخوردار است. انجام شبیه سازی مجازی، در مراحل طراحی خودرو روشی کم هزینه و با اطمینان بالا، جهت بهبود محصول نهایی و دستیابی به اهداف طراحی می باشد. امروزه در صنعت خودرو سازی شبیه سازی و ارائه راهکارهای مطمئن طراحی، همچنین صحه گذاری عملکرد درست محصول نهایی به وسیله شبیه سازی های مختلف انجام می شود. در مرکز تحقیقات و نوآوری گروه خودروسازی سایپا این وظیفه به عهده مدیریت تحلیل مهندسی می باشد.

شبیه سازی مجازی در سه حوزه تحلیل راحتی سرنشین، تحلیل ایمنی و استحکام و نمونه سازی دیجیتال میباشد. که با استفاده از ابزار های شبیه سازی به کمک کامپیوتر (CAE) در حوزه های مختلف انجام می گیرد.

تحلیل راحتی سرنشین (occupant comfort analysis department)

نتیجه تحلیل های مرتبط با راحتی سرنشینان خودرو در استفاده روزمره  در فرایند تولید خودرو بهبود کیفیت رانندگی با خودرو، کاهش مصرف سوخت و راحتی سرنشینان خودرو در شرایط مختلف جوی و محیطی است. این تحلیل ها در سه حوزه طبقه بندی می شود:

تحلیل های نویز و سر و صدا های مزاحم (NVH)

تحلیل های ایرودینامیک و جریان هوای داخل محفظه سرنشین به کمک ابزار دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)

تحلیل های دینامیکی خودرو و بررسی عملکرد خودرو در رانندگی

تحلیل ایمنی و استحکام (safety and stiffness analysis department) تولید خودرو

در این حوزه بررسی ایمنی سرنشینان خودرو در تصادفات و نحوه عملکرد سازه خودرو تحت بارگذاری های عملکردی بررسی می گردد. هدف انجام این تحلیل ها حفظ ایمنی سرنشینان خودرو و همچنین عابرین پیاده در تصادفات، تضمین عملکرد درست قطعات و سازه کلی خودرو می باشد. این تحلیل ها در سه گروه طبقه بندی می شوند:

بررسی عملکرد قطعات مختلف خودرو تحت بارگذاری های عملکردی در فرایند تولید خودرو

تضمین سختی و استحکام قطعات خودرو

بررسی عملکرد خودرو در تصادفات و استاندارد های مربوط به این حوزه، به منظور تضمین امنیت سرنشینان و عابران پیاده

نمونه سازی دیجیتال (Digital mock –up department)

در این حوزه فرایند های مربوط به تولید ( نحوه مونتاژ , دسترسی ابزار ) و جانمایی و دسترسی سرنشینان به صورت مجازی شبیه سازی می شود. نتیجه این شبیه سازی ها جلوگیری از بروز مشکلات قبل از تولید محصول نهایی می باشد. این تحلیل ها در حوزه های زیر انجام می گیرد:

مونتاژ و دمونتاژ قطعات، تعمیرات و نگه داری اجزا خودرو در پروسه تولید خودرو

جانمایی اجزا خودرو و نحوه چیدمان آن به صورت صحیح در پروسه تولید خودرو

چک کردن اهداف طراحی خودرو شامل استاندارد های اجباری و استاندارد های طراحی تعرف شده و کنترل ابعادی خودرو و همچنین مباحث ارگونومی

بررسی و مدلسازی دیجیتال از تلرانس های ابعادی بین قطعات به منظور بهبود کیفیت و مونتاژ بدون مشکل قطعات

هم چنین در فرآیند صحه گذاری محصول با انجام تست های برنامه ریزی شده بر روی خودرو های آزمایشی در مراحل مختلف، حصول اطمینان از تطابق طراحی با الزامات قانونی و اهداف کیفی تعیین شده، صورت پذیرفته و مجوز های لازم جهت تولید انبوه از مراجع قانونی اخذ می گردد.

دریافت بازخورد مشتری از محصول طراحی شده و ایجاد ساختارهای دانش محور در جهت بهبود طراحی خودرو مطابق با روند جهانی در معاونت طراحی و مهندسی مرکز تحقیقات سایپا، به عنوان عامل کلیدی در جهت دستیابی به رضایت مشتری همواره مد نظر قرار می گیرد.

طراحی

با رویکرد آینده نگرانه طراحی استایل خودرو به عنوان گام نخست فعالیتهای طراحی با خلق ایده های اولیه به شکل تصاویر دو بعدی(Sketch) از ظاهر بیرونی و داخلی خودرو، آغاز و پس از انتخاب ایده نهایی، مدل سه بعدی استایل خودرو (CAS Model) تهیه می گردد. با کمک بهره گیری از ابزار هایی نظیر Virtual Reality و ساخت مدل های فیزیکی گِلی (Clay Model) در مقیاس مختلف، مراحل نهایی سازی ظاهر خودرو تکمیل و با تبدیل مدل تایید شده به مدلی با سطوح کیفیت بالا (Class A) و ساخت مدل مرجع (Master Model) فرآیند استایل خودرو نهایی می گردد.

به موازات فرآیند استایل خودرو در سایر واحدهای معاونت طراحی و مهندسی، فرآیند طراحی مفهومی (Concept Design) خودرو انجام می پذیرد. در این مرحله واحدهای طراحی بدنه، طراحی قطعات و تزئینات، قوای محرکه و سیستم های شاسی فعالیت های خود را در حوزه های مربوطه شروع می کنند. در ابتدای این فرآیند انجام امکانسنجی های لازم بر مبنای استانداردهای طراحی منجر به تهیه نقشه کاملی می گردد که در آن، ملاحظات ارگونومی سرنشینان در کنار جانمایی اجزاء مختلف پلتفرم خودرو مشخص شده است. مهندسان واحد های طراحی یافتن راه حل های مناسب جهت رسیدن به ویژگی های تعریف شده محصول را با امکانسنجی مقاطع اصلی خودرو بر روی این نقشه آغاز می نمایند.

ارائه راه حل های خلاقانه مهندسی در فاز کانسپت همواره مد نظر طراحان بوده و استفاده از ابزار هایی نظیر مقایسه طراحی در خودرو های روز دنیا (Benchmarking) و استفاده از تجربیات طراحی های پیشین ( در قالب روش DFMEA) در کنار استفاده از نرم افزار های قدرتمند و به روز طراحی و تحلیل (CAD/CAE) پایه های اصلی تحقق این امر می باشند. مشارکت سازندگان و مهندسان فرآیندهای تولید، انتخاب بهترین راه حل از گزینه های موجود برای طراح را ممکن و در نهایت با تکمیل کلیه امکانسنجی های لازم و تهیه فایل های سه بعدی اولیه گذر از مرحله طراحی مفهومی به مرحله طراحی تفصیلی انجام می پذیرد.

در مرحله طراحی تفصیلی (Detail Design)، طراحی جزئیات کلیه قطعات خودرو بر مبنای کانسپت تایید شده تکمیل گشته و با انجام شبیه سازی های کامل در محیط مجازی نظیر انجام تحلیل های ایمنی، استحکامی، ارتعاشی و آیرودینامیک … دستیابی به اهداف کیفی و الزامات طراحی مورد بررسی و صحه گذاری قرار می گیرد. همچنین با ایجاد یک مدل مجازی برای کل خودرو تمامی مراحل مجموعه سازی در خطوط تولید شبیه سازی و مشکلات احتمالی شناسایی و مرتفع می گردد. در این مرحله با استفاده از قابلیت طراحی قطعات و سیستم ها به صورت پارامتریک در نرم افزار CATIA امکان اعمال سریع تغییرات و بهینه سازی طراحی به وجود می آید.

انجام شبیه سازی های مجازی اشاره شده، موجب کاهش چشمگیر زمان طراحی و جلوگیری از اعمال تغییرات پر هزینه در فاز های انتهایی پروژه می گردد.

پس از طی مراحل فوق، مدل های سه بعدی و نقشه های دو بعدی خودرو به منظور طراحی ابزار های مورد نیاز جهت ساخت و تولید محصول و ساخت خودروهای نمونه انتشار می یابد.