Как создается машина с нуля: Описание всего процесса
Всем нам известно, что автомобили являются техническими сложными устройствами а также, что они производятся на крупных автопромышленных предприятиях. Но мало кто из нас знает, как происходит весь этот процесс начиная от самого начала создания новой модели и заканчивая выходом ее к потребителю. Ведь прежде чем отправиться в серийный выпуск на конвейер, автомобиль необходимо разработать, спроектировать нужный прототип и потом уже провести инженерные испытания и так далее. На самом деле весь процесс создания нового автомобиля по уровню технической сложности почти-что сравним с той разработкой космической «одиссеи на Марс». Уважаемые читатели, предлагаем вам ознакомиться (если это интересно) и проследить вместе с нами за полным процессом создания автомобиля, начиная прямо с самого начального пути. Этот как-бы гид был составлен анонимным зарубежным источником, который в настоящее время работает в одной из известных автомобильных компаний. Мы со своей стороны сгруппировали и разделили весь происходящий процесс на пять основных категорий.
Обратите ваше внимание, что весь процесс создания новой модели с нуля и до поступления этой новинки в автосалон в среднем занимает около 72-х месяцев. Какие-то автокомпании умеют делать это быстрее, а какие-то чуть медленнее. Все зависит от сложности разработки и наличия больших инвестиций вложенных в проектирование и в создание нового автомобиля. И еще, обратите внимание на следующее, наш анонимный гид раскрывает для всех нас (вас) определенные секреты завода производителя рассказывая о том, что на самом деле происходит внутри компании при создании и разработке новой модели автомобиля, а не говорит о том обновлении существующего как-бы уже автомобиля (рестайлинге) о котором обычно пишут и рассказывают господа журналисты. И так, приступим к изучению.
1). Подготовка к проектированию новой модели авто
Срок работ: от 0 — до 72 месяцев.
- Исследование внутреннего рынка а также и зарубежных рынков, для определения роли данного продукта и его компонентов в глобальном портфеле компании. Также, определение и разделение этого продукта от аналогичных моделей бренда которые продаются на мировом рынке.
- Определение главных особенностей новой модели, ее преимущества и потенциальные продажи на зарубежных рынках.
- Определение конкурентов и естественно целевых клиентов. Установка ограничения веса автомобиля; планирование экономии топлива и планирование объема производства.
- Аналитическая оценка нового проекта.
- Определение силовых агрегатов, которые будут устанавливаться на новую модель.
- Бюджет проекта, финансирование, ценообразование, инвестиционные идеи.
- Инженерный компьютерный анализ.
- Определение списка поставщиков компонентов.
2). Дизайн модели
Срок работ: от 0 — до 72 месяцев (после исследования рынка).
- Интерьер-эскизы, выбор дизайнерских тем, модели сборки, сбор информации об отзывах на дизайн.
- Разработка внешнего дизайна.
- Внешние цвета кузова, цвета интерьера-салона, выбор материалов отделки интерьера.
- Оценка аэродинамических особенностей кузова.
- Создание концепции для демонстрации на автосалонах.
- Создание испытательного прототипа.
- Инженерные тестирования опытного образца и сбор инженерных отзывов.
3). Инжиниринг
Срок работ: от 0 — до 72 месяцев (одновременно с разработкой дизайна).
JiT-JiS SCM или «Как делают Автомобили»
Говорят, что автомобиль состоит из нескольких (десятков?) тысяч деталей. Задумывались ли вы, как именно происходит синхронизация цепочки поставок в автомобильной промышленности? Кому интересно узнать про разницу между Just-in-Time и Just-in-Sequence, кто и как заносил Toyota Lean Manufacturing Principles в Европу – прошу под кат.
Один из топ-менеджеров Renault в свое время сказал:
- Body Shop — сварка автомобильной рамы. Обычно этот процесс весь роботизирован и там малолюдно. Здесь рама получает уникальный VIN-number
- (Еще есть очень большой цех «пресс-форм», но его не причисляют к «основным» и там, практически, нет кастомизации изделий…)
- Paint Shop — «может быть любого цвета, если этот цвет черный». Там же делается многослойная грунтовка перед покраской.
- Trim Assembly Line — финальная сборка. Это как раз то место, которое чаще всего показывают по телевизору: много людей, все движется, иногда даже над головой.
Но, на самом деле, там все запутано, перекручено и загнуто змейкой.
Как раз на линии финальной сборки возникает самая большая нагрузка на кастомизациюи на цепочку поставок, где все эти тысячи деталей необходимо собрать вместе и в правильной последовательности.
Несмотря на гигантский размер автомобильного завода, на самой Trim Assembly пространства очень мало, вместо красивой прямой конвейерной линии получается запутанный клубок, напоминающий трёхкилометровую змейку, но места все равно не хватает и поэтому автопроизводители стараются переложить проблему нехватки места на плечи своих поставщиков — так появилась «крупно-узловая сборка».
Со временем, в автомобильной промышленности, выработался некий паритет между ОЕМ-сборщиками (VW, BMW, GM) и Tier-1 Suppliers (Lear, Delphi, Visteon, Magna). Если первые «на слуху», то о вторых знают только специалисты, однако по количеству ресурсов и по силе своих собственных промышленных мощностей они соизмеримы. В эпоху глобализации выработалась устойчивая схема «Цепочек Поставок», в которой работают как глобальные, так и местные Tier-1 поставщики:
Серийное производство против индивидуальной сборки
Используя идеи Адама Смита «о разбиении сложных производственных процессов на малые элементарные операции», Генри Форд, реализовал принцип «серийного производства». Послевоенная Япония добилась максимальной эффективности от идеологии массового производства. Хоть автомобили Toyota не были все черного цвета, но внутри они были практически идентичные, одна и та же модель выпускается подряд несколько лет. Этим они добились удешевления продукции, а хорошо развитая «бережливость» (eng. Lean — антоним японского Muda — waste) и Kaizen с ориентацией на «6-sigma» позволили им добиться лидирующих позиций в отрасли.
Как правило, типичная покупка автомобиля, заканчивается «предпродажной подготовкой», во время которой начальник СТО автодилера, обычно, умудряется развести предложить покупателю целый ряд кастомизаций: а давайте сменим радиолку, а дайте добавим аудиодинамиков, а давайте секьюрити и т.п., на что жадные буржуи сказали: «WTF? Почему автосалоны должны на нас наживаться, и при этом портить обшивку наших автомобилей? Давайте разрешим нашим автолюбителям кастомизировать свой автомобиль еще до покупки!» — таким образом появилась идеология индивидуализированных элементов в массовом производстве.
Давайте посчитаем, во что это выливается, например, на заводе Vauxhall в Ellesmere Port, где выпускается Opel Astra в 8-ми базовых цветах, и в 6 дополнительных перламутровых, три материала внутренней обшивки четырех цветовых модификаций, с тремя видами «центрального замка», один из них имеет 12 модификаций, для английского левостороннего и для европейского правостороннего рынка — теперь посчитайте, сколько возможных вариантов автомобильной двери со стороны водителя? И такое же разнообразие вариантов справедливо практически для всех узлов: кресла, торпеды (cockpit instrumental panel), и т.п.
EDI, ODETTE, EDIFACT, VDA
Для организации информационного обмена Upstream вдоль всего Supply Chain используется стандарт EDI. В Европе и Азии принята модификация EDI — EDIFACT, а для автомобильной промышленности ее укороченная версия — ODETTE, (некоторые немецкие автопроизводители пытались насадить и все еще частично держатся за стандарт VDA), в Северной Америке более распространен стандарт X12 (суть у них идентичная, хотя формат и разный: en.wikipedia.org/wiki/X12_EDIFACT_Mapping). Транспортный протокол передачи EDI данных — как правило, OFTP (начиналось все с телетайпа, сейчас уже поддерживаются практически все цифровые транспортные протоколы, по требованию одного из заказчиков мы в свое время даже реализовывали бэкапный вариант, построенный на использовании факсов).
В наш (просвещённый) век внутренности EDI выглядят нетривиально и непрозрачно, нам хочется XML’я, и уже не первый год существуют попытки перевода стандарта EDI в XML-производные. Для общности можно рассматривать EDI как «облегченную, REST версию» протокола обмена коммерческой информацией, а новые, основанные на XML — больше похожи на честный SOAP, красивый, понятный, и точно так же бесполезный по сравнению с REST-ом.
Если будет интерес, могу отдельно рассказать (поучительную) историю появления EDI. Но вернемся к производству автомобилей.
Включаем музыку
Большой автомобильный завод, как правило, управляется взрослой ERP системой (из 56 заводов, с которыми мне довелось работать, только на 2-х был не SAP). Как появляются заказы из Downstream, рассмотрим чуть позже, если меня выпустят из Песочницы, а пока рассмотрим Upstream движение информации.
Пресс-форма на автомобильном заводе начинает работу с самого первого дня запуска производства и клепает станины автомобиля безостановочно в три смены. Затем большие железяки попадают в автоматизированный цех «сварки», где создается рама машины (Body). Как я говорил раньше, практически весь цех автоматизирован и нам не интересен. Время сварки рамы одного легкового автомобиля занимает от 6 до 10 часов.
Что важно отметить: в момент, когда рама становится в начале Body Shop конвейера, ей присваивается уникальный VIN номер (на некоторых заводах ставят RFID метку на саму раму), в этот самый момент ОЕМ производитель считает, что «начался процесс производства реального автомобиля», уже известной модели, хотя еще и без конкретного хозяина и еще не кастомизированного. В этот момент всем 150-300 поставщикам рассылается в EDI формате «сигнал» типа «Forecast from Body Shop». Коротко его можно интерпретировать как: «Пасссаны! Я уже на Body Shop-e! Думаю, часов через 24 я дойду до Trim Assembly, и я надеюсь, вы меня там все обслужите… но, только так, чтобы без задержек!».
Соответственно, этот сигнал используется всеми поставщиками для проверки: «у нас точно хватит материалов, чтобы поставить им все, что надо, через 24 часа?». Если хватает, то товар ставится на резерв, если не хватает, то товар дозаказывается у Tier-2 и дальше из Upstream поставщиков.
Когда рама автомобиля сварена (на заводе BMW South Carolina, например, утверждают, что на Welding-e делают 7500 касаний точечной сварки и 350 швов), она по длинному переходу (как правило, под потолком) переезжает в «цех покраски».
Paint
Здесь, в зависимости от типа производства, существуют два варианта: на заводах Ford и VW при въезде в Paint Shop автомобиль получает своего хозяина, и становится известно, какой именно автомобиль нам нужен. Появляется понятие «Order Number», к которому привязан определенный VIN number (или наоборот). А у Renault и Fiat покраска проводится batch-ами (красят пачками подряд одним цветом, пока не используется весь баллончик краски), после покраски автомобильные рамы помещаются в Paint Magazine где они висят в вертикальном положении и ждут, когда найдется на них Покупатель.
В любом случае, на выходе из Paint Shop все Tier-1 Suppliers получают «Paint-out» импульс: «Пасссаны! Я предупреждал, я теперь точно попадаю в производство! Вы меня точно обслужите?»
Затем, опять же под потолком и по длинному конвейеру, автомобиль попадает на сборочную линию.
Trim Assembly
Когда покрашенная автомобильная рама спускается сверху и устанавливается на конвейерную линию, на будущий автомобиль прикрепляют Option List:
И тут уже точно мы говорим о единстве «Order» и «VIN».
Часов через 16-20 этот автомобиль дойдет до заправки горючим (около 1 литра):
И дальше, уже самостоятельно, он съезжает с конвейера и уезжает на стоянку завода в ожидании «Погрузки».
Tier-1
Вы все помните про те «импульсы», которые рассылались из ОЕМ ко всем основным поставщикам? Теперь смотрим внимательно на заглавную картинку статьи про «оркестрацию цепочки поставок»: в разные моменты 16-тичасовой сборки автомобиля, ОЕМ ожидает поставку комплектующих точно ко времени и точно к месту (и в правильной последовательности).
Например, завод Форд в Gölcük в Турции собирает небольшие городские автобусы, они ожидают от компании Intier Seating первый ряд кресел на 6 участке, 2-4 ряд на 12-14 участке, и последний ряд кресел в самом конце сборочной линии, когда уже все готово (это съёмный ряд, его можно заменить на багажный отсек).
На что мне потребовалось некоторое время, так это понять хитрую процедуру: я думал, что ОЕМ, как всякий нормальный Заказчик, рассылает всем своим поставщикам Заказы с четким описанием: «что, в каком количестве, какого цвета и модификации» он хочет получить. Но, оказывается, в современном варианте SCM, ОЕМ высылает только лишь свое собственное описание автомобиля (list of Option Codes), а все остальные поставщики сами под него должны подстраиваться.
Если машина типа «Comfort», то поставщик кресел сам понимает, что должно быть: «велюровое покрытие, с 4-мя airbags и специальным швом». То же самое касается опции (Заказчика) о «Цвете салона», и «Цвете машины» и его модификациях — продукция Tier-1 должна соответствовать оригинальным пожеланием конечного Заказчика.
В Англии, в 95% случаев, Заказчиком выступает Автодилер. В Германии — 60% дилер, 35% — частники. По разным типам машин тоже есть большой разброс. Можете заглянуть на http://www.mbusa.com/mercedes/vehicles/class/build/class-S/bodystyle-SDN — нажмите на кнопку «Build» и оцените количество возможных опций и вариантов. Задумайтесь только о количестве вариантов электропроводки, подходящей под все эти модификации!
Поэтому, на большинстве современных заводов Tier-1 стараются подписаться на ранние Forecast сообщения, чтобы не держать у себя склад «Готовых изделий всех форм и модификаций», а изготавливать лишь то, что может скоро понадобиться ОЕМ сборщику.
- Bulk assembly — запускаем процесс, и в течение одной смены собираем одинаковые изделия — некоторое количество на ОЕМ, остальные — на склад.
- Build-to-Order — каждое изделие создается строго под каждую машину (per each VIN order). В этом случае склад готовой продукции — минимальный. Полнейшая реализация Lean Principles — Pulling Model.
- Смешанный — делаем все, что надо для ОЕМ, а если заказов нет, то заполняем свою паузу тем, что делаем наперед наиболее популярные конфигурации изделий.
- В Чехии, на заводах Delphi разработали очень интересную методику — «pre-assembly». Так же, как ОЕМ отдал своим Tier-1 крупно-узловую сборку, руководство Delphi передало крупно-узловую детализацию в цеха, стоящие в начале цепочки производства, т.е. сначала собираются наиболее часто употребляемые компоненты, а потом их быстро компонуют в то, что требуется ОЕМ-щику и докустомизируют под потребности конкретного Заказа.
Build-To-Order
Рассмотрим самый выраженный случай, когда изделия собираются и поставляются строго по требованию (без склада).
- “Forecast — 3 month” — Tier-1 договаривается о поставках со своими «Upstream» поставщиками: технические варианты, прочность, конструктив, упаковка и т.д. Заключают контракты и договариваются с логистической компанией о частоте поставок.
- “Forecast — 1 month” — Tier-1 затаривает свои склады сырьем и заготовками, чтобы «приблизительно соответствовать ожидаемым потребностям ОЕМ-а»
- “Forecast — 24h” — Машина зашла в Body-Shop. В этот момент Tier-1 проверяет доступное количество ресурсов на своем складе и делает «резервацию» комплектующих материалов.
- “Forecast — 8h” — Машина зашла в Paint-Shop. Tier-1 еще раз все проверяет, и если на предыдущем пункте была нехватка чего-то, то теперь «резервация» должна быть вся разрешена (resolved), в противном случае – заказывается авиа-доставка (у нас была ситуация, когда комплектующие везли самолетом из Бельгийского Genk-a в Шведский Goteburg-a).
- “Call-off — 0h” — Машина зашла на Trim-Assembly. Это самый главный импульс, от которого начинается вся музыка всех поставщиков (кроме Электропроводки, так как она укладывается самой первой на Trim-e).
Комплекты проводов лежат в ящичках в определенном sequence:
Жгуты собраны строго точной длины проводов и немного спаяны (Laser welding) на Tier-1 заводе (помните про СD-changer?)ё
Самой большой электрокоробкой является Fuse-box, там же теперь устанавливают и бортовой компьютер:
Большинство поставщиков начинают производить свои крупно-узловые комплектующие по получению сигнала «Call-off». Для них это означает, что «Ровно через 8 часов и 35 минут вы должны поставить к определенному участку товар, который соответствует указанным опциям нашей машины. Пожалуйста, укажите на вашем изделии номер Заказа и номер очередности для сборки. Спасибо!»
Например, завод Magna (бывший Intier) в Познани, производит а/м кресла для VW. Скорость сборки одного кресла — около 45 минут. Обычно для автомобиля нужно от 1 до 5 кресел. Кресла второго и третьего ряда собирают на отдельных конвейерных линиях параллельно:
(две сборочные линии + склад — между ними Kanban).
В кресла первого ряда необходимо вставить:
Которая соответствует опциям заказанной машины. Надеть сверху чехол и даже прогладить его паровым утюгом:
.
Каждое кресло крепится болтами с помощью программируемых производственных отверток (обычно фирмы Atlas), и с них считываются данные об углах поворота и силе затяжки каждой (!) гайки:
Эта информация затем хранится на CD в банковской ячейке в течение 15 лет. Потом кресло тестируется на Мультиметре: проверяются электроника зажима ремня безопасности «Buckle», электроника airbag, и это все тоже сохраняется в базе и экспортируется на CD.
В конце конвейерной линии кресло укладывают в специальный «ящик», и на него большими огромными цифрами печатают номер sequence.
(на форклифте видно левое и правое кресло из одного сиквенса)
У Tier-1 поставщика есть от 4 до 6 часов на формирование batch-поставки. Т.е. все, произведенные в течение 3-4 часов, кресла укладываются в большую фуру, и комплектуется «одна Delivery».
Затем машина едет от 45 минут до 2 часов (пробки) до большого ОЕМ-завода и паркуется на своем Gate (номер Gate указывается в EDI). Там ее разгружают (через боковину) и цепляют кресла (в соответсвии с их сиквенс-номером в обратной последовательности на специальные «рельсы», которые под потолком доставляют Rack-mount, с креслом внутри, к правильному участку сборочной линии
(Кресел не нашел, но зато нашел дверцы, которые едут по рельсам вдоль конвейера и подаются к участку).
Рабочий на участке не смотрит на номер Заказа, а смотрит только, чтобы неразрывными были номера sequence. В случае сбоя — остановка конвейера.
К слову сказать, когда мы начали писать систему для Just-in-Time в 99-м году, нам объяснили: «Вы можете остановить конвейер большого автомобильного ОЕМ-завода, это плохо, но не смертельно. Однако, поскольку каждых 5 минут завод должен выпускать один автомобиль, то IT-провайдера будут штрафовать на 5 тысяч евро в минуту» (Это в ценах 1999 года). К слову, это было самой мотивирующей информацией о необходимости бэкапов, error-proofinga, release management, и всего прочего административного обустройства нашей компании, во времена сплошного waterflow SW development, которая позволила нам поддерживать SLA на уровне «шесть девяток после запятой» (15 минут простоя за 8 лет работы — это лучше, чем у Azure и AWS).
По мере продвижения Car-Body по Сборочной Линии, ОЕМ-щик продолжает кастить EDI сообщения всем своим Tier-1 поставщикам. Обычно они используются для валидации наших поставок: «мы не пропустили Call-off?», «к приходу Check-20, по идее, мы должны были уже наполовину собрать этот заказ, он у нас действительно уже собран хотя бы на половину?», по получению «Check-80» — мы должны были уже к этому времени уложить наш заказ в Машину, «CH-120» — мы точно уверенны, что этот заказ уже в отправленной машине? (Иначе — ручная сборка и доставка на самом быстром такси).
Ближе к концу большого ОЕМ-конвейера, возникает интересный сигнал для Инвойсинга (очень много ERP): если наш товар потребили в «хорошую машину», то нам оплачивают нашу поставку по одной цене, если машина была собрана неверно (неважно на каком участке), то нам оплачивают по другой цене. Это становится известно, когда машина заправляется бензином, и проверяется на ходу.
Как только окончательно собранная машина покидает ворота завода, мы получаем сигнал «Del», по которому в нашей системе делается очистка, проверка, упаковка истории и подготовка нашего инвойса в сторону ОЕМ за всю работу этой смены.
На самом деле, ERP работает намного интереснее и сложнее
Например, товар из разных стран может стоять в специальной части склада и быть «нерастаможенным». Зачем растаможивать и платить пошлину за то, что еще не было востребовано и consumed? Таким образом, VAT и пошлина появляется, только когда срабатывает наш внутренний Kanban импульс на запрос нового товара с нашего заграничного склада до нашего конвейера. Спасибо товарищу LOGX за хорошую статью с описанием WMS, которая подтолкнула меня к тому, что «пора-таки дописать статью всей моей жизни».
- конвейер сборки Tier-1 полностью был заказан Ford-ом, установлен и контролировался им;
- все ящики, склады, стеллажи и внутренняя механика была взята Ford-ом в аренду у Logistic Supplier-a, ему же была отдана перевозка;
- работники на линии были наняты HR Ford-а, обучены им и приписаны к «цеху» этого Tier-1. Более того, расчет за поставленный товар Ford тоже делал сам себе.
Видео: рабочий у станка, его движения тверды.
Номер заказа и опции этой машины
Brakes Plate — все педали собраны на одной такой штуке, которая потом целиком вставляется в машину
Центральная проходная завода Vauxhall
Небольшой кусок склада
Умывальники на английском заводе, раздельная горячая и холодная вода
Как создают автомобили?
В современном мире главную роль в создании автомобилей часто играют не изобретатели, не инженеры и даже не художники-дизайнеры, а маркетологи. По-английски «маркет» означает рынок, продажа. Маркетологи изучают рынок, выясняют, какой будет спрос на будущую машину и кому она вообще нужна. После таких исследований становится понятно, в каких модификациях надо выпускать будущую машину, какие будут использованы двигатели и какой будет у машины внешний вид. Поэтому многие современные машины очень похожи друг на друга. Дизайнер и хотел бы нарисовать модель, которая была бы непохожа на все остальные машины, но маркетологи сразу же говорят ему: «А кто купит такой автомобиль? Несколько любителей изящных искусств? А у нас стоит задача продать миллион автомобилей. Это значит, что автомобиль должен нравиться всем сразу!»
Очень часто разные производители автомобилей обращаются за помощью в одни и те же дизайнерские бюро. В разработке внешнего вида автомобилей больше всего преуспели итальянские дизайнеры. Всемирно известны такие студии, как «Италдизайн», «Бертоне», «Пининфарина». Например, корейская машина «Хёндэ Матрикс» «нарисована» художниками «Пининфарины», а внешность многих моделей «Опеля» придумана в «Бертоне».
Производителям автомобилей гораздо проще обратиться в одну из студий и получить готовый проект, чем ломать голову над уникальной внешностью будущей модели. Именно из-за этого несведущий автолюбитель, особенно на расстоянии, не может отличить одну марку от другой. Ведь все современные машины очень похожи друг на друга, как летающие тарелки.
Когда все требования к будущему автомобилю обозначены и художник-дизайнер на специальной доске представляет несколько вариантов его внешнего вида в натуральную величину, за дело принимаются конструкторы. Очень часто предварительно изготавливают уменьшенную пластилиновую модель (в масштабе 1:5 или 1:10).
Сборка автомобиля
Перед постройкой опытного образца нового автомобиля изготавливают макет его кузова в натуральную величину. Он нужен конструкторам и инженерам, чтобы изучить расположение сидений, руля, педалей. Всего того, что называется эргономикой. Одновременно с этой работой приступают к делу специалисты по агрегатам, то есть по двигателю, коробке передач и трансмиссии. Сначала все агрегаты проходят испытания на стенде, и только потом их устанавливают на опытный образец.
Создание современного автомобиля невозможно без помощи компьютера. Сейчас компьютер стал основным инструментом для проектирования и даже испытания автомобиля. Например, одна из последних модификаций автомобиля «Форд Мондео» создана полностью на компьютере без единого бумажного чертежа. Не было также и пластилиновых моделей. Тем не менее испытателям новый автомобиль сразу очень понравился, и машина с успехом была запущена в серийное производство
Современный автомобильный завод — это целый город. В одной части города собирают узлы и агрегаты, в другой — кузова. Значительную часть операций выполняют роботы. Движениями роботов управляют опять-таки компьютеры. В искрах и сиянии электросварки кузов автомобиля перемещается с места на место. К лонжеронам приваривается пол, потом крылья и крыша. В других цехах роботы с поразительной точностью собирают двигатели. Наконец, все части автомобиля встречаются на главном конвейере. С него уже выезжают полностью готовые машины.
Испытания автомобиля
Когда строились первые автомобили, у создателей не было особой необходимости заботиться о такой неведомой еще им стороне, как аэродинамика. Аэродинамикой называется сопротивление встречного воздуха при движении автомобиля на большой скорости. Да и скоростей-то поначалу больших не было.
В наше время, прежде чем начнется серийный выпуск автомобиля, его опытный образец загоняют в аэродинамическую трубу. Это такая специальная огромная труба, куда умещается целый автомобиль. В ней с помощью мощного вентилятора дует очень сильный ветер, который имитирует поток встречного воздуха при движении на большой скорости. Опытный автомобиль оборудован приборами, которые измеряют величину этого потока. После таких испытаний конструкторы нередко изменяют форму автомобиля. Их задача — сделать кузов таким, чтобы его сопротивление потоку воздуха было как можно меньше. Именно поэтому многие современные автомобили имеют такие плавные, как бы «зализанные» формы.
После трубы необходимо провести дорожные испытания. Для этого построены специальные полигоны. Самый первый был открыт в 1927 г. на заводе «Паккард». Потом испытательные полигоны начали строить повсюду. В России они тоже есть. Для испытаний на полигоне устраивают все виды дорог, высокие подъемы, броды, спуски, скоростные трассы. На специальном треке с наклонными поворотами проверяется способность автомобиля быстро разгоняться и тормозить, а также определяется максимальная скорость.
Одним из важных параметров автомобиля считается время разгона до 100 км/ч. Под управлением опытного водителя она выезжает на идеально ровное шоссе. Чтобы исключить влияние ветра, автомобиль разгоняется сначала в одну сторону, потом в другую.
Нелегким испытаниям подвергают и отдельные узлы машины. Например, двигатели заставляют работать по многу часов подряд, как будто хотят его сломать. Но это необходимо, чтобы убедиться в надежности конструкции.
Краш-тест
Все современные автомобили проходят особое испытание — краш-тест. Выражение это происходит от двух английских слов: «краш» — «грохот, авария» и «тест» — «проба, испытание». Таким образом, это испытание того, как будет вести себя автомобиль и его части при аварии. А заключается оно в том, что машину на скорости ударяют о какое-нибудь неподвижное препятствие.
Краш-тест дорогое испытание. Ведь приходится разбивать совершенно новую машину. Но это необходимо. Оказывается, бывает недостаточно подсчетов на бумаге, которыми занимаются исследователи, изучая прочность автомобиля. Также недостаточно и испытаний на дороге, которые проводят гонщики. Один из самых важных показателей автомобиля — это безопасность. А ее уровень лучше всего можно выяснить только краш-тестом.
Проводят его следующим образом. Ставят бетонный куб, очень прочный и тяжелый. На некотором расстоянии от него устанавливается автомобиль. В него на водительское место, а иногда еще и на пассажирское, сажают манекены. На всех «частях тела» этих манекенов устанавливают датчики. Они улавливают все удары и перемещения, которым подвергается манекен во время запланированной аварии. Потом к машине привязывают трос. Мощный электромотор с помощью этого троса начинает тянуть автомобиль к бетонному кубу. В момент удара скорость доходит до 65 км/ч. После таких испытаний специалисты внимательно исследуют показания датчиков и делают вывод о безопасности того или иного автомобиля. Инженеры и механики, изучая повреждения автомобиля, оценивают возможность отремонтировать разбитую машину после аварии. Самыми лучшими считаются результаты, при которых меньше всего пострадал водитель и пассажиры.
Автомобили, оборудованные ремнями и подушками безопасности, оставляют гораздо больше шансов своим пассажирам.
Что такое концепт-кар?
Концепт-кар — слово английское. Первую его часть, «концепт», можно перевести как «представление о будущем», а «кар» — это просто автомобиль. Все вместе обозначает «машина будущего», какой она представляется конструкторам. Каждая известная автомобильная фирма раз в несколько лет создает такие машины.
Концепт-кары не встретишь на городских улицах, потому что их выпускают в единичных экземплярах или в очень небольшом количестве. Автомобили эти очень дорогие, ведь они воплощают в себе самые передовые достижения науки и техники. Собирают их, как правило, вручную, тщательно подгоняя все детали. На такие машины можно долго смотреть не отрываясь и любоваться ими, как произведениями искусства. Обычно их показывают на больших автомобильных выставках.
Лишь через несколько лет, после того как концепт-кары впервые были показаны на выставке, может начаться выпуск этих машин на автозаводах. Но часто далеко не в том первоначальном выставочном виде, а в упрощенном, чтобы их было легче собирать на конвейере.
На одной из выставок в Детройте был представлен концепт «Бьюик ля кросс». Это одновременно и седан, и пикап. Для того чтобы машина видоизменилась, не надо нажимать ни на какие кнопки, достаточно только приказать голосом. Правда, пока машина понимает только по-английски. Интересно, что произойдет раньше: машина научится понимать другие языки или покупатели выучат несколько английских слов?
Самые изобретательные по части концептов — японские инженеры. Созданный ими городской автомобиль «Хонда-Фуйя-Йо» может поразить кого угодно. Но пока это автомобиль очень далекого будущего.
Не так давно компания «Дженерал моторс» представила новый концепт пикап «Террадин». Эта машина включает в себя массу технических новинок, которые постепенно будут находить серийное применение. Нажав на специальную кнопочку, можно удлинить кузов и загрузить в него рождественскую елку солидной длины без риска подметать ею улицу. К двигателю подключен специальный генератор, который подает на розетку напряжение 220 вольт.
Французские концепт-кары всегда обладали большой долей изящества. Почти прозрачная машина «Ситроен Осмос» очень похожа на маленький домик на колесах. Новый концепт-кар «Хёндэ Неос» выглядит как огромный таракан. Но у него мощный двигатель в 250 л. с.
Перед автомобильными инженерами стоят трудные задачи. Например, сделать такие автомобили, которые могли бы ездить не только на бензине, но и на электричестве. Двигатели таких машин называются гибридными. Концепт-кар «Форд Продиджи» как раз с такой силовой установкой.
Машина, созданная в знаменитой итальянской студии «Пининфарина», называется «Метрокубо». Это название ей дали почти в шутку. Дело в том, что она очень напоминает игрушечный кубик. Только самые внимательные найдут, где у этого автомобильчика фары.
Итальянская дизайнерская студия «Бертоне» выдвинула новую концепцию современного автомобиля. У «Слима» два места, расположенные одно за другим, и сдвигающийся, как на самолете, прозрачный колпак над головой. Создатели «Слима» рассчитывают на понимание молодежи.
«Тойота ЕС-3» построена пока в единственном экземпляре. Но японские инженеры так все рассчитали, что по окончании службы машина не будет ржаветь на свалке. Ее можно будет сдать, как пустую бутылку, и переработать всю, без остатка.
Процесс производства нового автомобиля
Каждый знает, что производство транспортного средства — очень трудоемкий процесс. Автомобили, которые мы привыкли видеть в дилерских центрах и на дорогах, проходят очень долгий путь перед тем, как попасть в руки владельца. Но мало кто догадывается, что собой представляет процесс производства и какие сегодня применяются технологии на этапе создания транспортного средства.
Если речь идет об абсолютно новой модели на рынке, то сперва специалисты составляют проект, разрабатывают прототип, дорабатывают его и только после этого запускают первые партии в производство. Рассмотрим, как сегодня создается машина и какие этапы проходит от первой точки до дилерского центра. Весь процесс условно можно разделить на 5 категорий.
Для начала уточним, что создание новой модели может занимать около 72 месяцев. Однако, одни компании делают это гораздо быстрее, а другие могут затягивать выход новинки на несколько лет. Все это зависит не только от опыта и технического оснащения, но и от сложности выполняемых работ.
Первый этап. Подготовка к проектированию новой модели. Срок зависит от разных факторов. Как правило, составляет 0-72 месяцев. На данном этапе специалисты определяют главные особенности новой модели на рынке, смотрят на ее преимущества и уровень продаж на других рынках. После этого анализируют всех потенциальных конкурентов и целевых клиентов. Исходя из этого, определяют вес транспортного средства, планируют расход топлива и объем производства. На следующем этапе специалисты оценивают новый проект, определяют линейку двигателей, которые будут ставиться на автомобиль. Здесь же производитель должен определиться с бюджетом проекта, финансированием и инвестиционными планами.
Второй этап. Дизайн. Специалисты разрабатывают эскизы интерьера, выбирают дизайнерские темы и модель сборки. Представляют первые рендерные изображения в Сети, чтобы изучить мнение. Разрабатывают внешний дизайн, продумывают цветовые решения и выбирают материалы для отделки. На этом же этапе смотрят, какую аэродинамику будет иметь кузов. После этого создается концепт и представляется на автосалоне.
Третий этап. Инжиниринг. Самый ответственный этап, на котором продумывают особенности силовой установки, коробки передач. После этого внедряют электронные системы и определенные опции. На этом же этапе специалисты занимаются такими параметрами, как ударопрочность, аэродинамика, оптимизация и долговечность. Важная процедура на третьем этапе — краш-тест, на котором производитель смотрит на все дефекты конструкции кузова. Очень важно оценить экономию топлива, проанализировать стоимость всех компонентов и себестоимость производства. Со всеми поставщиками подписываются договоры и оформляется сертификат на уровень безопасности.
Четвертый этап. Производство. На данном этапе автопроизводитель приобретает все компоненты для внешней и внутренней отделки кузова. Все элементы проверяются на совместимость, улучшается качество транспортного средства. Специалисты проверяют, готова ли модель пойти в производство. В лучшем случае компания начинает производить первую предсерийную партию.
Пятый этап. Запуск массового производства. На данном этапе производитель определяет цену на рынках, разрабатывает план продвижения и поставляет первые образцы дилерам. Очень важно правильно разрекламировать модель, чтобы еще до массового выпуска получить высокий спрос.
Итог. Производство автомобиля — сложный процесс. Он делится на 5 этапов, каждый из которых предполагает анализ модели и изучение перспектив на рынке.