Tak się dzisiaj tworzy samochody

Zgodnie z definicją, rozwój technologiczny to obszar, na którym są wychwytywane i zatrzymywane nowo powstałe pomysły i udoskonalenia. Jak więc zmienia się projektowanie i produkowanie samochodów?

 Znaczny postęp technologiczny dokonał się w obszarze komunikacji i zarządzania danymi dotyczącymi rozwoju silników. Implementacja platformy PDM/PLM przez Centrum Inżynieryjne ECA (Engineering Centre Aggregate) Grupy Volkswagen zwiększyła efektywność i skuteczność całego procesu rozwoju silnika, począwszy od jego projektu do powstania prototypu, przez produkcję przedseryjną, po ostateczne testy silnika w poszczególnych fazach jego rozwoju.

Platforma ECA pozwala w jednym miejscu skoncentrować wszystkie istotne dane pochodzące z działów zaangażowanych w dany projekt (włączając centra produkcji i rozwoju w całej Grupie Volkswagen). To z kolei ogranicza ilość dokumentacji technicznej, a także umożliwia globalną współpracę nad każdym poszczególnym projektem. Ponadto platforma pozwala na przetwarzanie ogromnej ilości danych pochodnych odnośnie wszystkich opracowywanych silników, takich jak: pojemność, rodzaj paliwa, rodzaj wtrysku (MPI lub TSI) czy typu pojazdu, dla którego silnik jest rozwijany.

Coraz większego znaczenia nabierają również nowe narzędzia w procesie rozwojowym, na czele z symulacyjnymi obliczeniami wytrzymałości komponentów i ich montażu z wykorzystaniem modeli 3D. Symulacje pozwalają zaplanować i zoptymalizować moc silnika, jego wydajność, żywotność i inne parametry techniczne. Jednym z ważniejszych obszarów w szybko rozwijającym się świecie wirtualnych technologii jest również symulacja akustyczna silnika.

Pozostając w tematyce najnowszych rozwiązań przenosimy się na poziom projektowania samochodów. Skoda Design wykorzystuje wirtualne metody na tym polu - cyfrowe szkice 2D (obecnie stanowią 95 proc. rysunków nowych pojazdów), a także szkice 3D i cyfrowe modele, które są używane w projektowaniu nadwozi i wnętrz pojazdów oraz ich wybranych elementów. W połączeniu z wizualizacją wirtualnej rzeczywistości i modelami z gliny, metody te w wyjątkowy sposób łączą świat cyfrowy z rzeczywistym.

Atrakcyjną prezentację projektów wzbogacają aplikacje zwiększonej i wirtualnej rzeczywistości, oparte na zdigitalizowanych modelach projekcyjnych. Modele 3D można oglądać w skali 1:1, a użytkownik ma możliwość dokonywania zmian w czasie rzeczywistym, co do koloru, wyboru opcji rozwiązań, zestawu parametrów itd.

Coraz większego znaczenia w dziedzinie projektowania nabiera druk 3D i obróbka CNC. W tym momencie możliwe jest drukowanie tylko małych elementów lub części dużych elementów, ale w niedalekiej przyszłości możliwe stanie się drukowanie dużych części pojazdów, a nawet całych nadwozi.

Dostępność do danych technicznych jest najważniejsza w projektowaniu i produkcji pojazdów. Przy pomocy systemu CONNECT możliwe jest skuteczne wykorzystywanie danych z etapu rozwoju auta od stworzenia prototypu, aż po etap produkcji seryjnej. System przechowuje i logicznie układa dane dla każdego produktu, aby zapewnić jednolitość i spójność informacji w całej firmie, a także połączenie ze wszystkimi markami Grupy Volkswagen.

Tzw. ergonomiczne symulacje umożliwiają szybkie sprawdzenie, czy pasażerowie samochodu siedzą w nim wygodnie, mają dobrą widoczność, a systemy pokładowe są intuicyjne i łatwe do opanowania. Symulacje komputerowe z udziałem wirtualnych pasażerów są używane także do ustawiania wielu istotnych parametrów związanych z aerodynamiką, oświetleniem, testami zderzeniowymi, właściwościami jazdy, cyklem życia komponentów czy testów zderzeniowych. Celem wirtualnych testów jest potwierdzenie określonych właściwości wymaganych dla nowo opracowywanych pojazdów, będących wciąż na wczesnych etapach procesu rozwoju, przed powstaniem pierwszych prototypów.

Podobnie jak w działaniach rozwoju silników, obliczenia techniczne na podstawie modeli 3D są również stosowane do symulacji zachowania nadwozia samochodu oraz jego wpływu na pasażerów w przypadku zderzenia.W ten sposób możliwa jest optymalizacja projektu nadwozia zanim jeszcze rozpocznie się budowanie prototypów i przeprowadzanie realnych testów zderzeniowych. W rezultacie koszty rozwoju nowego modelu są znacznie niższe.

Dzięki tym metodom, stosowanym np. przez Skodę, nowe modele osiągają pięciogwiazdkowe wyniki w testach zderzeniowych Euro NCAP. Aby takie symulacje były coraz dokładniejsze i tym samym poprawiały skuteczność wirtualnych metod rozwoju pojazdów, cyfrowe modele muszą być bardziej szczegółowe. Skomplikowane obliczenia nie mogłyby się odbywać bez bardzo wydajnych komputerów. Wymagania dla takich komputerów będą stale rosnąć.

Na koniec pozostało zagadnienie tzw. klatki 3D. To rozwiązanie, wykorzystywane przez Wydział Rozwoju Technologicznego Skody, służy do wyświetlania obrazów na ściany z przodu, po lewej i prawej stronie oraz na podłogę. Pozycja obserwatora jest skanowana za pomocą kamer optycznych. To rozwiązanie symuluje niemal idealne wrażenie obecności we wnętrzu samochodu oraz obserwację jego bezpośredniego otoczenia. W rezultacie możliwe jest sprawdzenie widoczności z pozycji kierowcy, patrzenie np. w poprzek przez przednie słupki lub do tyłu poprzez lusterka boczne. Dzięki temu można przetestować różne pozycje w zakresie ergonomii i kierowania samochodem.

Powyższe przykłady dowodzą, że nowoczesne technologie mają coraz większy wpływ na rozwój nowych modeli samochodów. Należy zauważyć, że nie jest to odległa przyszłość, tylko w wielu przypadkach - teraźniejszość. Niezaprzeczalnie ich rola będzie nieustannie się powiększać.