Як проектують автомобілі шукаємо спільні риси у газону next і tesla model s

Ми з вами любимо автомобілі. З року в рік ми з захопленням зустрічаємо новинки автомобільної індустрії, з захватом розглядаємо матеріали з виставок, салонів і моторшоу, милуємося творіннями улюблених брендів, а часом невдоволено морщимося при вигляді своєрідних концептів. Не забуваємо і заглянути під капот, прискіпливо вивчаючи таблиці технічних характеристик, потужних показників і інноваційних технологічних рішень. Але що стоїть за всім цим? Як народжується автомобіль? Що тримають в руках дизайнери при створенні своїх дітищ - олівець, лекало, а може бути, стилус або щось ще? Сьогодні ми потрапимо в яскравий і захоплюючий світ ліній, поверхонь, деталей, матеріалів та агрегатів - світ автомобільного проектування. А нашим гідом, до якого ми для цього звернулися, стане компанія Dassault Systèmes - один зі світових лідерів в області рішень для промислового проектування.

Так, мабуть, ще порівняно недавно основними робочими інструментами автомобільних дизайнерів були олівець, ватман, дерево і пластилін. Створивши олівцеві начерки, потім плавно переробляються в детальні ескізи, архітектори автомобільних форм згодом втілювали їх у вигляді масштабних макетів з дерева, пластиліну чи інших матеріалів. Ця практика нікуди не зникла і до цього дня, та й в доступному для огляду майбутньому макетування та олівцеві начерки, швидше за все, не вимруть повністю, хоч і втратять в популярності. Чому втратять? Та тому, що ми плавно перемістилися з XX століття в XXI, паралельно розвиваючи не тільки військово-промислові комплекси та форми державного устрою, а й речі куди більш витончені і приємні - наприклад, технології автомобільного проектування.

Тепер на зміну олівця прийшли стилус і комп'ютерна миша, ватману - графічний планшет і широкоформатний монітор, а дереву і пластиліну - програмні засоби проектування. Створення моделі зараз - процес куди більш, вибачте на слові, віртуальний, ніж раніше, хоча результати - реальніше нікуди. І це однозначно позитивний вектор розвитку: помітили, наскільки складними і витонченими стали і автомобільний дизайн, і технології? Хорошим прикладом можна назвати еволюцію від ВАЗ-2107 до Lada Vesta - вражаючий прогрес, чи не так?

складнощі проектування

Удосконалення і супутнє йому ускладнення автомобільного світу підтверджує Олів'є Саппан, віце-президент по транспортної індустрії компанії Dassault Systèmes:

Автомобільні компанії виявилися на порозі цікавих і складних подій. Цикл розробки моделей став коротше, складність виробів збільшується. З якими викликами стикаються автовиробники 21 століття?

Основними проблемами для автомобільних компаній залишається зростаюча складність автомобільних виробів і ціновий тиск. По-друге, більш жорсткі екологічні норми і стандарти безпеки збільшують складність виробництва. При виведенні продукції на зарубіжні ринки компанії повинні враховувати при виробництві автомобілів законодавство тих країн, де буде здійснюватися продаж.

У той же час споживачі очікують від своїх автомобілів наявності таких же засобів зв'язку і мережевих і розважальних можливостей, до яких звикли вдома і при користуванні мобільними пристроями.

Складність в наявності: з одного боку, потрібно розробляти нові автомобілі максимально швидко, при цьому задовольняючи всім вимогам не тільки кінцевої цільової аудиторії, а й урядових структур, і посилюються норм безпеки і викиду шкідливих речовин, і найвищої конкуренції з боку інших автовиробників.

І тут на допомогу приходять САПР - системи автоматизованого проектування. Саме вони дозволяють багаторазово полегшити зусилля проектувальників, інженерів і дизайнерів, які працюють над створенням технологічних новинок - в нашому випадку, автомобілів. Більш того, вони дозволяють ці зусилля об'єднати, що часом навіть більш важливо. Адже при використанні простих засобів проектування команди можуть працювати окремо один від одного, деколи навіть не повністю володіючи інформацією про те, на якому етапі перебуває робота їхніх колег і не знаючи про рішення, застосованих в продукті.

А звідси, очевидно, випливають і складності «накладення» проектів друг на друга, коли потрібно зібрати воєдино те, над чим працювали кілька сотень людей - немає абсолютної гарантії того, що в чудові вигини кузова впишеться технічна концепція, а характеристики - наприклад, развесовка по осях - будуть збігатися з запланованими. На цьому етапі для усунення розбіжностей може застосовуватися створення ходових прототипів, на яких можна відточити всі параметри, довівши їх до ідеалу. Але скільки часу це займе?

Катя, допоможи

Втілити в собі все, що старанно описувалося і перелічувалося вище, і вивести роботу людей, які працюють над проектами, на новий рівень покликані саме системи автоматизованого проектування. Одна з таких систем носить ім'я, практично збігається з добре знайомим російськомовному Новомосковсктелю - CATIA.

Завдання всіх цих систем - забезпечити виробничим компаніям величезні можливості в сфері PLM - product lifecycle management, що по-російськи звучить як управління життєвим циклом вироби. Тобто, надати їм кошти для того, щоб з нуля уявити, спланувати, спроектувати, позначити клієнтську базу, провести випробування, організувати виробництво, продажу, сервісне обслуговування, ремонт і кінцевий висновок з експлуатації будь-якого виробу, від шуруповерта до літака. Звучить вражаюче, чи не так? А виглядає ще більш вражаюче!

Але нас в цьому аспекті цікавить перш за все проектування і дизайн, ми ж говоримо про них. І тут можливості засобів, таких як CATIA і їй подібні, також майже безмежні. Просто подивіться, скільки часу займає створення, наприклад, моделі автомобільного крісла, та ще й в декількох варіантах: півгодини - і результат вже можна виносити на обговорення. А тепер уявіть, скільки часу зайняла та ж робота, проробляти без такої програмної бази або, чого доброго, в натурі - з пластиліном, а потім пластиком, тканиною, шкірою і нитками! І це - тільки один крихітний приклад серед тисяч і тисяч деталей, які в кінцевому підсумку складаються, подібно пазлу, в єдиний виріб - автомобіль.

Подивіться, яким легким здається створення моделі автомобіля, якщо в руках настільки потужний інструмент. Кілька рухів мишкою - і перед вами вже концепція. Ще кілька хвилин - і ось вже готові обриси задуманого автомобіля. Ну а після цього в справу вступає фантазія дрібних форм: можна створити механізм відкривання дверей, змінити вид дверних ручок, форму і розташування дзеркал заднього виду і лючка бензобака, будова і технічний пристрій фар і задніх ліхтарів - ніяких умовностей або обмежень!

Відчуваєте, як всі труднощі, перераховані паном Саппаном знаходять свій дозвіл? Тут вам і скорочення часових і фінансових витрат, і можливість оперативно врахувати всі вимоги, що пред'являються з боку місцевих законодавств і міжнародних стандартів, і відстеження відповідності всім нормативам якості, і багато іншого.

На практиці

Тепер вже не здається дивним той факт, що автовиробники можуть випускати нові моделі щорічно, а також представляти ще більшу кількість концепт-карів і дизайн-проектів. І правда: що може перешкодити безперервно працювати над створенням новинок, коли твій інструментарій настільки серйозне. А вже пограти з дизайном в концептах, не дуже піклуючись про деталі серійного виробництва - так і взагалі сам бог велів. Так що можна однозначно сказати, що нам пощастило - реалії такі, що рік від року і технології, і дизайн повинні прогресувати, хоч часом і здається, що він застиг на місці і все вже придумано.

У числі компаній, що використовують САПР від Dassault Systèmes, є Ford, Jaguar, Land Rover, Toyota, Renault, Honda, BMW, McLaren Mercedes і навіть Tesla Motors. Більш того, є і українська компанія, яка вже давно застосовує цей інструментарій для створення автомобілів - це ГАЗ, що дозволило їй скоротити терміни виведення продукту на ринок в 1,5 рази і інвестиції в 3,5 рази. Так що у Газона NEXT і Tesla Model S дійсно є щось спільне: вони створені за допомогою одних і тих же програмних засобів.

А BMW, зокрема, використовувала їх для проектування електромобіля i3, в якому застосовувалися композитні матеріали, особливості та властивості яких, аж до орієнтації волокон, завдяки CATIA були враховані ще на ранніх стадіях розробки моделі, причому як проектувальниками, так і виробничниками. Ще один наочний приклад - Toyota, чиї представники, за словами Олів'є Саппана, стверджують, що «завдяки CATIA вони змогли скоротити час розробки нових моделей на 75%». 75 відсотків! Чи відчуваєте тепер, як у Toyota виходить оновити Camry і Land Cruiser Prado. викотити новий RAV4 і Corolla. а заодно розробити і випустити Highlander. і все це всього за кілька років?

Так, саме так - за рахунок величезної економії ресурсів завдяки можливостям автоматизованого проектування. А адже автомобіль мало намалювати і зібрати - його треба ще обкатати і розбити. Про це теж нагадує пан Саппан:

На сьогоднішній день понад півтори млрд доларів на рік витрачаються автовиробниками з усього світу на створення прототипів - це ще до того, як моделі випускаються в масове виробництво. З недавніх пір, правда, ми спостерігаємо тенденцію до заміщення прототипів на віртуальні моделі.

Якщо говорити про безпеку, то за допомогою віртуальних моделей всі випробування на машинах проводяться за допомогою програми, а виробничі витрати скорочуються до мінімуму. Проводити віртуальні краш-тести на 75% дешевше, ніж виробляти прототипи. У той же час віртуальні випробування дозволяють зберегти точність і достовірність фізичних краш-тестів.

Крім того, завдяки єдиній платформі всі учасники процесу виробництва можуть спільно брати участь і спостерігати за процесом і вносити коригування. Казуо Сакурахара, колишній керівник відділу розробки двигунів для команди Honda F1, сказав: «Ми хочемо повністю відмовитися від будівництва будь-яких дослідних зразків, занадто багато на це йде часу, але ж ще потрібні випробування. Ми хочемо вийти на такий рівень, коли виготовляється тільки один предфінальний екземпляр на перевірку, тому ми вимагаємо максимальної точності від своїх САПР-систем. До сих пір нам вдавалися хіба що прості імітації з розряду «зламається / не зламається». В майбутньому ж ми сподіваємося повноцінно моделювати функціонал, можливості, всі інші складові ».

Ні для кого не секрет, що віртуальні краш-тести вже давно використовуються автовиробниками для проведення попередніх розрахунків і усунення недоліків. І прогрес тут у наявності: якщо раніше для проведення повного циклу випробувань потрібно було розбити цілий автопарк, то тепер значна частина роботи виконується і розраховується на комп'ютері, а фізичні краш-тести лише повинні підтвердити правильність розрахунків. Час і витрати скорочуються, ефективність - зростає ...

Інший приклад, ще більш вражаючий. Як показати людям, що нового є в автомобілі, причому в форматі презентації, але не в гаражі або цеху, де ці автомобілі збирають, а прямо на сцені, в піджаку і під спалахи фотокамер? Хм, дайте подумати ... а давайте влаштуємо повноцінну 3D-презентацію з голографічними зображеннями внутрішнього устрою машини, та ще й розберемо її на частини прямо на сцені, легкими помахом руки? Саме так подумали японці, працюючи над презентацією Nissan Teana. І не просто подумали, а все це блискуче втілили! Просто подивіться, можливості сучасного 3D-моделювання справді вражають.

Статті / Військова техніка

Двоколісні солдати: секретні одновісні тягачі Радянської армії

Незважаючи на суто мирну професію оригінальних одноосьових автомобілів-тягачів для роботи у великому цивільному будівництві, вони негласно перебували на озброєнні в Ракетних військах стратегічного призначення (РВСП). Там ...

Статті / Військова техніка

Невизнані шедеври: унікальні військові автомобілі з Білорусії

Переважну частку потужного потоку військових автомобілів, над якими за завданнями Міністерства оборони СРСР працювали сотні секретних КБ і заводів, представляли собою експериментальні пошукові конструкції, створені в ...

Статті / Військова техніка

Непомітні трудівники війни: автомобілі-карлики в Радянській армії

У найважчі роки ізоляції і «залізної завіси» радянські конструктори не мали рівних за кількістю сміливих творчих ідей і унікальних дослідних розробок, які негласно перебували в авангарді світового прогресу. ...