К большому сожалению, многие даже не представляют себе, как в реальности происходит проектирование автомобилей. Если подобными знаниями не обладают рядовые потребители, трагедии в этом нет. Куда хуже, когда понимание вопроса отсутствует у людей, занимающих руководящие посты в государстве и на промышленных предприятиях. У тех, кого сегодня принято называть «эффективными менеджерами». Последствия подобного невежества на высоких уровнях нередко оказываются катастрофическими.
В данной статье я расскажу, как проектируют автомобили. Опишу этот процесс таким, каким он должен быть в идеале. И, что тоже немаловажно, постараюсь разъяснить, почему так важно придерживаться принятой во всём мире последовательности. А выводы делайте сами.
Основные этапы проектирования автомобиля
Вне зависимости от того, какой тип транспортного средства разрабатывается – легковой автомобиль, грузовик или автобус – для успешной реализации проекта необходимо предпринять следующие шаги:
- Провести маркетинговое исследование, позволяющее понять, какие требования к автомобилю выдвигают потенциальные потребители.
- На основании данных, полученных в ходе маркетингового исследования, сформулировать техническое задание (ТЗ) для разработчиков.
- Обсудить ТЗ с разработчиками, определив, какие его пункты доступны для реализации имеющимися средствами, а какие могут оказаться невыполнимыми.
- Окончательно утвердить техническое задание.
- Разработать проект.
- Создать ходовой макет (или несколько макетов), позволяющих оценить правильность выбранного направления проектирования.
- Изготовить опытные образцы техники.
- Провести натурные испытания.
- Устранить обнаруженные в ходе испытаний недостатки.
- Подготовить конструкторскую документацию, учитывающую возможности предприятия, на котором будет производиться автомобиль.
- Изготовить и испытать предсерийные образцы техники.
- Если испытания прошли успешно, запустить автомобиль в серийное производство.
Финансовую сторону вопроса, которая, безусловно, тоже важна, я в статье затрагивать не буду, поскольку это отдельная тема. Просто предположу, что необходимые для проектирования средства есть.
Маркетинговое исследование
В действительности подобный комплекс работ подразумевает сбор информации, позволяющей понять, какой автомобиль необходим для решения поставленных задач и каким его желают видеть потребители. Только располагая объективными данными можно создать продукт, который станет пользоваться спросом, окажется коммерчески успешным, и при этом удовлетворит запросы клиентов. К сожалению, в последнее время подобные исследования всё чаще подменяются компанией по навязыванию потребителям тех или иных представлений о том, каким должен быть автомобиль. При этом в первую очередь учитываются интересы не покупателей, а производителей.
Формулирование технического задания
Определившись с тем, какой автомобиль будет проектироваться, необходимо указать его конструктивные особенности и ожидаемые технические характеристики. К указанным в ТЗ показателям инженеры должны стремиться в процессе выполнения работ. Несоблюдение требований может стать поводом для выбора другого исполнителя или закрытия проекта.
Обсуждение технического задания с разработчиками
Очевидно, что некоторые требования, сформулированные заказчиком в ТЗ, по тем или иным причинам, могут оказаться невыполнимыми. Разработчики обязаны аргументировано выразить свои сомнения в выполнимости этих требований, объяснив, почему в рамках проекта не удастся достичь тех или иных показателей. Например, доказать невозможность достижения желаемой скорости при использовании двигателя недостаточной мощности. По результатам обсуждения заказчик и проектировщики должны прийти к компромиссу, сформулировать и утвердить окончательное ТЗ. Если этого не произойдёт, разрабатывать проект далее бессмысленно.
Как это происходит и почему так важно, проиллюстрирую на конкретном примере. В середине восьмидесятых годов XX века, в связи участившимися случаями нападения грабителей на инкассаторов, стало ясно, что работникам банковских служб необходим специализированный, защищённый от стрелковых видов оружия транспорт. Опыта создания подобной техники у советских специалистов на тот момент не было. В связи с этим министерство финансов обратилось за помощью в зарубежные компании, объявив конкурс на разработку проекта.
Одним из ключевых условий конкурса было использование шасси уже выпускавшегося в СССР микроавтобуса РАФ-2203. Это позволило бы существенно сократить производственные расходы. При дальнейшем обсуждении ТЗ победитель – французская фирма Labbe – смогла убедить заказчиков в необходимости замены переднего моста и тормозов на агрегаты, способные выдерживать нагрузку, с которой узлы от РАФ попросту не справлялись. В результате в процессе производства использовались агрегаты от Mercedes-Benz T1. Это было правильным решением, поскольку позволило обеспечить необходимый ресурс.
Тем не менее, не имевшие достаточной технической квалификации представители министерства финансов не учли важный момент. Неплохо забронированный спереди, сзади, по бокам и сверху, инкассаторский броневик, базировавшийся на агрегатах РАФ-2203, получил в наследство от микроавтобуса фанерный пол. Этим, впоследствии, неоднократно пользовались преступники. Соответственно, напрашивается очевидный вывод: только правильно сформулированное и хорошо продуманное техническое задание является ключом к достижению желаемых результатов.
Разработка проекта
В соответствии с условиями ТЗ, разработка конструкции автомобиля может вестись, что называется с нуля (это происходит довольно редко), либо с использованием уже выпускающихся деталей, узлов и агрегатов. В последнем случае, как правило, удаётся существенно сократить сроки проектирования и снизить себестоимость готовой продукции.
Мировая практика показывает, что процесс проектирования автомобиля с момента, когда конструктор строит первую линию на чертеже и вплоть до момента, когда серийные машины встают на конвейер, проходит около четырёх лет. Внедрение автоматических средств проектирования хотя и позволило сократить сроки, но весьма незначительно. Это связано с тем, что большую часть времени инженеры не чертят, а думают. Способов ускорить мыслительный процесс в распоряжении человечества пока не имеется.
Дотошные читатели наверняка возразят мне, отметив, что новые модели автомобилей появляются куда чаще, чем раз в четыре года. Поясню, в чём тут дело. Грамотные руководители конструкторских бюро, хорошо осведомлённые о реальных сроках проектирования, добившись успехов, не почивают на лаврах, а каждый год запускают новые проекты. Да, не все плоды труда инженеров при этом доходят до реального воплощения. Но зато:
- Проектировщики постоянно набираются опыта и повышают свою квалификацию.
- В распоряжении разработчиков постоянно есть готовые проекты, которые, при необходимости, можно довести до производства.
К сожалению, в нашей стране это правило не соблюдается. Даже во времена СССР одни и те же, изначально успешные модели автомобилей, выпускались десятилетиями, пока окончательно не устаревали морально и физически. Это становилось причиной технического и технологического отставания, а также застоя конструкторской мысли.
На первом этапе конструкторы выбирают предпочтительные, с их точки зрения, конструктивные и технологические решения. Обоснованность сделанного выбора подтверждается либо опровергается в ходе проводимых расчётов и испытаний. Практика показывает, что не всегда технические решения, хорошо зарекомендовавшие себя на других моделях автомобилей, оказываются оптимальными при проектировании новых моделей техники.
Снова приведу конкретный пример. В начале восьмидесятых годов XX века полным ходом шло проектирование полуторатонного грузового автомобиля НАМИ-0267. Специалисты сектора кузовов Научно-исследовательского Автомобильного и Автомоторного Института, опробовав ряд технических решений, хорошо зарекомендовавших себя рванее, пришли к выводу об их бесперспективности. В результате были разработаны новые конструктивные элементы, выглядевшие на взгляд многих опытных инженеров непривычно.
Изначально предполагалось, что автомобиль будет производиться на новом, только строящемся заводе в городе Кировабад (Гянджа). Однако строительство затягивалось. И, чтобы не терять времени напрасно, было принято решение этап подготовки к производству перенести на Ульяновский Автомобильный Завод. Тут надо отметить, что средний возраст сотрудников кузовного КБ УАЗ превышал 60 лет, а средний возраст сотрудников сектора кузовов НАМИ был менее 40 лет. И на определённом этапе между инженерами старого и нового поколений возникли конфликты.
Суть в том, что конструкторы УАЗ, рассмотрев подготовленную техническую документацию, стали вносить в неё изменения, используя конструктивные решения, ранее опробованные специалистами НАМИ и отвергнутые, как бесперспективные. А когда молодые специалисты, возраст которых составлял 25 – 30 лет, указывали на это обстоятельство, пожилые инженеры вступали в жёсткую конфронтацию. Дело доходило до совершенно безобразных сцен, вроде бросания на пол чертёжного инструмента с криком «Кого ты учишь, сопляк, я тридцать лет машины проектирую!».
Реальность всё расставила по своим местам. Ульяновские конструкторы, в конце концов, сами убедились, что предлагаемые ими технические решения не работают. Но времени, сил и средств к тому моменту было немало потрачено впустую.
Создание ходового макета
Далеко не все дизайнерские и технические решения, перспективно выглядящие на бумаге или экране компьютера, оказываются таковыми в действительности. Чтобы оценить правильность выбранных путей проектирования (хорош ли дизайн, удачно ли проработаны эргономика и аэродинамика, нормально ли размещаются основные узлы и агрегаты) изготавливают ходовой макет в масштабе 1:1. Для этого, чтобы снизить себестоимость и сократить сроки изготовления макета, используют разные, в том числе и обходные технологии, зачастую не имеющие ничего общего с возможностями реального производства. Такой образец можно показать на выставке, но для постановки на конвейер он совершенно непригоден.
Создание опытных образцов и натурные испытания
Значительно ближе к реальным технологиям производства так называемые опытные образцы. Они изготавливаются на заводах опытных конструкций и могут не учитывать производственные возможности конкретных предприятий. Адаптация к имеющимся производственным возможностям происходит позже. Тем не менее, опытные образцы могут использоваться для проведения натурных испытаний, в ходе которых выявляются и устраняются недостатки конструкции.
Испытания проводятся в реальных условиях, на полигонах и в специально оборудованных лабораториях. Именно на этом этапе объективно оценить проект и его соответствие условиям технического задания.
Подготовка конструкторской документации
Когда основные этапы испытаний завершены, а соответствие проекта условиям ТЗ подтверждено, разработчики приступают к подготовке полного пакета технической документации, включающего выполненные в соответствии с требованиями стандартов чертежи и технологические карты. Речь идёт о сотнях, а иногда и тысячах страниц разного формата.
В дальнейшем эта документация будет размножена, и её станут использовать в процессе производства автомобиля. Любые отклонения от данных, содержащихся в чертежах и технологических картах, должны согласовываться с разработчиками техники.
Изготовление и испытание предсерийных образцов
На мощностях предприятия, где предполагается производить автомобиль, изготавливается несколько предсерийных образцов техники, которые снова отправляют на испытания. Это необходимо для того, чтобы обнаружить и устранить недочёты, возникающие в процессе производства. С учётом информации, полученной в процессе испытаний, в конструкцию и технологию производства могут быть внесены изменения.
Постановка на производство
И только тогда, когда все предыдущие этапы проектирования успешно пройдены, автомобиль будет поставлен на производство и поступит в эксплуатацию. Разумеется, данное описание не учитывает многих тонкостей процесса проектирования. Оно даёт лишь общую картину. Но ознакомившись с этой картиной, можно понять, насколько это сложный и кропотливый процесс. Именно поэтому так важно создание и сохранение научных и конструкторских школ, преемственность поколений инженеров-конструкторов, занимающихся проектированием автомобилей или иной техники. К великому сожалению, за последние тридцать лет в нашей стране разрушена эта непрерывность. И если мы, вместо того, чтобы восстанавливать собственное производство, будем клеить этикетки «Сделано в России» на машины, сделанные в Китае или других странах, то со временем и вовсе разучимся делать автомобили.
Фотографии, использованные в статье, взяты из открытых источников. Права на них принадлежат их правообладателям.
