4 XU HƯỚNG BẠN KHÔNG NÊN BỎ QUA TRONG NGÀNH KỸ THUẬT NVH [PHẦN 1]

Vai trò của kỹ thuật độ ồn, rung động và độ xóc (NVH) trong chu trình phát triển ô tô hiện nay là gì? Làm thế nào để điều chỉnh nghiêm ngặt cho phù hợp với các xu hướng lớn đang ảnh hưởng đến ngành công nghiệp ô tô? Tham gia cuộc thảo luận với Steven Dom về các xu hướng trong kỹ thuật NVH.

Sau khi bàn về chủ đề kỹ thuật NVH, trước tiên nói đến bối cảnh điện khí hóa ô tô, sau đó là tối ưu hóa hệ thống truyền động truyền thống, chúng tôi có một cái nhìn rộng hơn về chủ đề này và thảo luận về các xu hướng trong kỹ thuật hiệu suất NVH của toàn bộ chiếc xe.

Thật vậy, đã đến lúc tôi và Steven Dom (hầu như) ngồi lại với nhau và trò chuyện thân thiện về các xu hướng, triển vọng trong ngành và hơn thế nữa. Trong cuộc phỏng vấn này, Steven đề cập đến 4 xu hướng toàn cầu ảnh hưởng đến chuyên ngành này hiện nay.

Cùng ngồi lại, thưởng thức một tách cà phê hoặc một ly rượu vang và tham gia cuộc trò chuyện cùng chúng tôi.

Xu hướng 1 – Kỹ thuật NVH hiện đại tập trung vào hiệu quả quy trình

Steven Dom bắt đầu cuộc trò chuyện bằng cách nói về những gì anh ấy biết rõ nhất đó là quá trình phát triển ô tô và vai trò của kỹ thuật NVH trong quá trình đó.

Kỹ sư chuyên môn cao và kỹ sư chuyên môn thấp

Xem xét chuyên môn của mình, anh ấy đưa ra một tuyên bố gần như biện hộ. Các kỹ sư NVH thường bị mang tiếng “xấu”. Họ là người gỡ rối, đôi khi lại là kẻ gây rối. Công việc của họ đòi hỏi một bước sàng lọc thường không được chào đón. Nó diễn ra muộn thậm chí là quá muộn trong chu trình phát triển ô tô và thường dẫn đến việc thiết kế lại gây tốn kém hoặc sửa chữa khắc phục sự cố nhỏ không đáng có.

Do đó, nhiều kỹ sư NVH đã tập trung nỗ lực để giải quyết các lỗi tiềm ẩn sớm hơn trong chu trình thiết kế. Và điều này giúp nâng cao danh tiếng của họ.

Có nhiều cách để các kỹ sư NVH có thể đạt được mục tiêu là tích hợp NVH tốt hơn và sớm hơn.

Bắt đầu từ những điều nhỏ để đạt được những điều lớn

Đôi khi, nó chỉ bắt đầu với việc thực hiện một loạt các bước cải tiến quy trình đơn giản và nhỏ hơn để hợp lý hóa toàn bộ quy trình kiểm định NVH. Các kỹ sư NVH có thể đề xuất các quy trình chuẩn hơn, sử dụng các sản phẩm mẫu được xác định là tốt hơn hoặc thậm chí dựa vào nhiều kênh hơn để kiểm tra nhanh và hiệu quả hơn.

Tất cả các bước này không loại bỏ nhu cầu của giai đoạn sàng lọc NVH cuối cùng nhưng chúng đảm bảo rằng công việc sàng lọc hoạt động trơn tru và nhanh nhất có thể.

Bên cạnh những bước đệm nhỏ này, các công ty cũng thực hiện những thay đổi cơ bản hơn trong quy trình. Ford Motor Company sử dụng phương pháp tiếp cận kiểm tra hợp nhất trong đó các nguyên tắc kiểm tra không bị ràng buộc mà được áp dụng cùng nhau để cải thiện hiệu quả kiểm tra.

“Sự cám dỗ để trở thành chuyên gia về một ngành kỹ thuật có thể phản tác dụng. Ô tô là hệ thống phức tạp, chịu nhiều tải trọng của môi trường. Không chỉ độ ồn và độ rung mà trạng thái nhiệt, giao thoa điện từ và nhiều đặc tính khác cũng ảnh hưởng lẫn nhau cùng với các hiệu ứng đan xen. Các công ty thừa nhận cách tiếp cận nghiêm ngặt chéo đối với các vấn đề về lái xe, xử lý tình huống giao thông và tính tiện nghi là cần thiết trong số những vấn đề khác,”Dom giải thích.

Một thế hệ kỹ sư siêu sao mới

Và nó không chỉ là việc thử nghiệm mọi thứ đang thay đổi. Bây giờ là “Tạm biệt kỹ sư NVH mọt sách để nhường cuộc chơi cho kỹ sư siêu – đa chức năng!” Và anh ấy/ cô ấy không được gán mác là kỹ sư “kiểm tra” hoặc “mô phỏng” nữa. Khi NVH trở thành một ngành học chính thống hơn trong chu trình phát triển ô tô, các công ty thực hiện các quy trình tích hợp làm mờ ranh giới giữa thử nghiệm và mô phỏng.

Và hơn thế nữa, họ biến kỹ thuật NVH trở thành một phần không thể thiếu trong toàn bộ quy trình quản lý vòng đời sản phẩm (PLM) của mình. Dom cho biết thêm: “Các công ty đang phát triển kỹ thuật NVH một cách hiệu quả trong chu trình phát triển, điều mà chúng ta đã đề cập đến trong nhiều thập kỷ chỉ mới trở thành hiện thực gần đây”.

Kỹ thuật NVH hiện đại làm mờ ranh giới giữa kỷ luật và hành động sớm hơn trong chu trình phát triển ô tô

---

“Sự cám dỗ để trở thành chuyên gia về một ngành kỹ thuật có thể phản tác dụng. Các công ty thừa nhận cách tiếp cận nghiêm ngặt chéo đối với các vấn đề về lái xe, xử lý tình huống giao thông và tính tiện nghi là cần thiết trong số những vấn đề khác.”

---

Xu hướng 2 – Hợp lý hóa là cách gọi tiếp cận khác đối với kỹ thuật NVH

Theo Dom giải thích, xu hướng thứ hai chỉ tác động gián tiếp đến kỹ thuật NVH. Trong những năm gần đây, các nhà sản xuất ô tô đã xác định được nhu cầu hợp lý hóa việc sản xuất sản phẩm và mẫu xe. Điều này ảnh hưởng như thế nào đến quy trình kỹ thuật NVH?

Sự bùng nổ mô hình

Hợp lý hóa? Trong những thập kỷ qua, số lượng các mẫu xe hơi có mặt tại các thị trường địa phương đã bùng nổ. Lấy ví dụ về hãng Mercedes: Quay trở lại những năm 80, công ty chỉ sản xuất một số lượng rất hạn chế các mẫu xe limousine sang trọng, C-class, S-class và E-class (và G-class là một loại hoàn toàn khác trong số đó). Sau đó, vào năm 1997, hãng đã giới thiệu A-class. Và vào năm 2005, tung ra dòng B-class. Và cứ thế, trong một thập kỷ nữa.

Gần như tất cả các nhà sản xuất ô tô đã trải qua giai đoạn hỗn loạn này khi đưa ngày càng nhiều mẫu và biến thể ra thị trường. Nó gần giống như có một phương tiện cho mọi phân khúc người tiêu dùng, một chiếc ô tô cho gia đình cha/mẹ đơn thân và một chiếc ô tô cho người lớn, một chiếc ô tô cho các cặp vợ chồng già và một chiếc ô tô cho…

Mẫu ô tô dành cho hầu hết mọi phân khúc người tiêu dùng, từ gia đình trẻ đến người già.

Để bắt kịp sự bùng nổ mô hình này, các hãng xe đã áp dụng chiến lược nền tảng. Thay vì phát triển 25 mẫu xe hoàn toàn khác nhau, họ chế tạo các biến thể xe như xe coupés, xe ga, xe SUV – dựa trên khoảng 4 hoặc 5 nền tảng khác nhau. Họ cũng chia sẻ những nền tảng này với các thương hiệu của cùng một công ty hoặc thậm chí giữa các công ty với nhau.

Vượt xa cả chiến lược nền tảng

Nhưng các nhà sản xuất ô tô hiện tại nhận ra rằng ngay cả một chiến lược nền tảng cũng không đủ để bắt kịp tốc độ đổi mới và khả năng cạnh tranh của thị trường. Và thay vì làm tràn ngập thị trường với một mô hình mới khác, một số công ty hiện đã lùi lại một bước và hợp lý hóa việc cung ứng của họ. Hãy coi lại ví dụ của hang Mercedes. Hãng sẽ từ bỏ hạng A và tập trung vào việc làm tốt nhất sản phẩm chủ đạo của họ: xe limousine sang trọng.

Và giờ đây, một cách tiếp cận mô-đun mới đã thay thế chiến lược nền tảng. Theo cách tiếp cận mô-đun này, các mô-đun giống như các khối cấu tạo của xe hơi. Các hệ thống con đơn được tái sử dụng ở các kiểu xe khác nhau. Các mô hình xe khác nhau chia sẻ các chi tiết hệ thống treo giống nhau với cùng một bộ tản nhiệt, cùng một hệ thống lái. Ô tô được làm từ các chi tiết riêng lẻ được lắp ráp giống như các khối Lego.

Volkswagen đã sử dụng phương pháp này dựa trên Modular Transverse Toolkit  (hoặc MQB). MQB là nền tảng của nhiều mẫu xe khác nhau, từ Polo cỡ nhỏ phổ biến đến SUV cỡ lớn Atlas của Mỹ. Tất cả các mẫu MQB đều được trang bị động cơ ngang lắp ở phía trước. Volkswagen tuyên bố rằng phương pháp tiếp cận MQB giúp họ tiết kiệm rất nhiều không gian. Nhưng nó cũng cho phép nhà sản xuất tự do lựa chọn loại hệ thống truyền lực mà họ muốn lắp vào xe. Ví dụ, Volkswagen Golf có các biến thể động cơ xăng, diesel, CNG, điện và plug-in hybrid.

Phương pháp MQB kết hợp khối lượng thay đổi và cố định

Một cách tiếp cận mô-đun cụt hể giúp giảm đáng kể chi phí vì các hệ thống con có thể được sản xuất hàng loạt.

Điều này có ý nghĩa gì đối với các kỹ sư NVH?

Có lẽ, họ có thể dành nhiều thời gian hơn để chơi Legos?

Các kỹ sư đã chế tạo một chiếc Bugatti Chiron đầy đủ kích thước từ các khối Lego… và nó có thể chạy được!

Nghiêm túc mà nói, bạn không cần phải là AFOL (Người lớn yêu thích Lego) để nắm vững khoa học về kỹ thuật NVH mô-đun. Những đổi mới về quy trình như lắp ráp nguyên mẫu ảo cho phép tạo ra các mô hình xe từ các hệ thống và chi tiết phụ mới và hiện có để dự đoán trạng thái NVH sớm hơn trong chu trình thiết kế.

Steven Dom đi sâu hơn vào chủ đề này: “Một công nghệ như phân tích đường truyền dựa trên linh kiện dự đoán nhu cầu hiểu biết về trạng thái NVH của một hệ thống phụ. Công nghệ này cho phép mô hình hóa một bộ phận phát ra tiếng ồn như hệ thống lái trợ lực, máy bơm HVAC hoặc thậm chí là cụm cần gạt nước độc lập với cấu trúc bộ thu âm của nó. Sau đó, kỹ sư có thể dự đoán trạng thái nhiễu và rung của chi tiết khi được kết hợp với các máy thu khác nhau.”

Phương pháp này cho phép các nhà cung cấp linh kiện đặc tả sản phẩm của họ một cách độc lập với bộ thu âm (receiver). Nó dựa trên khái niệm về các lực bị chặn (hoặc các lực mà cấu kiện sẽ tạo ra trong một kết cấu khung cứng vô hạn), kết hợp với cấu trúc của các điểm liên kết. Do đó, các nhà cung cấp có thể dự đoán cách bộ phận hoặc hệ thống phụ sẽ giao tiếp với cấu trúc bộ thu.

Dom giải thích: “Do đó, các kỹ sư có thể dự báo an toàn hiệu suất NVH của toàn bộ ô tô ngay cả trước khi nó được sản xuất. Ngoài ra, nó cho phép các công ty OEM đặt ra các mục tiêu tốt và rõ ràng hơn giúp cải thiện quan hệ hợp tác của họ với các nhà cung cấp. Bởi vì các kỹ sư có thể mô tả trạng thái kép trong khi xử lí các thuộc tính của các chi tiết đơn lẻ (và bộ thu của chúng) một cách riêng biệt.

Đây là một cách tiếp cận tuyệt vời để ngăn chặn các hoạt động khắc phục sự cố muộn, tốn kém và sửa đổi thiết kế gây tốn kém. Công nghệ này cũng hỗ trợ việc xây dựng cơ sở kiến thức vì quá trình phát triển dựa trên mô hình sẽ ghi lại kiến thức chuyên môn cho các thế hệ tương lai.

Nếu bạn muốn biết thêm thông tin về công nghệ, hãy xem hội thảo trực tuyến: TPA dựa trên cấu kiện – Chiến lược minh chứng cho tương lai của bạn để thúc đẩy phát triển mô hình ô tô NVH.

Nguồn: Siemens

Công ty TNHH Công Nghệ Số SDE (SDE TECH) được thành lập năm 2014. Đến năm 2018, chúng tôi vinh dự trở thành Smart Expert Partner – đối tác hàng đầu của Siemens Digital Industries Software tại Khu Vực Đông Nam Á – Thái Bình Dương cho các giải pháp Siemens NX (Unigraphics NX), Simcenter, Solid Edge, Tecnomatix và giải pháp quản lý Teamcenter.

Quý doanh nghiệp, khách hàng có nhu cầu liên hệ SDE TECH theo thông tin sau: