O tom, jak snadno půjde automobil opravit, se rozhoduje už při jeho konstrukci

Tags: 3D EXPERIENCE | Automobilky | Delmia | Technodat | Virtuální dvojčata

Vir­tu­ál­ní dvoj­ča­ta mění způ­sob, jakým au­to­mo­bil­ky při­stu­pu­jí k opra­vi­tel­nos­ti vo­zi­del. Umožňují ově­řo­vat ser­vis­ní po­stu­py, pří­stup k jed­not­li­vým kom­po­nen­tům i po­třeb­né ná­řa­dí ještě před vzni­kem fy­zic­ké­ho pro­to­ty­pu. Po­ža­dav­ky ser­vi­su se tak mohou stát sou­čás­tí kon­strukč­ní­ho vý­vo­je, ni­ko­li až pro­blé­mem, který bude nutné řešit po uve­de­ní vo­zi­dla na trh.

Kon­struk­tér po­su­ne ně­kte­rou sou­část o ně­ko­lik cen­ti­me­t­rů, aby zís­kal více pro­sto­ru pro jiné za­ří­ze­ní nebo zjed­no­du­šil mon­táž. Z po­hle­du ná­vr­hu může jít o drob­nou úpra­vu, která nijak zá­sad­ně ne­o­vliv­ní funkč­nost vo­zi­dla ani jeho vý­ro­bu. O ně­ko­lik let poz­dě­ji však stej­ná změna může zna­me­nat, že ser­vis­ní tech­nik bude při vý­mě­ně běž­né­ho dílu nucen de­mon­to­vat ně­ko­lik dal­ších kom­po­nen­tů, po­u­žít spe­ci­ál­ní ná­řa­dí nebo vě­no­vat opra­vě pod­stat­ně více času.

Po­dob­né si­tu­a­ce uka­zu­jí, že opra­vi­tel­nost au­to­mo­bi­lu není pouze otáz­kou schop­nos­tí ser­vis­ní­ho tech­ni­ka nebo kva­li­ty ser­vis­ní do­ku­men­ta­ce. Je do znač­né míry vý­sled­kem roz­hod­nu­tí, která vzni­ka­jí mno­hem dříve, při ná­vr­hu kon­struk­ce, roz­mís­tě­ní kom­po­nen­tů a volbě způ­sobů je­jich upev­ně­ní.

Au­to­mo­bi­ly při­tom zů­stá­va­jí v pro­vo­zu déle než deset let, během nichž pro­chá­ze­jí pra­vi­del­nou údrž­bou, opra­va­mi i vý­mě­na­mi jed­not­li­vých dílů. Kon­strukč­ní ře­še­ní, která dnes vzni­ka­jí ve vý­vo­jo­vých od­dě­le­ních au­to­mo­bi­lek, proto budou ovliv­ňo­vat práci ser­vi­sů ještě dlou­ho poté, co se začne při­pra­vo­vat další ge­ne­ra­ce vo­zi­del.

Právě proto se stále větší po­zor­nost vě­nu­je mož­nos­ti po­su­zo­vat opra­vi­tel­nost již během vý­vo­je. Jed­ním z ná­stro­jů, které tento pří­stup umož­ňují, jsou vir­tu­ál­ní dvoj­ča­ta pro­po­ju­jí­cí kon­strukč­ní data, jed­not­li­vé kon­fi­gu­ra­ce vo­zi­dla a si­mu­la­ce ser­vis­ních ope­ra­cí.

Servisní technik vstupuje do vývoje dříve

Při vý­vo­ji au­to­mo­bi­lu se ob­vykle upřed­nost­ňuje funkč­nost, bez­peč­nost, hmot­nost, vý­rob­ní ná­kla­dy a mon­táž­ní pro­ces. Otáz­ky ser­vi­so­va­tel­nos­ti se často do­stá­va­jí do po­pře­dí až ve chví­li, kdy je kon­struk­ce z velké části ho­to­vá a vzni­ka­jí pod­kla­dy pro údrž­bu a opra­vy.

V ta­ko­vé fázi už ale bývá pro­stor pro změny ome­ze­ný. Pokud na­pří­klad kon­strukč­ní ře­še­ní ne­u­mož­ňuje jed­no­du­še vy­jmout ba­te­ri­o­vý blok nebo je dů­le­ži­tý sen­zor umís­těn za ně­ko­li­ka vrst­va­mi ob­lo­že­ní, ne­mu­sí být jeho pře­mís­tě­ní po do­kon­če­ní ná­vr­hu vý­rob­ních ná­stro­jů prak­tic­ky pro­ve­di­tel­né bez dal­ších ná­kla­dů.

Jiný pří­stup spo­čí­vá v za­po­je­ní spe­ci­a­lis­tů ser­vis­ní­ho in­že­nýr­ství přímo do kon­strukč­ní­ho pro­ce­su. Ti mohou nad ak­tu­ál­ní­mi 3D daty po­su­zo­vat nejen funk­ci jed­not­li­vých kom­po­nen­tů, ale také je­jich pří­stup­nost při údrž­bě, de­mon­tá­ži nebo vý­mě­ně.

Co lze ověřit ještě před vznikem prototypu?

Vir­tu­ál­ní si­mu­la­ce umož­ňuje po­su­zo­vat ser­vis­ní zásah v pod­mín­kách od­po­ví­da­jí­cích kon­krét­ní kon­fi­gu­ra­ci vo­zi­dla. Vý­vo­jo­vé a ser­vis­ní týmy mohou pře­dem pro­vě­řit na­pří­klad:

• Pří­stup­nost kom­po­nen­tů: Zda se ser­vis­ní tech­nik do­sta­ne k opra­vo­va­né části a má do­sta­tek pro­sto­ru pro ruce i po­třeb­né ná­řa­dí.
• Po­stup de­mon­tá­že: Které díly bude nutné od­stra­nit a v jakém po­řa­dí, aby bylo možné pro­vést opra­vu.
• Po­tře­bu spe­ci­ál­ní­ho ná­řa­dí: Zda po­sta­čí stá­va­jí­cí ser­vis­ní vy­ba­ve­ní, nebo bude nutné při­pra­vit nový pří­pra­vek.
• Ča­so­vou ná­roč­nost opra­vy: Jak dlou­ho může ser­vis­ní ope­ra­ce trvat a jak se její prů­běh změní při jiném kon­strukč­ním ře­še­ní.

Vý­ho­dou je pře­de­vším na­ča­so­vá­ní. Pokud se pro­blém od­ha­lí ve chví­li, kdy lze ge­o­me­t­rii vo­zi­dla ještě upra­vo­vat, může kon­struk­tér zo­hled­nit po­ža­dav­ky ser­vi­su přímo v ná­vr­hu. Vý­sled­kem tak není pouze do­da­teč­ně při­pra­ve­ný po­stup pro ob­tíž­nou opra­vu, ale kon­struk­ce, která s opra­vou po­čí­tá od sa­mé­ho za­čát­ku.

Několik centimetrů může změnit celý servisní postup

Vý­znam včas­né­ho ově­řo­vá­ní roste s kon­struk­č­ní slo­ži­tos­tí mo­der­ních au­to­mo­bi­lů a po­čtem je­jich va­ri­ant. Jed­not­li­vé mo­de­lo­vé řady se mohou lišit mo­to­ri­za­cí, vý­ba­vou, roz­mís­tě­ním kom­po­nen­tů i dal­ší­mi tech­nic­ký­mi pa­ra­me­t­ry, které ovliv­ňují pří­stup k ser­vi­so­va­ným sou­čás­tem.

Změna po­lo­hy je­di­né­ho dílu proto ne­mu­sí zna­me­nat úpra­vu pouze jed­no­ho kon­strukč­ní­ho mo­de­lu. Může se pro­mít­nout do ně­ko­li­ka kon­fi­gu­ra­cí vo­zi­dla, změ­nit po­řa­dí de­mon­tá­že, vy­ža­do­vat nové ná­řa­dí nebo zne­plat­nit již při­pra­ve­né ser­vis­ní in­struk­ce.

Když se změní kon­struk­ce, musí na ni na­vá­zat také ser­vis­ní data.

Pokud se tyto sou­vis­los­ti řeší pro­střed­nic­tvím od­dě­le­ných da­to­vých sou­bo­rů a sa­mo­stat­né do­ku­men­ta­ce, zna­me­ná každá kon­strukč­ní změna roz­sáh­lou kon­t­ro­lu na­va­zu­jí­cích pod­kla­dů. Čím více va­ri­ant a úprav vzni­ká, tím ob­tíž­něj­ší je za­jis­tit, aby ser­vis­ní po­stu­py od­po­ví­da­ly sku­teč­né po­do­bě kon­krét­ní­ho vo­zi­dla.

Ře­še­ní za­lo­že­ná na di­gi­tál­ní kon­ti­nu­i­tě proto pra­cu­jí s kon­strukč­ní­mi daty jed­not­li­vých kon­fi­gu­ra­cí a je­jich ná­vaz­nos­tí na ser­vis­ní pro­ce­sy. Změny lze ná­sled­ně pro­mí­tat do ser­vis­ních ku­sov­ní­ků, metod oprav, ana­lýz ča­so­vé ná­roč­nos­ti, si­mu­la­cí i pra­cov­ních in­struk­cí, aniž by bylo nutné kaž­dou in­for­ma­ci spra­vo­vat zcela od­dě­le­ně.

Virtuální dvojče jako nástroj servisního inženýrství

Vir­tu­ál­ní dvoj­če se v au­to­mo­bi­lo­vém prů­mys­lu běžně spo­ju­je s ná­vrhem, si­mu­la­ce­mi fy­zi­kál­ní­ho cho­vá­ní, vý­rob­ní pří­pra­vou nebo vir­tu­ál­ním zpro­voz­ně­ním. Stej­ná tech­no­lo­gie však může slou­žit také k pří­pra­vě bu­dou­cí údrž­by a oprav.

V pro­stře­dí DEL­MIA Af­ter­sa­les & Cus­to­mer Ser­vi­ce lze vy­u­ží­vat kon­fi­gu­ro­va­ná kon­strukč­ní data včet­ně 3D mo­de­lů již během vý­vo­je vo­zi­dla. Spe­ci­a­lis­té po­pro­dej­ních slu­žeb tak mohou ově­řo­vat opra­vi­tel­nost nad stej­ným di­gi­tál­ním zá­kla­dem, ze kte­ré­ho vy­chá­ze­jí kon­strukč­ní týmy.

Jed­nou z dů­le­ži­tých ob­las­tí je pří­pra­va ser­vis­ní­ho ná­řa­dí. Vir­tu­ál­ní si­mu­la­ce umož­ňuje zjis­tit, zda lze kon­krét­ní opra­vu pro­vést po­mo­cí stá­va­jí­cích ná­stro­jů a zda je při je­jich po­u­ži­tí za­jiš­těn po­třeb­ný pra­cov­ní pro­stor. Pokud stan­dard­ní ná­řa­dí ne­vy­ho­vu­je, může být nové spe­ci­ál­ní vy­ba­ve­ní na­vr­že­no a ově­ře­no přímo v kon­tex­tu kon­krét­ní kon­fi­gu­ra­ce vo­zi­dla.

Tím se ome­zu­je ri­zi­ko, že se po­tře­ba spe­ci­ál­ní­ho pří­prav­ku ob­je­ví až ve chví­li, kdy je kon­strukč­ní ře­še­ní de­fi­ni­tiv­ní.

Pro­po­je­ní kon­struk­ce s na­va­zu­jí­cí­mi pro­ce­sy se vě­nu­je také TECH­NO­DAT, který fir­mám po­má­há za­vá­dět plat­for­mu 3D­EX­PE­RI­EN­CE® a ře­še­ní DEL­MIA. Spo­leč­ný da­to­vý zá­klad umožňuje zo­hledňovat vedle po­ža­dav­ků vý­ro­by také po­tře­by bu­dou­cí údrž­by a oprav.

Od 3D modelu k aktuální servisní dokumentaci

Po­dob­ně lze při­stu­po­vat k tvor­bě ser­vis­ní do­ku­men­ta­ce. Při vy­u­ži­tí mo­de­lo­vě ori­en­to­va­né­ho pří­stu­pu vzni­ka­jí ilu­stra­ce ná­hrad­ních dílů přímo z kon­fi­gu­ro­va­ných 3D kon­struk­č­ních dat. Ser­vis­ní ku­sov­ní­ky, ob­ra­zo­vá do­ku­men­ta­ce a pra­cov­ní in­struk­ce tak mohou zů­stat ve vzá­jem­ném sou­la­du i při po­stup­ném vý­vo­ji jed­not­li­vých va­ri­ant vo­zi­dla.

Pro­po­je­né pro­stře­dí po­má­há pře­de­vším ve třech ob­las­tech:

• Sprá­va va­ri­ant a změn: Ser­vis­ní pod­kla­dy lze prů­běž­ně ak­tu­a­li­zo­vat podle kon­krét­ní kon­fi­gu­ra­ce vo­zi­dla.
• Opa­ko­va­né vy­u­ži­tí zna­los­tí: Dříve ově­ře­né ser­vis­ní po­stu­py a vý­sled­ky kon­t­rol mohou slou­žit jako zá­klad pro další va­ri­an­ty.
• Au­to­ma­ti­za­ce ru­tin­ních čin­nos­tí: Spe­ci­a­lis­té se mohou více sou­stře­dit na od­bor­ná tech­nic­ká roz­hod­nu­tí na­mís­to opa­ko­va­ných kon­t­rol a úprav do­ku­men­ta­ce.

To má vý­znam i pro sa­mot­né ser­vis­ní in­že­ný­ry. Ově­řo­vá­ní opra­vi­tel­nos­ti před­sta­vu­je od­bor­ně ná­roč­nou a ča­so­vě ná­klad­nou čin­nost, zejmé­na při vel­kém množ­ství va­ri­ant a kon­strukč­ních mo­di­fi­ka­cí. Pokud sys­tém pře­vez­me část opa­ku­jí­cích se kon­t­rol, mohou spe­ci­a­lis­té vě­no­vat více času po­su­zo­vá­ní tech­nic­kých sou­vis­los­tí, které sku­teč­ně vy­ža­du­jí je­jich zku­še­nos­ti.

Digitální kontinuita nekončí zahájením výroby

Pro­po­je­ní kon­struk­ce a ser­vis­ní­ho in­že­nýr­ství má vý­znam také z po­hle­du ži­vot­ní­ho cyklu vo­zi­dla. In­for­ma­ce vy­tvo­ře­né při vý­vo­ji mohou být vy­u­ží­vá­ny při pří­pra­vě a re­a­li­za­ci ser­vis­ních ope­ra­cí, za­tím­co zku­še­nos­ti zís­ka­né v díl­nách se mohou zpět­ně pro­mí­tat do dal­ších kon­struk­č­ních roz­hod­nu­tí.

Sou­čás­tí ta­ko­vé­ho pro­stře­dí mohou být ná­stro­je pro plá­no­vá­ní ser­vis­ních čin­nos­tí, sprá­vu ži­vot­ní­ho cyklu za­ří­ze­ní nebo pra­cov­ní in­struk­ce vy­u­ží­va­jí­cí roz­ší­ře­nou re­a­li­tu. Ty mohou tech­ni­kům po­má­hat při pro­vá­dě­ní jed­not­li­vých úkonů přímo na opra­vo­va­ném vo­zi­dle.

Dů­le­ži­tá je zejmé­na ná­vaz­nost všech in­for­ma­cí. Pokud kon­struk­tér upra­ví sou­část, měl by být dopad změny do­hle­da­tel­ný také v na­va­zu­jí­cích ser­vis­ních da­tech. Stej­ně tak mohou po­znatky z re­ál­né­ho pro­vo­zu upo­zor­nit vý­vo­jo­vé týmy na pro­ble­ma­tic­ké pří­stu­py, kom­pli­ko­va­né de­mon­táž­ní po­stu­py nebo po­tře­bu upra­vit ser­vis­ní me­to­dy.

Zkušenosti ze servisu jako zpětná vazba pro vývoj

Vir­tu­ál­ní dvoj­če tedy ne­mu­sí slou­žit pouze k ově­ře­ní opra­vi­tel­nos­ti před uve­de­ním vo­zi­dla na trh. Pokud jsou ser­vis­ní a kon­strukč­ní data vzá­jem­ně pro­po­je­na, vzni­ká mož­nost vy­u­ží­vat sku­teč­né zku­še­nos­ti z oprav při vý­vo­ji dal­ších kon­strukč­ních ře­še­ní. Opra­vi­tel­nost se tak může stát prů­běž­ně zlep­šo­va­nou vlast­nos­tí pro­duk­tu, ni­ko­li pouze jed­no­rá­zo­vě ově­řo­va­ným po­ža­dav­kem.

Opravitelnost jako další konstrukční parametr

Při ná­vr­hu au­to­mo­bi­lu se dnes běžně po­su­zu­je řada vzá­jem­ně sou­vi­se­jí­cích po­ža­dav­ků. Kon­struk­ce musí splňovat bez­peč­nost­ní a funkč­ní pa­ra­me­t­ry, umož­nit efek­tiv­ní vý­ro­bu, re­spek­to­vat hmot­nost­ní ome­ze­ní a sou­čas­ně vy­ho­vět eko­no­mic­kým cílům pro­jek­tu.

Opravitelnost by měla být součástí stejného rozhodovacího procesu.

Její vý­znam při­tom pře­sa­hu­je sa­mot­nou délku ser­vis­ní­ho zá­sa­hu. Snaz­ší de­mon­táž může pod­po­ro­vat opě­tov­né vy­u­ži­tí kom­po­nen­tů, ome­zo­vat množ­ství od­pa­du a při­spí­vat k prin­ci­pům obě­ho­vé­ho hos­po­dář­ství. Včas­né ově­ře­ní ser­vis­ních po­stu­pů může sou­čas­ně po­mo­ci ome­zit ná­kla­dy spo­je­né se zá­ruč­ní­mi opra­va­mi a poz­děj­ší­mi kon­struk­č­ní­mi úpra­va­mi.

Pro au­to­mo­bil­ky je tak stále dů­le­ži­těj­ší schop­nost pro­po­jit kon­strukč­ní roz­ho­do­vá­ní s po­ža­dav­ky ce­lé­ho ži­vot­ní­ho cyklu vo­zi­dla. Vir­tu­ál­ní dvoj­če vy­tvá­ří pro­stře­dí, ve kte­rém mohou kon­struk­té­ři a spe­ci­a­lis­té po­pro­dej­ních slu­žeb spo­leč­ně ově­řo­vat, zda na­vr­že­né ře­še­ní ob­sto­jí nejen při vý­ro­bě a pro­vo­zu, ale také při bu­dou­cí údrž­bě.

Au­to­mo­bil totiž není dobře na­vr­že­ný pouze tehdy, když jej lze efek­tiv­ně vy­ro­bit a bez­peč­ně pro­vo­zo­vat. Dů­le­ži­té je také to, zda bude možné jeho jed­not­li­vé kom­po­nen­ty ro­zum­ným způ­so­bem opra­vo­vat a vymě­ňo­vat po celou dobu ži­vot­nos­ti.
A o tom je vhod­né roz­ho­do­vat v době, kdy lze kon­struk­ci ještě změ­nit.

Člá­nek byl zpra­co­ván na zá­kla­dě ma­te­ri­á­lu Bar­ba­ry Re­naud-Mar­cet „Vehicle Re­pai­ra­bi­li­ty De­sign with Vir­tu­al Twin Si­mu­lati­on“, pu­b­li­ko­va­né­ho na blogu DEL­MIA spo­leč­nos­ti Dassault Systèmes.

zdroj: www.​technodat.​eu