Ricerca e sviluppo automobilistico: dalla validazione del prototipo alla produzione di massa

Un ingegnere delle sospensioni OEM firma il disegno di un ammortizzatore al mattino. Nel pomeriggio, lo stesso pezzo si trova in una camera fredda a meno 40 gradi Celsius mentre un impianto di scuotimento lo spinge verso un milione di cicli. Questo divario tra un disegno approvato e prove attendibili è il luogo in cui risiedono effettivamente la ricerca e lo sviluppo automobilistico. Nello smorzamento dei veicoli commerciali, raramente i programmi vengono vinti dal concetto più intelligente su una slitta. Sono vinti dalle parti che mantengono la stessa curva di forza sull'unità uno e sull'unità quattrocentomila.

Quindi la conclusione viene prima del ragionamento: il valore della ricerca e sviluppo negli ammortizzatori si basa su prestazioni convalidate e ripetibili e sulla disciplina di produzione che le mantiene ripetibili, non sulla novità fine a se stessa.

Cosa offre effettivamente la ricerca e lo sviluppo automobilistico

Chiedi a dieci persone cosa significa ricerca e sviluppo e la maggior parte descriverà l'invenzione. Nell'ingegneria automobilistica la produzione giornaliera appare diversa. I team di sviluppo forniscono tre cose che un reparto acquisti può verificare e ciascuna di esse è misurabile.

• Un design che soddisfa gli obiettivi numerici: forza di smorzamento a una velocità dichiarata, corsa, geometria di montaggio, intervallo di temperatura operativa e durata di servizio.
• Un processo che riproduce quel progetto in volume, con tolleranze che una linea di produzione può mantenere turno dopo turno.
• La prova che entrambi rimangono stabili: rapporti di prova, piani di controllo, registrazioni di tracciabilità e dati sul campo provenienti dalle parti restituite.

I produttori automobilistici e i loro fornitori sono tra i maggiori investitori aziendali in ricerca e sviluppo a livello mondiale e la maggior parte di tale spesa confluisce in ingegneria della durabilità, materiali, software e capacità di produzione piuttosto che in uno stile visibile. Per un fornitore di componenti, il denaro arriva sotto forma di requisiti rigorosi: una curva di forza, un conteggio dei cicli di corrosione, un involucro di montaggio e una finestra di consegna. Incontrarli è il lavoro.

Dall'idea alla produzione in serie: la sequenza del cancello

Un programma di ammortizzatori normalmente passa attraverso cinque cancelli prima di raggiungere la catena di montaggio dei camion. Ogni gate esiste per eliminare tempestivamente i progetti deboli, quando una modifica costa una revisione del disegno anziché una ricostruzione degli strumenti.

Qualsiasi porta può rimandare indietro un programma di un passo, e questo è il punto. Un fornitore che non ritorna mai a un punto precedente di solito non esegue test sufficientemente approfonditi o non riporta i risultati in modo onesto.

Perché sono le tolleranze e non i numeri a decidere i programmi

Due fornitori possono citare la stessa forza target e costruire comunque veicoli molto diversi. Ciò che li separa è quanto strettamente controllano le variabili attorno a quell’obiettivo.

• Forza di smorzamento alla velocità di riferimento, spesso specificata entro più o meno il 10% e spesso più stretta per gli ammortizzatori della cabina e dei sedili, dove il conducente avverte immediatamente la differenza.
• Pressione di carica del gas nelle unità caricate a gas e assistite ad aria, dove piccole deviazioni modificano la forma dell'intera curva forza-velocità.
• Finitura superficiale dello stelo e qualità del rivestimento, che determinano la durata delle guarnizioni e la perdita di olio per centinaia di migliaia di chilometri.
• Boccola e rigidità di montaggio, che determina la quantità di rumore e vibrazioni che viaggiano nel telaio invece di essere assorbite.
• Consistenza dello stampaggio e della saldatura su staffe e raccordi terminali, dove un millimetro di disallineamento diventa un diritto di garanzia.

Una banda di forza del 10% sembra generosa finché non viene applicata a un intervallo di temperature, a una serie di input stradali e a un milione di cicli. I programmi che falliscono di solito falliscono ai margini: la mattina più fredda, il fondo stradale peggiore, l’ultimo decimo della finestra di tolleranza, il centomillesimo chilometro.

Come si presenta un centro di ricerca all'interno di una fabbrica

La sola certificazione dimostra poco, ma il modello che sta dietro ad essa è informativo. Hangzhou Justone Industry Co., Ltd, che appare anche sotto il nome di Zhejiang Menre Shock Absorber Manufacture Co., Ltd, ha sviluppato il proprio lavoro di sviluppo all'interno del proprio stabilimento piuttosto che in uno skunkworks separato. L'azienda risale al 2000, possiede la certificazione IATF 16949 dal 2007, è stata riconosciuta come impresa high-tech nazionale nel 2015, il suo laboratorio è stato designato come centro di ricerca e sviluppo di un'impresa high-tech a livello provinciale nel 2016 ed è stata elencata come impresa pilota dimostrativa di Hangzhou per l'IoT di fabbrica e l'Internet industriale nel 2018. La sua produzione dichiarata supera i quattro milioni di serrande all'anno a fronte di vendite annuali vicine ai 200 RMB. milioni di euro, fornendo circa venti OEM di veicoli commerciali in patria e all’estero.

Un dettaglio conta più dell'elenco dei badge: l'azienda stampa i propri componenti degli ammortizzatori. L'integrazione verticale dallo stampaggio all'assemblaggio finito dello smorzatore riduce il ciclo tra una modifica di progettazione e una parte fisica, e quel ciclo è esattamente ciò che rallenta i programmi di ricerca. Per uno sguardo più attento al lato telaio di questo lavoro, leggi come funzionano gli ammortizzatori nel telaio di un autocarro pesante .

Ammortizzatori per telai per autocarri pesanti per fornitura OEM personalizzata Categoria per ammortizzatori personalizzati/OEM per telai di autocarri pesanti, con intervalli di sostituzione e guida all'aggiornamento delle sospensioni per applicazioni su veicoli commerciali. Visualizza il prodotto →

ERP, MES e WMS fanno parte del dibattito sulla ricerca e sviluppo

I sistemi informativi sono solitamente archiviati tra le operazioni, ma determinano ciò che un team di sviluppo può effettivamente dimostrare. Un sistema ERP lega un codice articolo alla cronologia delle revisioni. Uno strato MES registra quale pressa, quale impostazione della coppia e quale lotto ha prodotto un determinato ammortizzatore. Un WMS registra per quanto tempo un kit di guarnizioni è rimasto su uno scaffale prima di essere montato.

Quando un cliente chiede come fai a sapere che l'unità quattrocentomila si comporta come l'unità uno, la risposta onesta non è una frase sicura. È un documento tracciabile. Le fabbriche che investono nel MES e nella gestione del magazzino di solito vedono la riduzione del ciclo di sviluppo come un effetto collaterale, perché la creazione di prototipi, le esecuzioni pilota e le modifiche alla progettazione passano tutte attraverso lo stesso canale documentato anziché tramite e-mail e memoria.

Ricerca sullo smorzamento che va oltre il telaio del camion

Smorzamento cabina e sedile

Gli ammortizzatori del telaio degli autocarri pesanti attirano l'attenzione, ma le parti che l'autista nota di più si trovano altrove. Gli ammortizzatori della cabina controllano il beccheggio e il rotolamento della cabina sui suoi supporti, mentre gli ammortizzatori del sedile gestiscono una massa molto più piccola a una frequenza molto più elevata. Entrambi sono specificati all'interno di una fascia di comfort ristretta ed entrambi dipendono da guarnizioni a basso attrito, una carica di gas stabile e mescole di gomma coerenti.

Ammortizzatori e smorzatori cabina OEM personalizzati Sfoglia gli ammortizzatori per cabina OEM personalizzati e gli ammortizzatori per cabina di un produttore di ammortizzatori per veicoli commerciali che fornisce forniture all'ingrosso. Visualizza il prodotto →

Stabilità del rimorchio e del traino

Gli ammortizzatori del rimorchio e gli ammortizzatori del gancio di traino funzionano secondo un ciclo di lavoro diverso: lunghi tratti di marcia costante interrotti da eventi difficili come buche, frenate in curva e venti trasversali. Lo sviluppo in questo caso consiste nel mantenere prevedibile il comportamento dell'imbardata quando il carico non è uniforme, motivo per cui i rendimenti sul campo piuttosto che i dati al banco spesso decidono la revisione successiva.

Ammortizzatori per sospensioni personalizzati e relative categorie di ammortizzatori Categoria per ammortizzatori per sospensioni personalizzate, con relativa navigazione dell'ammortizzatore che copre applicazioni in cabina, rimorchio, sedile e autocarri pesanti. Visualizza il prodotto →

Applicazioni ATV e monitoraggio solare

Lo stesso approccio si trasferisce agli ammortizzatori ATV, che barattano il comfort con la corsa delle ruote e la resistenza al calore in condizioni polverose, e agli ammortizzatori utilizzati sugli inseguitori assiali a montaggio solare, dove un inseguitore deve mantenere la posizione contro le raffiche di vento per anni senza quasi nessuna manutenzione. Cicli di lavoro diversi, domande di sviluppo identiche: qual è il carico, quanto spesso si ripete e quali prove dimostrano che la parte soddisfa ancora le specifiche alla fine del periodo di garanzia?

Come giudicare un partner di ricerca e sviluppo in mezz'ora

Una visita allo stabilimento vi mostrerà le macchine. Un breve incontro tecnico ti mostrerà se l'ingegneria dietro di loro è reale. Sei domande fanno la maggior parte del lavoro.

1. Richiedere per iscritto la curva forza-velocità e la fascia di tolleranza attorno ad essa, ad una velocità di riferimento dichiarata.
2. Chiedere chi firma il rapporto di convalida del progetto e se gli impianti di durabilità che lo hanno prodotto si trovano nello stesso edificio.
3. Richiedi l'indice di capacità sulla prova di forza. Un minimo di 1,33 è comune; le caratteristiche legate alla sicurezza spesso richiedono 1,67.
4. Chiedi come viene tracciata una revisione del progetto dalla modifica del disegno al lotto spedito e quanto tempo è necessario per recuperare tale traccia.
5. Chiedi cosa succede a un ammortizzatore restituito: chi lo smonta, cosa viene misurato e come il ritrovamento arriva al progetto successivo.
6. Chiedi cosa produce internamente il fornitore e cosa acquista, quindi confronta la risposta con l'integrazione verticale che hai visto sul campo.

Un fornitore che risponde con documenti anziché con aggettivi è solitamente quello che a due anni dalla lettera di nomina mantiene ancora le promesse.

La ricerca e lo sviluppo automobilistico non sono un dipartimento o un poster appeso al muro. È la catena che collega una curva di forza su uno schermo a un camion che procede ancora correttamente per ottocentomila chilometri, e regge solo se ogni collegamento è testato, documentato e ripetibile. Gli acquirenti che trattano quella catena piuttosto che la presentazione come il prodotto tendono a raccogliere molte meno sorprese, e i fornitori si organizzano intorno produzione di ammortizzatori per veicoli commerciali sono costruiti per accorciarlo.