CURSO DE DISEÑO DE COCHES

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Automotive Design & Marketing Management

Las dos fases anteriores:  Styling y Fase digital eran fases en las que el fabricante consumía pocos recursos materiales. Dónde más había consumido material era posiblemente al realizar la maqueta en clay, pero esto cambiará por completo al entrar en la fase física del desarrollo del automóvil. Los costes en la fase física comienzan a dispararse. Es por todos conocido, que muchos fabricantes emplean las mismas plataformas de vehículos para ahorrar costes de desarrollo y de producción.

​En esta fase física, tal y como su nombre indica, ya comenzamos a tratar con prototipos de manera física. En esta entrega veremos una breve introducción y expondremos los principales ensayos que realizan las marcas. Durante las siguientes entregas, veremos cada uno de los ensayos con una mayor profundidad.

4 - FASE FÍSICA

​Aquí ya tenemos un prototipo real, no hablamos de una maqueta de arcilla, sino de prototipos funcionales. Inicialmente se hacen pequeñas tandas pre-producción, hasta que esté todo listo para el SOP (Start of production). En este punto habrán transcurrido al menos tres años desde que se inició el proyecto. 
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¿Qué es más barato de producir? Un superdeportivo o un turismo tradicional?

En contra de lo que podríamos pensar, el coste global de producir un superdeportivo es mucho menor que el de un vehículo utilitario. Aunque el coste unitario de éste último sea mucho menor. Es decir, cada unidad producida de un utilitario cuesta menos de producir que un superdeportivo. Pero si tenemos en cuenta las cifras totales del negocio; sale mucho más caro realizar una fábrica preparada para producir miles y miles de utilitarios, que superdeportivos en una tirada limitada. Por lo tanto, teniendo en cuenta todos los costes, es más caro producir utilitarios que superdeportivos.  

A pesar de que el utilitario se beneficia de la economía de escala, para llegar a producir tales cantidades de vehículos necesita unos procesos de producción increíblemente complejos y automatizados, para reducir el coste unitario de cada vehículo. Mientras, para bajos volúmenes, se necesitan instalaciones muchos menores y se puede prescindir de tanta automatización. Mientras que las grandes marcas necesitan instalar enormes factorías repletas de robots, muchos superdeportivos se fabrican en naves con boxes, en los que se van montando cada uno de esos vehículos de manera artesanal. Los tiempos y los costes de producción no están, ni de lejos, tan optimizados como en la producción de vehículos utilitarios tradicionales, debido a la gran diferencia de vehículos producidos. Pero ya entraremos más en detalle en la producción, una vez tenemos consciencia de las cifras que se manejan, entremos a ver la fase física del desarrollo de un automóvil.

Pequeño fabricante

Gran fabricante

ETAPAS DE LA FASE FÍSICA

Fases del desarrollo del automóvil

La fase física se subdivide en las siguientes fases:

1 - La fase de Trial, en la que se ensambla el modelo, se asegura de que encajen todas las piezas y de que sus tolerancias sean correctas. Una de las partes más complicadas del diseño de un vehículo es precisamente la de coordinar que todo encaje. Hay que tener en cuenta que trabajan cientos de ingenieros en distintas ubicaciones para un mismo fin, por lo que se necesita tener una gran coordinación y control para que todo el mundo esté trabajando con las mismas medidas y las últimas versiones de las piezas. Es por esto que en la fase de diseño no se cambian las piezas con facilidad, sino que hay un proceso burocrático algo tedioso de verificación y control. Un solo cambio en una pieza que no se haya comunicado debidamente, hará que los distintos equipos de ingenieros trabajen en versiones distintas del modelo, una con la pieza actualizada y otra desactualizada; lo que sería un desastre. En el diseño real de un vehículo no estamos solos. 

Fuente: BAC

2 - La fase de pruebas: En esta comprobamos todos los parámetros posibles del vehículo. Desde la estanqueidad del habitáculo hasta los famosos crash tests. También se realizan pruebas de durabilidad dónde unos conductores manejan el vehículo en entornos extremos durante largos viajes, para comprobar que el coche cumple con creces con lo prometido. En esta fase se pone a prueba la tecnología que llevará el modelo de producción.

Vehicle testing Simulation. Fuente: Siemens Blog

A continuación vemos un ejemplo de timing del desarrollo de un vehículo, que es bastante realista:
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Ese timing, con su debida explicación, la encontrarás en el libro que lanzaremos. Te será realmente útil si acabas de comenzar a trabajar en un fabricante (Tier1/OEM) porque hay muchas nomenclaturas muy específicas. Si quieres conocer más y, además acceder a un diploma gratuito, subscríbete en la newsletter.

DVP&R (Design Verification Plan and Report) – En pocas palabras, es un proceso para verificar que el diseño cumple lo especificado y se puede continuar.

Aquí podemos ver un claro ejemplo de un DVP&R  (Design verification plan and report).​

Fuente: Reliasoft.com, información creada por HBM Prenscia (a modo de ejemplo)

FASES DE PRUEBAS DE UN VEHÍCULO

Fases de pruebas de un vehículo

​Hemos visto que la fase física del desarrollo del automóvil se divide en dos partes. Una fase de trial, en la que se comprueba el encaje de los componentes, y después ya comienza con la fase de prueba. Esta, a su vez, se subdivide en tres etapas, cada cual con unos prototipos más desarrollados respecto a la etapa anterior.

Primera etapa: Una vez se ha comprobado que el encaje global del vehículo es correcto, se verifican los componentes de manera individual. Tanto el encaje entre ellas como las calidades acordadas. Es decir, en el trial se monta al completo el vehículo por si se encuentra que algún componente no encaja. Si no hay problemas, antes de comenzar a ensayar el vehículo, se comprueban los distintos componentes, por ejemplo, el faro del coche y toda la tornillería. Esto es debido a que a lo mejor el faro encaja perfectamente con los parachoques del coche, pero el cristal del faro no termina de encajar correctamente.

Estas primeras fases pueden intercalarse dependiendo del desarrollo del proyecto y de las necesidades. No tiene porqué ir una detrás de otra. Ejemplo: si ha habido problemas de diseño en el faro: entonces, primero se verifica el faro, después se verificará el montaje global del vehículo y luego los componentes individuales que sean necesarios o que hayan dado problemas puntuales en el ensamblaje del vehículo.

Una vez se ha comprobado que los ingenieros de diseño han hecho un buen trabajo dimensionando todas las piezas y el conjunto global, se finalizan las primeras mulas, que serán sometidas a multitud de ensayos.
Cada modificación en el diseño de una pieza debe ser justificada y debidamente calculada.

Estos componentes se van modificando a medida que va avanzando el proceso de diseño del vehículo, pero a su vez, se va endureciendo el proceso. Es decir, en la fase inicial de planificación no requiere de mucho esfuerzo modificar una pieza. Pero si fuera necesario modificar una pieza en una fase avanzada, como pudiera ser la fase física, habría que justificar por qué no se pudo prevenir ese cambio con las simulaciones realizadas por ordenador en la fase anterior, la fase digital. Esto es debido a que, a medida que avanza el proceso, es más caro modificar una pieza. Por lo que es muy distinto modificarla al inicio que al final del proceso. El verdadero problema en el que ningún ingeniero se quiere ver envuelto, es que hubiera que modificar la pieza una vez el vehículo ya está en producción. No es habitual, pero a veces ocurre. Todos conocemos algunos casos en el que las marcas tienen que llamar a los dueños de los vehículos a revisión porque un componente no funciona como debería.

Este hecho es realmente poco conocido: El fabricante clasifica los componentes en tres niveles según el peligro que conllevan para el conductor. Como cabe esperar, a mayor peligro, mayor número de revisiones se hacen, y más fácil resulta realizar un cambio en fases avanzadas ya que la seguridad del conductor es siempre lo primero. Aparte de eso, también las clasifica según si inciden en la calidad percibida del consumidor o no. Conocer estas reglas del juego permite al ingeniero tener un mayor conocimiento a la hora de defender ciertos cambios en beneficio del diseño final del coche, a expensas de la economía del fabricante. Como cabe esperar, el ingeniero quiere el mejor coche posible en las calles, y la marca, el coche más rentable en el mercado.

​Segunda etapa: Se confirma que los medios de producción y la automatización de la factoría son suficientes para fabricar el vehículo, así como todos los proveedores. En esta etapa se confirma la calidad final del vehículo, que quedó testeada en el paso anterior. Tras esto, se comienza con los trámites de homologación del vehículo.
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En esta etapa es cuándo se pueden dejar los vehículos a la prensa o mostrarlos en un Motor Show, entre otras cosas.
 
Tercera etapa: Confirmación final del vehículo y de los procesos de producción implicados. Tras esta etapa comienza el denominado SOP (Start of Production), el pistoletazo de salida para que el vehículo comience a producirse. Es uno de los pasos con mayor responsabilidad en la producción de un vehículo.
 
Como curiosidad, hay empresas que se dedican a comprar distintos modelos de coches en producción y alquilarlos a los competidores para que estos puedan analizarlos, al cabo de un tiempo, los devuelven. En los centros de diseño y desarrollo de los distintos fabricantes es muy habitual tener modelos de la competencia en un garaje especial, e irlos renovando constantemente por otros modelos competidores. Lo interesante de esto es que cualquier ingeniero puede decidir libremente si acercarse por el taller para analizar un componente concreto del vehículo competidor, por lo que estos vehículos son considerados una herramienta más al alcance de todos los ingenieros de diseño. También se organizan actividades en las que se agrupan especialistas en áreas concretas del coche, o bien departamentos completos. Estos tendrán un tiempo para analizar el coche en su área de interés. Por ejemplo, habrá un equipo encargado exclusivamente de analizar el escape de los vehículos competidores, encontrando mejores soluciones y posibles reducciones de costes.
 
También existen otras empresas que desarman los coches y crean un informe y un archivo CAD con un nivel de detalle increíble sobre el vehículo, con todos sus componentes parametrizados y escaneados en 3D. Además de un análisis de cada uno de sus componentes, hasta el último tornillo. Este tipo de empresas son contratadas habitualmente por los fabricantes para realizar acciones de benchmarking, en otras palabras, entender qué están haciendo sus competidores a nivel técnico.
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Fuente: A2MAC1

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