Curso de diseño y marketing para coches online

Automotive Design & Marketing Management

Curso de diseño y marketing para coches online

Fuente: Gordon Murray

Con la entrega anterior finalizamos todo el temario del curso de diseño y marketing en automoción. En esta entrega os traemos un resumen del proceso de diseño para refrescar todo lo que hemos visto a lo largo de este curso de automoción online de un modo más esquematizado. Aunque no lo parezca, han pasado seis meses desde que se inició. Así que veremos todo el proceso de diseño de un automóvil en una única entrega, de manera resumida. 

Fases de diseño de un automóvil

Fases de diseño de un automóvil

​Hemos visto que el proceso de diseño de un coche es cíclico. Para realizar el Product Planning el equipo de marketing toma los datos obtenidos en la evaluación del mercado de un modelo de la marca que lleva a la venta unos meses. De este modo tenemos un ciclo que nunca termina.

Recordemos cuáles son las fases de diseño de un coche:

1 –   Product Planning
2 –   Styling
3 –   Fase digital
4 –   Fase física
5 –   Producción
6 –   Evaluación del mercado

Fase 1: Product Planning

El Product Planning lo podemos dividir en distintas fases, aunque esto dependerá de cada marca:
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• Estudio de mercado (la y definición de la estrategia de producto)
• Estudio de las tendencias del mercado
• Product concept
• Planificación del producto

​Las dos primeras fases  actúan de manera simultánea en la mayoría de las ocasiones. Ya que el estudio y la comprensión de las tendencias forma parte del estudio de mercado que realiza el departamento de marketing. Pero lo mostramos a parte debido a que le dedicamos dos entregas a este tema. 

Un nuevo coche puede nacer de la necesidad de mejorar y actualizar un modelo que ya está en producción, o de cubrir una cierta demanda que estaba insatisfecha. En el primer caso, se tomará como referencia el modelo que ya esté en los concesionarios para estudiar su comportamiento en el mercado y poder definir los requisitos de diseño del próximo automóvil.

La segunda manera la vemos cuando una marca o estudio de marketing detecta que hay una cierta demanda que no está siendo cubierta, esto implica una oportunidad de oro para los fabricantes. Muchos de los coches fabricados por pequeños fabricantes (Low Volume Cars Brands) no surgen de ninguna de estas dos maneras, sino que son el deseo o el sueño del propietario de la marca. Es por ello que a veces no encuentran un hueco en el mercado y la marca no logra sobrevivir. Esto se debe simplemente a que el diseño del coche responde al deseo del creador, y no a la demanda de un público. Esto es básico en el diseño de productos, pero tenemos que tenerlo presente porque a todos nos encantaría realizar el coche que tenemos en nuestra mente, pero si queremos venderlo,  el coche posiblemente termine siendo otro coche distinto al que habíamos imaginado. 

Esto presenta dos dificultades bastante claras. Si queremos crear una marca de coches propia, tendremos escuchar al mercado y no a nosotros mismos. Pero la dificultad es aún mayor cuando, como diseñadores automotrices, un cliente desea crear una marca para fabricar el coche de sus sueños. Entonces va a ser muy complicado hacerle entender que tiene que realizar cambios en el diseño si realmente quiere venderlo. O escucha al mercado y adapta al diseño, o se fabrica un one-off asumiendo todos los costes que esto conlleva. 

Es realmente importante tener en cuenta las tendencias del automóvil ya que, como vimos, se diseña el coche del futuro, a cinco años vista. Recordemos las principales tendencias de la automoción, en lo que respecta al diseño de automóviles son las siguientes:

1.      Concentración de población en grandes grupos urbanos
2.      Vehículos en no-propiedad
3.      Conectividad y digitalización
4.      Conciencia medioambiental (y normativa ambiental)
5.      Coche autónomo
6.      Habitabilidad

Esto no consiste en aprenderse una lista con las tendencias del automóvil, cada uno de nosotros es libre de añadir tendencias que haya detectado y consideren que son importantes para el diseño del automóvil. Esto es lo que confiere carácter propio a cada uno de los diseñadores, ya que se basan en sus propios criterios. Por ejemplo, el veganismo puede ser de suma importancia para algunas personas y considerarlo un punto clave. Por ejemplo Renew Sports Cars y Fisker usan este pilar en sus diseños. Lo importante no es aprenderse una lista, sino ir adquiriendo conocimientos para poder justificar tus propios diseños y decisiones que tomes.

Como vimos, el tiempo de desarrollo de un coche es de cinco años, aunque este tiempo tiende a reducirse, por ejemplo, empleando plataformas ya existentes. El restyling da un respiro a los equipos de diseño, ya que el tiempo necesario para el desarrollo es mucho menor, y la marca puede introducir un nuevo modelo de forma más habitual.

​Por un lado, un equipo puede trabajar en un restyling a dos o tres años vista, y al mismo tiempo, otro equipo puede trabajar en la próxima generación del modelo que saldrá dentro de cinco años. Además de esto, también vimos que el restyling forma parte de una estrategia comercial en la que entraba en juego el mercado de vehículos de ocasión.

Sea del modo que sea, el desarrollo de un coche (o de su restyling) lleva varios años. Un coche no puede entrar desfasado en el mercado. El problema viene con que cada vez la tecnología y las preferencias de consumo cambian más rápido. ¿Cómo vamos a hacer productos que estén actualizados si tardamos cinco años en desarrollarlos? 
 
Por ejemplo, en cinco años el info-entretenimiento estará mucho más avanzado que hoy día, por lo que es relativamente complejo predecir con exactitud qué tecnologías existirán, es por ello que existen los retrofit que permiten actualizar un modelo.
 
A eso le sumamos el hecho de que el modelo de negocio automotriz está cambiando, ya vimos que el aumento del car-sharing y de las flotas han cambiado las reglas del juego. Este ejemplo es perfecto, porque ahora mismo es un quebradero de cabeza para las marcas saber qué estrategia deben de seguir.

El problema lo encontramos siempre en lo largo que es el proceso de diseño de un coche, por eso se tiende a acortarse cada vez más. Es factible tratar de predecir qué ocurrirá en un año, pero en cinco ya es algo mucho más complejo. 

​Una vez el equipo de diseño tiene más claro que coche diseñar, crean la lista de los reyes magos,  es decir, el Product Concept. Es un documento donde se definirán los requisitos de diseño del vehículo y una  previsión inicial de los recursos que son necesarios para su desarrollo y fabricación. 

Fase 2: Styling

El equipo de diseño tomará los requisitos de diseño definidos en el Product Concept, y comenzará a desarrollar las distintas propuestas. Para ello, es importante respetar el lenguaje de diseño de la propia marca para dar la mayor uniformidad posible a los distintos modelos del fabricante. Además de esto, deberán aplicar los conocimientos sobre las distintas estrategias de superficies y las proporciones idóneas para cada tipo de vehículo.

​En la fase del desarrollo de las propuestas encontramos tres fases:

​1       Concepto
2       Propuesta
3       Decisión

Fuente: Mercedes Media Center

En la fase inicial de concepto es cuándo se presentan miles de bocetos para obtener la mejor propuesta posible, acorde a las especificaciones del Product Concept. Una vez se obtiene una propuesta final, se presenta a las distintas áreas técnicas que tendrán que validar si el concepto tiene sentido. Esto se hace para evitar perder el tiempo desarrollando un concepto que a priori no era factible producir desde el punto de vista técnico. Imaginemos que los diseñadores conceptuales no dejaran espacio suficiente para las suspensiones, el departamento técnico correspondiente lo detectaría con rapidez. 
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Del mismo modo, también es importante verificar que el diseño sea fabricable, al menos a priori. Por ejemplo, unas superficies excesivamente complejas podría conllevar gastos adicionales debido a la dificultad añadida en el proceso de fabricación. Debido a este tipo de cuestiones, el diseño conceptual se validad por todos los departamentos, ya que cada uno es experto en su campo.

Una vez validado el boceto final se pasa al diseño en ordenador 3d. En esta etapa ya estarán totalmente definidos los principales criterios de diseño y las dimensiones del vehículo. Se emplean programas de Cad idóneos para el diseño de superficies: Autodesk Alias, Autodesk Maya, Icem Surf de Catia o Rhinoceros.
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Autodesk AliasStudio

Después de este paso se realiza el modelo de arcilla, haciendo uso a su vez del Tape Drawing, que consiste en el empleo de cintas para limitar las partes principales del coche. Las cintas se pueden emplear tanto sobre la misma maqueta de arcilla, como en una pared con la vista lateral, preferiblemente dibujada a escala real. 

Normalmente las maqueta se hacen a escala ¼ y a 1/10. A pesar de ser un proceso artesanal, cada vez se emplean más las tecnologías en esta fase, como la impresión 3d. Una vez el consejo general ha aprobado la maqueta final a pequeña escala, se creará la misma pero a escala real. Primero se emplea una fresadora para el volumen inicial y luego se irá modelando a mano. Una vez esté terminada la maqueta los distintos departamentos de ingeniería la validarán al igual que hicieron con los bocetos. Se emplean unas láminas finas de plástico para simular la chapa metálica, de hecho, muchos de los coches que vemos en los salones de automóvil son estas maquetas y no el vehículo final. El interior del coche también se tiene que modelar con arcilla, teniendo especial cuidado con la ergonomía y la usabilidad del vehículo. Será la primera vez que alguien se pueda sentar y ver cómo sería el panel de mandos del coche.

​El departamento de Color&Trim se encarga de los detalles visuales. Por ejemplo, escogen las telas o elijen los distintos colores del vehículo. En todo este proceso cada vez se hace un mayor uso de la realidad virtual, pudiendo tener una visión temprana del coche final.

Fase 3: Fase digital

En esta fase se pasan los conceptos a ordenador para su posterior análisis. Lo habitual es escanear la maqueta de arcilla final, denominada Frozen Model. Es importante diferenciar el tipo de Cad que se emplea en esta fase. En la anterior se empleaba el diseño de superficies, pero en esta se emplea el diseño paramétrico. El diseño por superficies consideraba la envoltura del coche únicamente, de hecho, la superficie no tiene un grosor definido. En el diseño paramétrico todo tiene un grosor, y se diseña con la intención de ser simulado, analizado y fabricado.

Se comienza con el diseño estructural del vehículo, diseñando los distintos frames que componen el chasis autoportante del vehículo. Después se trabajará en el diseño del chasis: motor, suspensiones, transmisión, frenos, etc. A continuación se irán añadiendo el resto de los componentes funcionales.

En esta etapa hay una gran planificación y control para ahorrar el máximo tiempo posible. Por ejemplo, ¿es posible que los ingenieros encargados de los faros vaya adelantando el diseño de las ópticas en las fases iniciales para tenerlo listo de antemano?. Si están perfectamente definido todos los anclajes, no sería necesario esperar a tener toda la estructura lista para comenzar a diseñar los faros. De este modo, se ahorra mucho tiempo de desarrollo del coche. 

​Una parte realmente importante del diseño por ordenador es la simulación. Para ello se emplea el CAE (Computer Engineering Aided). Vimos que se pueden usar para muchas simulaciones distintas, por ejemplo: 

• Análisis cinemático, dinámica de mecanismos empleando la dinámica de cuerpos múltiples (MBD) y simulación de eventos mecánicos (MES).
• Análisis por elementos finitos (FEM), empleado para estudiar el comportamiento de las piezas frente a esfuerzos de fatiga, torsión, etc.
• Simulación de sistemas mecatrónicos y diseño electrónico (ECAD)
• Mecánica de fluidos computacional (CFD), para simular distintos fluidos, incluyendo el aire para estudiar la aerodinámica de los vehículos.
• Análisis acústicos, métodos de elementos límite (BEM)

A pesar de que todas son importantes, las más conocidas son posiblemente el FEM y el CFD. El Fem es el análisis por elementos finitos y se emplea para estudiar el comportamiento de una estructura frente a distintas cargas y eventos. El CFD se emplea principalmente para estudiar la aerodinámica del vehículo así como para analizar los distintos flujos de calor.

El CAE ((Computer-aided engineering) reduce considerablemente los costes y los tiempos en el diseño, ya que el desarrollo de un nuevo modelo requiere como mínimo 50 prototipos. Aunque para los modelos pre-producción, que son al fin y al cabo prototipos en un estado de desarrollo muy avanzado, suelen emplearse entre 400 y 600 vehículos.

Fase 4: Fase física

Fuente: Audi

En esta fase ya tenemos el prototipo real y funcional, aunque en sus fases más iniciales. Se denominan mulas.
 
La fase física del desarrollo de un automóvil lo dividimos en dos fases. La primera se realiza en estático y a puertas cerradas. En esa fase se ensambla el modelo y se asegura de que encajen todas las piezas y de que sus tolerancias sean las correctas. En la segunda fase ponemos el coche en marcha y vamos a probarlo realmente a través de innumerables ensayos.

Ahora vamos a ver los distintos ensayos que se realizan en un coche, de forma realmente breve ya que hablamos más detenidamente en sus respectivas entregas. 

1. Aerodinámica y aeroacústica
2. Crash tests
3. Banco de motores
4. Electrónica
5. Safety
6. Estanqueidad
7. Confort
8.  Materiales
9. Dinámica vehicular
10. Durabilidad

Aerodinámica y aeroactústica: Estos ensayos se realizan principalmente en los túneles de viento, que son edificios diseñados para mantener en el interior de la cámara un flujo laminar con la menor pérdida energética posible. También se hace uso del CFD para realizar los cálculos previos. En los vehículos convencionales, los fabricantes buscan al máximo reducir el consumo del coche. 

Fuente: Siemens

​2. Crash Tests: En esta etapa se realizan pruebas de choque para estudiar el comportamiento del vehículo y, sobre todo, para velar por la seguridad de los pasajeros. Por una parte se realizan los ensayos estrictamente necesarios para la homologación del vehículo, pero el fabricante es libre de realizar sus propios ensayos para mejorar la calidad del producto final. A la hora de diseñar el coche es importante crear zonas de deformación programadas, es decir, que el frontal y la trasera del coche se deformen en el impacto para "absorber" la mayor parte de la energía. De este modo, se disipará una gran parte de la inercia y no llegará a los pasajeros, protegiéndolos del golpe. Para ellos se crean diversos trucos geométricos como los puntos fusibles para debilitar la estructura del coche en ciertos puntos, facilitando su deformación en las zonas de interés. 

3. Ensayo de motores: Normalmente no se diseñan motores desde cero, sino que se mejoran motores ya existentes o se adaptan a los distintos vehículos. Estos ensayos se realizan en unas salas herméticas y con bases anti-vibratorias. Para simular el flujo de calor en los motores se emplean programas como Ansys Fluent, OpenFoam y Simscal. Con estos programas se pueden realizar algunas de las siguientes simulaciones:

• Evaluar la refrigeración de los componentes y la transferencia de calor.
• Consumo de combustible, modelización y optimización de la combustión interna.
•  Simulación de  los sistemas de llenado y lubricación.
• Cálculo de emisiones (distribución de contaminantes, efluentes, etc.).
• Climatización del habitáculo.

 
Se emplea un banco de motores algo distinto al que se emplea fuera de los centros de desarrollo. Aquí los motores se ponen al máximo y se estudia al detalle el comportamiento del mismo. Se busca cualquier posibilidad de mejora, ya sea en emisiones, costes, mantenimiento, etc.. Con el dinamómetro de motores también se mide la resistencia en el frenado o a la rotación, la vibración del motor, el par para las distintas combinaciones de cajas de cambio y transmisiones, así como los niveles de entrada de potencia.
 
Estos ensayos están directamente ligados al departamento de cooling systems en el que pondrán a prueba el sistema de refrigeración del motor. 
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Fuente: Mercedes-Benz

4. Ensayos de electrónica:  Se realizan multitud de Ensayos EMC (ensayos de compatibilidad electromagnética,), ensayos de HMI que es la Interfaz humano-máquina y de pruebas del cableado.

5. Ensayos de safety: Se estudia la ergonomía, la usabilidad y la comodidad del habitáculo. También se introduce un indicador denominado feel-good factor, que intenta dar un valor numérico al bienestar que siente un cliente cuando se sienta en un coche. La ergonomía también juega un papel importante, ya que las marcas se esfuerzan por evitar que los pasajeros sufran lesiones por permanecer demasiado tiempo en una posición incómoda, o por tener que hacer esfuerzos excesivos al accionar cualquier elemento. Los asientos juegan un papel realmente importante en este apartado, siendo un elemento crucial en el proceso de diseño de un automóvil. Es por ello que se someten a una gran cantidad de pruebas que simula el uso continuo de los asientos.  Estos ensayos también se realizan en condiciones climáticas adversas, introduciendo el vehículo o los distintos elementos en cámaras climáticas.

6- Ensayo de estanqueidad: La función principal es comprobar que no entre agua al interior cuando llueva, por ejemplo, a través de las juntas del parabrisas. La prueba de estanqueidad principal consiste en introducir el coche en una ducha y mantenerlo durante largos periodos de tiempo para estar 100% seguros de que la estanqueidad es la adecuada.

Fuente: Skoda

7 - Ensayos de confort:  Se comprueba que la conducción del coche sea agradable para el  conductor, además de otros aspectos como la iluminación ambiental y los reflejos que pueden producirse por las superficies lisas. Las vibraciones y el aislamiento son dos factores importantes a considerar. 

8 - Ensayos de materiales: Se estudia el comportamiento de los distintos materiales, principalmente la resistencia de los distintos componentes, ya sea a los impactos o a la fatiga. Se combinan con ciclos de temperatura y humedad para recrear diversas condiciones ambientales, en los denominados túneles o cámaras climáticas. 

9 - Ensayos de dinámica vehicular: Se pone a prueba el ajuste de las suspensiones y del resto de sistemas que intervienen en el comportamiento dinámico del coche. Además de la correcta respuesta del coche en un giro, se considera el confort del vehículo.
 
Para la dinámica vehicular es realmente importante un correcto diseño de la suspensión y unos neumáticos adecuados, considerar la distribución de peso y la rigidez del chasis. También hay que considerar el viento lateral que impacta en el coche.  Es esta fase es cuando se llevan los coches a circuitos de pruebas cerrados que suelen estar diseñados específicamente para testear prototipos de coches.

Fuente: Weiss tehcnik

10 - Ensayos de durabilidad: Este es el último ensayo que se realiza. El coche en esta fase debería ser prácticamente idéntico al vehículo de producción. En esta fase el coche se prueba durante miles de kilómetros ya sea en carretera abierta o en circuitos cerrados. A los fabricantes les interesa probarlo en distintos medios, por ejemplo, en Finlandia dónde nieva y hace mucho frío; y en verano hacer más pruebas en el Circuito de Jerez dónde suele hacer un calor sofocante.

Fase 5: Fase de producción

Fuente: Hirotec

El primer paso es diseñar los medios necesarios para la producción: matrices, moldes, utillajes y herramientas, así como los procesos productivos y sus procedimientos asociados.
 
Después se realiza el Trial de producción, es decir, se realiza una prueba de producción en las instalaciones para detectar posibles errores o desajustes.
 
​Las fases de producción las dividimos en las siguientes:

1. Prensado de chapas metálicas
2. Ensamblaje de la carrocería
3. Proceso de pintura de un automóvil
4. Montaje de los componentes
5. Control de calidad final

 

El acero se lamina para obtener planchas de pequeños grosores. Después, se tiene que conformar cada pieza. Para ello las láminas de acero de pasan por unas prensas con unos moldes con la forma adecuada para la chapa; esto se conoce como el proceso de estampación.  Después se pasa a la fase de ensamblaje de la carrocería. El vehículo va avanzando por la cadena de montaje y los brazos robots ensamblas las distintas formas del coche, por lo que éste irá tomando forma a medida que avanza.
 
Primero se fabrica la plataforma y después se unen los laterales. A continuación se montan los travesaños inferiores y el techo. De este modo se forma el BIW (Body in White) que sería la carrocería autoportante vacía.

BMW Media Press

Después de este punto viene el proceso de pintura del coche. El paso más significativo y llamativo es el baño de cataforesis. Se aplica una tensión eléctrica a la carrocería (polo negativo - cátodo) y a su vez, se aplica la otra carga eléctrica al baño en el que está sumergida la carrocería y tiene partículas de pintura dispersa (polo positivo - ánodo). Esto hace que la carrocería atraiga a las partículas de pintura dispersas en el baño. De este modo se logra recubrir todas las zonas del coche de manera homogénea, sin correr el riesgo de dejar sin recubrir ningún hueco. Después se pasa por un horno y se aplican barnices y otros componentes. Tras eso se realiza una minuciosa inspección visual.
 

Fuente: Porsche

Una vez pintado, el vehículo pasa a la zona de ensamblaje dónde los operarios irán montando el resto de componentes del coche. Los operarios disponen de taburetes, soportes, sujeciones, manipuladores ingrávidos para facilitar las tareas y reducir la fatiga.
 
Existe una línea destinada al montaje del chasis y otra línea destinada a la carrocería, cuando ambas se juntan, se conoce como Casamiento , o marriage.
 
Tras esto, finalizamos con el control de calidad final. A pesar de que a lo largo del proceso de fabricación se realizan algunos controles de calidad entre fase y fase, es imprescindible realizar una inspección más exhaustiva al final de la producción.  Una vez se ha comprobado que todo está en orden, el coche está listo para enviarse al concesionario. 

Fase 6: Evaluación del mercado

Una vez el vehículo está en el mercado, al cabo de los seis meses, comenzarán a evaluar la respuesta del mercado para realizar modificaciones en el coche y para empezar a plantear el próximo modelo.

Toda la información que recogen se envían a dos canales distintos. Por un lado a la red de concesionarios para que puedan ajustar sus campañas de publicidad. Por otro lado, la envían a los centros de diseño, para que puedan comenzar a trabajar en el restyling y en el próximo modelo que saldrá a la venta. De este modo se cierra el ciclo del proceso de diseño de un automóvil, volviendo a comenzar en el punto inicial.  

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Con esta entrega hemos podido repasar y refrescar el ciclo completo del diseño y desarrollo de un vehículo. ¿A qué ahora reconocíais todas las fases? Si es así, es que habéis asimilado bien todas las entregas. 

Esperamos que hayáis podido adquirir una visión global del automóvil. Hemos tocado aspectos que van desde la distribución comercial hasta la aerodinámica, pasando por el lenguaje de diseño y la evolución histórica del diseño automotriz.  Pocos profesionales en la industria automotriz tienen una visión tan amplia del negocio. Además, mucha de la información aportada es de muy difícil acceso ya que muchas cosas se quedan dentro de los centros de diseño, de los equipos de marketing y de los laboratorios. Por ejemplo, casi todo el marketing relacionado con el automóvil que hay en internet se enfoca en explicar cómo vender coches, no en cómo diseñarlos. 

Esperamos que hayáis aprendido mucho durante estos meses. El boca a boca ha sido lo que ha permitido que el curso haya sido tan conocido. Muchas gracias a todos por estar ahí.