Ψηφιακά πρωτότυπα
Οι Η/Υ και η ψηφιακή τεχνολογία αποτελούν εδώ και δεκαετίες αναπόσπαστο κομμάτι της εξέλιξης των αυτοκινήτων. Από το πρώτο σχέδιο -όπου πλέον έχουμε φτάσει στο σημείο οι παλιότεροι σχεδιαστές να «παραπονιούνται» ότι οι νεότεροι συνάδελφοι δεν ξέρουν ούτε πως να... κρατήσουν ένα μολύβι- έως τους σύνθετους μαθηματικούς υπολογισμούς και τις προσομοιώσεις, που καθορίζουν τη δυναμική και παθητική συμπεριφορά κάθε νέου μοντέλου. Ακριβώς, λοιπόν, όπως στον τομέα του ντιζάιν, έτσι και στον τομέα των δοκιμών η τελειοποίηση των λογισμικών και η υπολογιστική δύναμη των Η/Υ σιγά σιγά μεταθέτουν το κέντρο βάρους ολόκληρης της εξέλιξης ενός αυτοκινήτου στον... κυβερνοχώρο, και οι συγκρίσεις του χθες και του σήμερα υπόσχονται ένα ακόμα πιο ψηφιακό αύριο!Οι προσομοιώσεις των crash test των αυτοκινήτων στον Η/Υ βασίζονται σε μαθηματικά μοντέλα πεπερασμένων στοιχείων. Σύμφωνα με αυτές, το προς μελέτη αντικείμενο χωρίζεται σε όσο το δυνατόν περισσότερο μικρά τμήματα, η προσομοίωση της συμπεριφοράς των οποίων είναι γνωστή και υπολογίσιμη και καθορίζει τη συμπεριφορά του συνόλου. Είναι προφανές πως όσο περισσότερα γεωμετρικά στοιχεία περιγράφουν ένα αντικείμενο, τόσο ακριβέστερη ανάλυση μπορεί να επιτευχθεί. Αποτέλεσμα η δυνατότητα επίτευξης του μέγιστου σε εξέλιξη-βελτίωση σε επίπεδο ακαμψίας, αντοχής και συμπεριφοράς κάθε τμήματος του αυτοκινήτου πριν αυτό καν κατασκευαστεί. Πριν από 20 χρόνια ένα τέτοιο μοντέλο δοκιμής σύγκρουσης ενός αυτοκινήτου αποτελούνταν από 26.000 στοιχεία. Σήμερα ένα αυτοκίνητο χωρίζεται σε περίπου 2.000.000!
Οι ψηφιακές δοκιμές πρόσκρουσης αποτελούν, ωστόσο, μόνο έναν τομέα των προσομοιώσεων. Κάθε πτυχή ενός νέου αυτοκινήτου μπορεί να περιγραφεί με μαθηματικές εξισώσεις, οπότε είναι δυνατόν και να προσομοιωθεί χρησιμοποιώντας κάποιο μαθηματικό μοντέλο. Η αεροδυναμική, η παθητική ασφάλεια, η οδική συμπεριφορά, η άνεση, η ακαμψία, η θερμική αντοχή κινητήρα και φρένων, η εργονομία και η απόδοση του κλιματισμού είναι ορισμένες μόνο από τις παραμέτρους που μπορεί να ψηφιοποιηθούν, δημιουργώντας ένα εικονικό δοκιμαστικό μοντέλο που υπάρχει μόνο μέσα στον Η/Υ. Βέβαια, οι δοκιμές δε διεξάγονται σε ολόκληρο το ηλεκτρονικό «αυτοκίνητο», πράγμα αδύνατο λόγω του όγκου των δεδομένων, που ξεπερνά τα 2.100 GB! Αντ’ αυτού, χωρίζονται σε επιμέρους τομείς, οι οποίοι εξετάζονται ανεξάρτητα. Τουλάχιστον προς το παρόν. Γιατί η συνεχής αύξηση της υπολογιστικής ισχύος μπορεί εύκολα να αλλάξει τα μελλοντικά δεδομένα.
Η δημιουργία και η δοκιμή των ψηφιακών αυτών μοντέλων δε σημαίνει πως έχει αλλάξει ριζικά η εξέλιξη των αυτοκινήτων. Η ανάγκη ύπαρξης πρωτοτύπων και αυτοκινήτων δοκιμών συνεχίζει να υφίσταται. Απλώς αποτελεί πλέον τη δεύτερη φάση εξέλιξης ενός νέου αυτοκινήτου, ακολουθώντας τις προσομοιώσεις. Και αυτό προσφέρει ένα πολύ βασικό πλεονέκτημα: Τα πραγματικά πρωτότυπα είναι έτοιμα προς αξιολόγηση κάτω από τις πιο δύσκολες συνθήκες, αφού έχουν ήδη βελτιστοποιηθεί στις οθόνες των Η/Υ. Ο υπεύθυνος εξέλιξης των SUV της Mercedes, Τόμας Μέρκερ, παρομοιάζει την κατασκευή ενός αυτοκινήτου με αυτήν ενός πιάνου: «Τα τμήματα που αποτελούν ένα πιάνο εξελίσσονται με μεγάλη φροντίδα και απόλυτη ακρίβεια. Μετά τη συναρμολόγησή τους, όμως, απαιτείται σχολαστικά λεπτομερής δουλειά, έτσι ώστε το πιάνο να κουρδιστεί και να αποδώσει τον καλύτερο δυνατό ήχο». Έτσι ακριβώς όλα τα επιμέρους τμήματα πρέπει σχολαστικά να «κουρδιστούν» σε ένα πρωτότυπο, ώστε να αποδώσουν και ως ενιαίο σύνολο. Γι’ αυτό τα φυσικά πρωτότυπα εξακολουθούν να είναι εξαιρετικά σημαντικά.
Ένας άλλος τομέας στον οποίο η ψηφιακή απεικόνιση και δοκιμή αποδεικνύεται πολύ χρήσιμη είναι εκείνος της οδικής συμπεριφοράς του αυτοκινήτου. Πριν από την κατασκευή του πρώτου πραγματικού πρωτότυπου ένα νέο αυτοκίνητο έχει διανύσει πάνω από 1.500 εικονικά χλμ. Ένα από τα κύρια ζητούμενα είναι η αποκάλυψη της συμπεριφοράς του αυτοκινήτου στην περιοχή μεταξύ 4 και 8 Hz, μια περιοχή συχνοτήτων που εύκολα γίνεται αντιληπτή και αισθητή από τον άνθρωπο. Αλλά ακόμα και δοκιμές που προέρχονται από τον... πραγματικό κόσμο δεν είναι άγνωστες στην εικονική πραγματικότητα της εξέλιξης αυτοκινήτων. Τεστ αποφυγής εμποδίων, σλάλομ και φρεναρισμάτων σε στροφές αποτελούν την καθημερινότητα των «δοκιμαστών», και διενεργούνται είτε ως προσομοιώσεις είτε σε πραγματικό χρόνο.
Οι περισσότερες εταιρείες είναι, μάλιστα, πλέον εξοπλισμένες με εξομοιωτές οδήγησης, από τους οποίους προκύπτουν τα χαρακτηριστικά των αμορτισέρ, των ελατηρίων και του συστήματος διεύθυνσης. Τέτοιου είδους εξομοιωτές προσφέρουν δύο πολύ βασικά πλεονεκτήματα: επαναληψιμότητα αποτελεσμάτων αλλά και ευχέρεια αλλαγής παραμέτρων (π.χ., απόσβεσης των αμορτισέρ ή του βαθμού υποβοήθησης του τιμονιού) με το πάτημα ενός πλήκτρου. Φανταστείτε ότι παλιότερα η εξέλιξη βασιζόταν στην εμπειρία των εμπλεκόμενων μηχανικών, και η κάθε αλλαγή ισοδυναμούσε με φυσική εργασία και χρόνο. Και ως γνωστόν -και στην αυτοκινητοβιομηχανία- ο χρόνος είναι χρήμα..._ Ν. Κ.