Teknik otomotif, bersama dengan teknik kedirgantaraan dan arsitektur angkatan laut, adalah cabang dari teknik kendaraan, yang menggabungkan elemen-elemen mekanik, listrik, elektronik, perangkat lunak, dan teknik keselamatan yang diterapkan pada desain, pembuatan, dan pengoperasian sepeda motor, mobil, dan truk serta subsistem teknik masing-masing. Ini juga mencakup modifikasi kendaraan. Domain manufaktur yang berhubungan dengan pembuatan dan perakitan seluruh bagian mobil juga termasuk di dalamnya. Bidang teknik otomotif adalah penelitian yang intensif dan melibatkan aplikasi langsung dari model dan rumus matematika. Studi teknik otomotif adalah merancang, mengembangkan, membuat, dan menguji kendaraan atau komponen kendaraan dari tahap konsep hingga tahap produksi. Produksi, pengembangan, dan manufaktur adalah tiga fungsi utama dalam bidang ini.
Disiplin ilmu
Teknik mobil
Teknik mobil adalah studi cabang dari teknik yang mengajarkan pembuatan, perancangan, mekanisme mekanik serta pengoperasian mobil. Ini adalah pengantar untuk teknik kendaraan yang berhubungan dengan sepeda motor, mobil, bus, truk, dll. Ini mencakup studi cabang tentang elemen mekanik, elektronik, perangkat lunak dan keselamatan. Beberapa atribut dan disiplin ilmu teknik yang penting bagi insinyur otomotif meliputi:
Rekayasa keselamatan: Rekayasa keselamatan adalah penilaian berbagai skenario kecelakaan dan dampaknya terhadap penumpang kendaraan. Hal ini diuji berdasarkan peraturan pemerintah yang sangat ketat. Beberapa persyaratan ini meliputi: pengujian fungsionalitas sabuk pengaman dan kantung udara, pengujian benturan depan dan samping, dan pengujian ketahanan terguling. Pengujian dilakukan dengan berbagai metode dan alat, termasuk simulasi tabrakan komputer (biasanya analisis elemen hingga), boneka uji tabrakan, dan tabrakan sistem parsial dan tabrakan kendaraan penuh.
Penghematan bahan bakar/emisi: Penghematan bahan bakar adalah efisiensi bahan bakar yang diukur dari kendaraan dalam mil per galon atau kilometer per liter. Pengujian emisi mencakup pengukuran emisi kendaraan, termasuk hidrokarbon, nitrogen oksida (NOx), karbon monoksida (CO), karbon dioksida (CO2), dan emisi penguapan.
Rekayasa NVH (kebisingan, getaran, dan kekerasan): NVH melibatkan umpan balik pelanggan (baik taktil maupun audible) mengenai kendaraan. Meskipun suara dapat diartikan sebagai derak, jeritan, atau panas, respons taktil dapat berupa getaran kursi atau dengungan di roda kemudi. Umpan balik ini dihasilkan oleh komponen yang bergesekan, bergetar, atau berputar. Respons NVH dapat diklasifikasikan dalam berbagai cara: NVH powertrain, kebisingan jalan, kebisingan angin, kebisingan komponen, serta derit dan derak. Perhatikan, ada kualitas NVH yang baik dan buruk. Insinyur NVH bekerja untuk menghilangkan NVH yang buruk atau mengubah "NVH yang buruk" menjadi baik (misalnya, nada knalpot).
Elektronik kendaraan: Elektronik otomotif merupakan aspek yang semakin penting dalam teknik otomotif. Kendaraan modern menggunakan lusinan sistem elektronik. Sistem ini bertanggung jawab atas kontrol operasional seperti kontrol gas, rem, dan kemudi; serta banyak sistem kenyamanan dan kemudahan seperti HVAC, infotainment, dan sistem pencahayaan. Mobil tidak mungkin memenuhi persyaratan keselamatan dan penghematan bahan bakar modern tanpa kontrol elektronik.
Performa: Performa adalah nilai yang terukur dan dapat diuji dari kemampuan kendaraan untuk bekerja dalam berbagai kondisi. Performa dapat dipertimbangkan dalam berbagai macam tugas, tetapi umumnya mempertimbangkan seberapa cepat mobil dapat berakselerasi (misalnya, standing start 1/4 mil waktu yang telah berlalu, 0-60 mph, dll.), kecepatan tertingginya, seberapa pendek dan cepat mobil dapat berhenti total dari kecepatan yang ditetapkan (misalnya 70-0 mph), berapa banyak gaya-g yang dapat dihasilkan mobil tanpa kehilangan cengkeraman, waktu putaran yang dicatat, kecepatan menikung, rem yang memudar, dll. Performa juga dapat mencerminkan jumlah kontrol dalam cuaca buruk (salju, es, hujan).
Kualitas perpindahan gigi: Kualitas perpindahan gigi adalah persepsi pengemudi terhadap kendaraan saat melakukan perpindahan gigi transmisi otomatis. Hal ini dipengaruhi oleh powertrain (mesin pembakaran internal, transmisi), dan kendaraan (driveline, suspensi, dudukan mesin dan powertrain, dll.) Rasa perpindahan gigi merupakan respons taktil (dirasakan) dan auditif (didengar) dari kendaraan. Kualitas perpindahan gigi dirasakan sebagai berbagai peristiwa: perpindahan transmisi dirasakan sebagai perpindahan gigi ke atas saat akselerasi (1-2), atau manuver perpindahan gigi ke bawah saat melintas (4-2). Pergeseran gigi kendaraan juga dievaluasi, seperti pada Park to Reverse, dll.
Rekayasa daya tahan / korosi: Rekayasa daya tahan dan korosi adalah pengujian evaluasi kendaraan untuk mengetahui masa pakainya. Pengujian meliputi akumulasi jarak tempuh, kondisi mengemudi yang parah, dan rendaman garam korosif.
Kemampuan mengemudi: Kemampuan mengemudi adalah respons kendaraan terhadap kondisi mengemudi secara umum. Mulai dingin dan berhenti, penurunan RPM, respons idle, keraguan peluncuran dan tersandung, dan tingkat kinerja.
Biaya: Biaya program kendaraan biasanya dibagi menjadi efek pada biaya variabel kendaraan, dan biaya perkakas di muka dan biaya tetap yang terkait dengan pengembangan kendaraan. Ada juga biaya yang terkait dengan pengurangan garansi dan pemasaran.
Pengaturan waktu program: Sampai batas tertentu, program diatur waktunya sehubungan dengan pasar, dan juga jadwal produksi pabrik perakitan. Setiap bagian baru dalam desain harus mendukung pengembangan dan jadwal produksi model.
Kelayakan perakitan: Sangat mudah untuk mendesain modul yang sulit untuk dirakit, baik yang menghasilkan unit yang rusak atau toleransi yang buruk. Insinyur pengembangan produk yang terampil bekerja dengan insinyur perakitan/pabrikasi sehingga desain yang dihasilkan mudah dan murah untuk dibuat dan dirakit, serta memberikan fungsionalitas dan penampilan yang sesuai.
Manajemen kualitas: Kontrol kualitas merupakan faktor penting dalam proses produksi, karena kualitas tinggi diperlukan untuk memenuhi persyaratan pelanggan dan untuk menghindari kampanye penarikan yang mahal. Kompleksitas komponen yang terlibat dalam proses produksi membutuhkan kombinasi alat dan teknik yang berbeda untuk kontrol kualitas. Oleh karena itu, Satuan Tugas Otomotif Internasional (IATF), sebuah kelompok yang terdiri dari produsen dan organisasi perdagangan terkemuka di dunia, mengembangkan standar ISO/TS 16949. Standar ini mendefinisikan desain, pengembangan, produksi, dan (jika relevan) persyaratan instalasi dan layanan. Selain itu, standar ini menggabungkan prinsip-prinsip ISO 9001 dengan aspek-aspek dari berbagai standar otomotif regional dan nasional seperti AVSQ (Italia), EAQF (Prancis), VDA6 (Jerman), dan QS-9000 (AS). Untuk lebih meminimalkan risiko yang terkait dengan kegagalan produk dan klaim pertanggungjawaban untuk sistem kelistrikan dan elektronik otomotif, disiplin mutu keselamatan fungsional sesuai dengan ISO/IEC 17025 diterapkan.
Sejak tahun 1950-an, pendekatan bisnis yang komprehensif total quality management (TQM) telah beroperasi untuk terus meningkatkan proses produksi produk dan komponen otomotif. Beberapa perusahaan yang telah menerapkan TQM antara lain Ford Motor Company, Motorola, dan Toyota Motor Company.
Fungsi pekerjaan
Insinyur pengembangan
Seorang insinyur pengembangan memiliki tanggung jawab untuk mengoordinasikan pengiriman atribut teknik dari mobil lengkap (bus, mobil, truk, van, SUV, sepeda motor, dll.) seperti yang ditentukan oleh produsen mobil, peraturan pemerintah, dan pelanggan yang membeli produk.
Sama seperti insinyur Sistem, insinyur pengembangan berkaitan dengan interaksi semua sistem dalam mobil yang lengkap. Meskipun ada beberapa komponen dan sistem dalam mobil yang harus berfungsi sesuai desain, mereka juga harus bekerja selaras dengan mobil secara keseluruhan. Sebagai contoh, fungsi utama sistem rem adalah menyediakan fungsi pengereman pada mobil. Bersamaan dengan ini, sistem rem juga harus memberikan tingkat yang dapat diterima dari: rasa pedal (kenyal, kaku), "kebisingan" sistem rem (decitan, gemetar, dll.), dan interaksi dengan ABS (sistem pengereman anti-kunci)
Aspek lain dari pekerjaan insinyur pengembangan adalah proses pertukaran yang diperlukan untuk menghasilkan semua atribut mobil pada tingkat tertentu yang dapat diterima. Contohnya adalah pertukaran antara performa mesin dan penghematan bahan bakar. Sementara beberapa pelanggan mencari tenaga maksimum dari mesin mereka, mobil masih harus memberikan tingkat penghematan bahan bakar yang dapat diterima. Dari sudut pandang mesin, ini adalah persyaratan yang berlawanan. Performa mesin mencari perpindahan maksimum (lebih besar, lebih banyak tenaga), sementara penghematan bahan bakar mencari mesin dengan perpindahan yang lebih kecil (contoh: 1,4 L vs 5,4 L). Namun, ukuran mesin bukanlah satu-satunya faktor yang berkontribusi terhadap penghematan bahan bakar dan performa mobil. Ada beberapa faktor lain yang ikut berperan.
Atribut lain yang melibatkan trade-off meliputi: berat mobil, hambatan aerodinamis, gigi transmisi, perangkat kontrol emisi, pengendalian/penahan jalan, kualitas pengendaraan, dan ban.
Insinyur pengembangan juga bertanggung jawab untuk mengatur pengujian, validasi, dan sertifikasi tingkat mobil. Komponen dan sistem dirancang dan diuji secara individual oleh Insinyur Produk. Evaluasi akhir akan dilakukan di tingkat mobil untuk mengevaluasi interaksi sistem ke sistem. Sebagai contoh, sistem audio (radio) perlu dievaluasi di tingkat mobil. Interaksi dengan komponen elektronik lainnya dapat menyebabkan gangguan. Pembuangan panas sistem dan penempatan kontrol yang ergonomis perlu dievaluasi. Kualitas suara di semua posisi tempat duduk perlu disediakan pada tingkat yang dapat diterima.
Insinyur manufaktur
Insinyur manufaktur bertanggung jawab untuk memastikan produksi yang tepat dari komponen otomotif atau kendaraan yang lengkap. Sementara insinyur pengembangan bertanggung jawab atas fungsi kendaraan, insinyur manufaktur bertanggung jawab atas produksi kendaraan yang aman dan efektif. Kelompok insinyur ini terdiri dari insinyur proses, koordinator logistik, insinyur perkakas, insinyur robotika, dan perencana perakitan.
Dalam industri otomotif, produsen memainkan peran yang lebih besar dalam tahap pengembangan komponen otomotif untuk memastikan bahwa produknya mudah dibuat. Desain untuk kemampuan manufaktur di dunia otomotif sangat penting untuk memastikan desain mana pun yang dikembangkan dalam Tahap Penelitian dan Pengembangan desain otomotif. Setelah desain ditetapkan, para insinyur manufaktur mengambil alih. Mereka merancang mesin dan perkakas yang diperlukan untuk membangun komponen otomotif atau kendaraan dan menetapkan metode bagaimana memproduksi produk secara massal. Ini adalah tugas insinyur manufaktur untuk meningkatkan efisiensi pabrik otomotif dan menerapkan teknik manufaktur ramping seperti Six Sigma dan Kaizen.
Peran insinyur otomotif lainnya
Insinyur otomotif lainnya termasuk yang tercantum di bawah ini:
-
Insinyur aerodinamika akan sering memberikan panduan kepada studio styling sehingga bentuk yang mereka desain aerodinamis dan menarik.
-
Insinyur bodi juga akan memberi tahu studio apakah memungkinkan untuk membuat panel untuk desain mereka.
-
Insinyur kontrol perubahan memastikan bahwa semua perubahan desain dan manufaktur yang terjadi diatur, dikelola, dan diimplementasikan.
-
Insinyur NVH melakukan pengujian suara dan getaran untuk mencegah suara kabin yang keras, getaran yang dapat dideteksi, dan / atau meningkatkan kualitas suara saat kendaraan berada di jalan.
Proses rekayasa produk otomotif modern
Studi menunjukkan bahwa sebagian besar nilai kendaraan modern berasal dari sistem cerdas, dan ini mewakili sebagian besar inovasi otomotif saat ini. Untuk memfasilitasi hal ini, proses rekayasa otomotif modern harus menangani peningkatan penggunaan mekatronik. Konfigurasi dan optimalisasi kinerja, integrasi sistem, kontrol, komponen, subsistem, dan validasi tingkat sistem dari sistem cerdas harus menjadi bagian intrinsik dari proses rekayasa kendaraan standar, sama seperti halnya dengan desain struktural, vibro-akustik, dan kinematik. Hal ini membutuhkan proses pengembangan kendaraan yang biasanya sangat berbasis simulasi..
Pendekatan V
Salah satu cara untuk secara efektif menangani multi-fisika yang melekat dan pengembangan sistem kontrol yang terlibat ketika menyertakan sistem cerdas, adalah dengan mengadopsi pendekatan V-Model untuk pengembangan sistem, seperti yang telah digunakan secara luas di industri otomotif selama dua puluh tahun atau lebih. Dalam pendekatan V ini, persyaratan tingkat sistem disebarkan ke bawah melalui subsistem ke desain komponen, dan kinerja sistem divalidasi pada tingkat integrasi yang meningkat. Rekayasa sistem mekatronik memerlukan penerapan dua "siklus-V" yang saling berhubungan: satu berfokus pada rekayasa sistem multi-fisika (seperti komponen mekanis dan elektrik dari sistem kemudi bertenaga listrik, termasuk sensor dan aktuator); dan yang lainnya berfokus pada rekayasa kontrol, logika kontrol, perangkat lunak, serta realisasi perangkat keras kontrol dan perangkat lunak yang disematkan.
Disadur dari: en.wikipedia.org