savremena auto industrija i neophodnost ispunjavanja najstrožijih ...

SAVREMENA AUTO INDUSTRIJA I NEOPHODNOST ISPUNJAVANJANAJSTROŽIJIH ZAHTEVA KUPACAMiloš Miloševi 1) , Tijana Stojiljkovi 2) , Milena Sibinovi 3)Rezime: Ako se za neku granu industrije može rei da prati savremene trendove onda je tosigurno automobilska industrija. Savremeno auto tržište danas nikome ne dozvoljava da mirnospava i opstanak nikome nije zagarantovan. Skraeni životni vek gotovoh proizvoda i oštrakonkurencija predstavljaju pokretaku snagu razvoja. U takvim uslovima uloga savremenihinženjerskih metoda i alata za upravljanje kvalitetom kao i brzih testova komponenti, sklopova iitavih automobila u realnim uslovima dobijaju na znaaju.Kljune rei: Auto industrija, Projektovanje, Aluminijum, FMEAAbstract: If for some branch of industry can be said to follow contemporary trends then this iscertainly the automotive industry. Modern auto market today does not allow anyone to peacefullyasleep and no one is guaranteed survival. The shortened life expectancy finished products andtough competition are the driving force of development. In such circumstances the role of modernengineering methods and tools for quality management and rapid tests of components, assembliesand entire vehicles in real conditions are gaining in importance.Key words: Automotiv industry, Design, Aluminium, FMEA1. UVODSavremena automobilska industrija nalazise u nezavidnoj situaciji jer auto trzište donosisve veu konkurenciju i borbu za svakog kupca.Kupac danas traži gotovo sve boljeperformanse, bolji kvalitet, veu sigurnost,manju potrošnju energenata i što nižu cenu uzšto manje posledice po svoju okolinu. Svi tizahtevi navode nas na zakljuak da zadataknimalo nije jednostavan što i pokazujuposlednja dešavanja na globalnom auto tržištu.Došlo se do jednostavnih i dijametralnosuprotnih zakljuaka, savremen automobil trebada bude što lakši, ekonominiji, sa uštedomprirodnih resursa uz neizostavnu zaštitu životnesredine. U direktnu korelaciju postavljeni sumobilnost i brzina automobila sa ukupnomtežinom a sve to povezano sa zahtevima aktivnei pasivne bezbednosti.2. NEKE KARAKTERISTIKE NOVIHAUTOMOBILAVelike brzine nose i velike rizike sa sobom,kako po putnike tako i po okolinu, odnosnobezbednost drugih uesnika u saobraaju. Realnost jeda projektanti brinu kako o putnicima unutar vozilatako i onima koji se nadju u neposrednoj njegovojblizini. Nove tehnologije i korišenje novihmaterijala uvode i nove izazove u kljunimaspektima dizajniranja vozila koji se tiubezbednosti, ekonominosti i ekologije, na primer: upotreba novih materijala, male specifinetežine sa ojaanim konstruktivnim rešenjima pokrivenost unutrašnjosti vozila vazdušnimjastucima primena hibridnih motora i alternativnihgoriva sa redukovanom emisijom ugljendioksida poseban design prednje nosee struktureotporne na udare sa mogunošuamortizovanja jakih udaraširoka primena elektronskih komponenti ucilju poveanja bezbednosti, ekonominostii zaštite životne sredine.Ovo su neka od široko zastupljenih rešenja kojadirektno utiu na trenutno kljune aspektedizajniranja modernog vozila. Šta više da bikompanija preživela nije dovoljno da prati promene,neophodno je da predvia promene 1,2. Praenje1) Miloš Miloševi, Univerzitet u Nišu, Mašinski fakultet Niš, mail:2) Tijana Stojiljkovi, Univerzitet u Nišu, Mašinski fakultet Niš, mail:3) Milena Sibinovi, Univerzitet u Nišu, Mašinski fakultet Niš, mail:

promena omoguava kompaniji samo da seadaptira, ali joj ne daje mogunosti da raste, abez rasta nema opstanka kompanije. Kompanijekoje pak imaju sposobnost predvianja koristepriliku da se na vreme pozicioniraju i pripremeza nastupajue promene. Design prednje noseestrukture je i presudan element jer kao takavdirektno utie na krutost itave karoserije, asamim tim i voznih karakteristika i bezbenostiputnika u vozilu 5,6.Slika. 1. EURO NCAP test, kao nezaobilaznitest novih modela na Evropskom tržištuOštra konkurencija na tržištu automobiladovela je proizvoe u takav položaj da ništaviše ne prepuštaju sluaju. Elementi aktivne ipasivne bezbednosti sada su postali neizbežni deostandardne opreme koja se može nai kod gotovosvih kategorija automobila.Konstruktori novih modela dobijaju strogezadatke koji moraju biti rešeni u samom startuodnosno pri definisanju i izboru nosee konstrukcije,karakteristika i snage motora, sistema upravljanja itd.Ide se toliko daleko da standardne elemente menjajupotpuno novi sklopovi i podsklopovi koji po pravilune narušavaju uslove sigurnosti i bezbednosti 3,4.Još u toku osnovnog razvoja novih modela posveenaje pažnja pravovremenom otkrivanju potencijalnihgrešaka u dizajnu i softverskom simulacionommodeliranju i ispitivanju konstrukcija i delova. Ovaispitivanja obuhvataju i sledee procene: Proraun i provera izdržljivosti i krutostiparametara prednje nosee konstrukcije odrazliitih materijalaSimulacija ponašanja komponentii sklopovau kritinim trenucima Procena rizika pojedinih odgovornihkomponenti i sklopova, kao i predlog merakoje mogu da smanje rizik (FMEA)Slika 2. Procesni model kompanije podržan alatima kvaliteta

Ove metode i postupci procene i ispitivanjematerijala, konstrukcija i delova su standardne idefinisane su standardom ISO-TS 16949 koji seodnosi na uvodjenje i primenu sistema kvaliteta.Na predhodnoj slici prikazan je šematski prikaz odideje do realizacije proizvoda. Kljuni momenatnove koncepcije uspešnog poslovanja jeintegrisani procesni model (sl.2) koji ukljuujenova tehniko tehnološka dostignua, steeneveštine sa bogatim iskustvom uz aktivnu podrškualata kvaliteta podržanih softverom. To jeuzastopni sistemski pristup, na razliitim nivoima,zasnovan na potpunoj analizi i obradi informacijakoje dolaze sa tržišta. U njegovoj strukturi moguse prepoznati pet kljunih zadataka, na razliitimnivoima, koje je potrebno rešiti i sprovesti ime sedobijene informacije prenose i obrauju od ulazado nivoa same realizacije. To su: odreivanje zahteva kupca, odreivanje kritinih procesa za pojavunovog proizvoda, odreivanje kritinih podprocesa i aktivnostiza pojavu novog proizvoda, odreivanje kritinih parametar aktivnosti i realizacija na procesnom modelu.Procesnim modelom to se može ilustrovativrlo jednostavno i slikovito gde se prepoznajeuzastopni tok informacija, ulaz i izlaz iz procesa,alati kvaliteta podržani softverom, povratneinformacije i signali koji imaju za cilj da vratepravu informaciju i uporede je sa zadatomvrednošu na ulazu. Kao što vidimo, prethodnonavedene metode ispitivanja i procena kvaliteta suširoko primenjene u više procesa tokom razvojaproizvoda, prototipa i same realizacije proizvodnje2,3,4,5.Prednosti ispitivanja, procena i primenaraunarskih simulacija na virtualnom modelu,tokom razvoja proizvoda, se najviše ogledaju u štorealnijem formulisanju modela, analizi uticaja ikroz otkrivanje i eliminisanje moguih grešaka(FMEA analize), slabih mesta, loših tehnološkihrešenja kao i nepravilnosti na finalnom proizvodu.3. ANALIZA ELEMENATA NOSEEKONSTRUKCIJECelovita i sveobuhvatna analiza noseekonstrukcije savremenih automobila zahtevakompleksan teoretski i praktian pristup uticajavelikog broja faktora. Kao što je pomenuto onatreba da ispuni više razliitih zahteva. Ova analizai testiranje odnose se samo na izdvojeni elementnosee konstrukcije koji je sastavni deo itavogniza pozicija vezanih razdvojivim i nerazdvojivimvezama.Slika 3. Nosea konstrukcijaZa složenije i vrlo skupe analize neophodno jesagledati celovit proizvod na crash testu koji jedanas postao obavezan za sve modele proizvoakoji raunaju na znatan udeo na svetskom apogotovu evropskom tržištu.FMEA analiza je metoda koja izdvajanajbitnije elemente nosee konstrukcije, iz svihelemenata sklopa merodavanih za sigurnost ibezbednost (tabela 1). Aktivna i pasivnabezbednost podrazumeva nekoliko elemenata nakoje treba obratiti posebnu pažnju, odnos snagemotora i vrstoe nosee konstrukcije, raspoloživasila koenja, broj i kvalitet vazdušnih jastuka,pojedinana vrstoa i krutost elemenata.Jedan od najodgovornijih sklopova novihautomobila u pogledu bezbednosti i sigurnostiputnika je nosea konstrukcija. Njoj se posveujesve vea pažnja jer ona s jedne strane zadržavaneophodnu krutost i direktno štiti putnike dok sdruge strane ini znatan udeo u celokupnoj težinifinalnog proizvoda. Samim tim ta celokupna masa(od 1000 kg, 1500 kg, pa i više od 2000 kg) morabiti pokrenuta i do brzina od 150 km/h pa do200km/h. Timovi strunjaka bore se za svakikilogram uštede sa ciljem smanjenja udelakaroserije u ukupnoj težini primenom razlitihlakih materijala i smanjivanjem specifine težine.Ne retko tu se mogu nai legure aluminijum,magnezijum ili ugljenina vlakna koja sa gotovoistim mehanikim i deformacionimkarakteristikama zamenjuju ne tako laku i"proverenu" elinu konstrukciju. Time dolazimou oblast bezbednosti gde težinski smanjena ioslabljena konstrukcija predstavlja rizik za putnikeu vozilu.

EfekatNemogunost ispunjavanjabezbednosnih i/ilizakonskih obavezaKriterijumOzbiljnost uticaja na proizvod (Costomer effect)Potencijalni mod greške utie na bezbedni rad vozila i/ili ukljuuje i nekompatibilnost savladinim propisima bez upozorenjaPotencijalni mod greške utie na bezbedni rad vozila i/ili ukljuuje i nekompatibilnost savladinim propisima sa upozorenjemOcena109Gubitak ili degradacijaprimarnih funkcijaGubitak primarnih funkcija (vozilo neupotrebljivo, ne utie na bezbedni rad vozila.) 8Degradiranje primarnih funkcija (vozilo upotrebljivo, ali sa smanjenim performansama) 7Gubitak ili degradacijasekundarnih funkcijaGubitak sekundarnih funkcija (vozilo upotrebljivo, ali funkcije udobnosti / upotrebneneupotrebljive)Degradiranje sekundarnih funkcija (vozilo upotrebljivo, ali funkcije udobnosti / upotrebesmanjenih performansi)65Negativni / loš utisak ueksploatacijiPrisustvo buke, vozilo upotrebljivo, pojava primeena od veine korisnika (>75%) 4Prisustvo buke, vozilo upotrebljivo, pojava primeena od mnogo korisnika (50%) 3Prisustvo buke, vozilo upotrebljivo, pojava primeena od malog broja korisnika (

uspešno apsorbovana kinetika energija udara i dasu rezultati zadovoljavajui samo po jednomkriterijumu. Ostao je problem ukupne težine kojapredstavlja izazov za smanjenje potrošnje gorivaodnosno konkurentnost novog modela automobilana tržištu.Uvoenjem aluminijuma u noseu strukturuautomobila poveavamo efikasnost vozila kroznjegovu ekonominost, tj. smanjenjem potrošnjegoriva. Manja potrošnja goriva kao direktnuposledicu ima i smanjenu emisiju CO 2 popreenom kilometru, a samim tim i smanjeni štetniuticaj na životnu sredinu.Na slici 6 prikazan je test istog profila noseekonstrukcije ali od aluminijumske kutijaste cevidebljine zida 2.6 mm i specificne tezine 0.43 kg. Uovom testu kutijasta cev se plastino deformisala,ali nije došlo do razaranja njenog oslonca kao i uprethodnom sluaju. Osnovni zahtev time jeispunjen, odnosno kriterijum bezbednostipotencijalnih putnika unutar vozila jezadovoljavajui uz ispunjenje kriterijuma manjeukupne težine.4. ZAKLJUAKSlika 7.Sprovedena analiza ukazuje na neophodnostcelovitog istraživanja svih novih rešenja koja nisuproverena i potvrena u praksi. Od vrlo ozbiljnihnedostataka koji imaju presudnu ulogu u pogledubezbednosti i sigurnosti, koji se rangirajutežinskim faktorom 10 odnosno 9, pa prekonegativnih utisaka kod krajnjeg kupca koji euticati na broj prodatih vozila vrši se neprekidnaprocena njihovog uticaja. Pored agresivnognastupa na svetskom tržištu svedoci smoposlednjih godina, da tako brz razvoj autoindustrije dovodi i velike proizvoe u nezavidnusituaciju. Ne retko oni moraju naknadno pozivatisvoje kupce na dodatne intervencije i korekcijegotovih proizvoda gde je uoen nedostatak. Toostavlja ne tako male posledice u pogledu brojaprodatih automobila i ukupne finansijske dobiti.Slika 6.Na slici 7. prikazan je test eline kutijastecevi debljine zida 1.2 mm i specifine težine 0.59kg. U ovom testu kutijasta cev se plastinodeformisala ali usled male debljine zida cevi došloje do razaranja nosee konstrukcije, odnosno nijeapsorbovana energija udara u potpunosti, pasamim tim dolazi do razaranja nosee konstrukcijei pojave pukotine. Ovim zakljuujemo da ovakonstrukcija sa ovim dimenzijama nije bezbednaza ugradnju kod finalnih modela automobila.LITERATURA[1] Stoiljkovi V, Integrisani sistemimenadžmenta ISO 9001 2000, ISO 140012004 ISO 18001 1999 – Mašinski fakultet Niš[2] Stoiljkovi V, Mlosavljevi P, Ranelovi S,Industrijski menadžment Praktikum, Mašinskifakultet u Nišu, Niš 2010.[3] Ranelovi S, Deni B, Mladenovi S,orevi G, Aluminium industry, chance formass customization and advancement of smallenterprises, Proceedings, pp. 130 - 134, ISBN978-86-7892-277-0, 4 th International

Conference MCP - CE 2010, September 22-24, Novi Sad, Serbia. 2010.[4] Ranelovi S, Milosavljevi P, Sommitsch C,Hot extrusion technology generation on thebasis of FEM and FMEA analysis,Strojarstvo, pp. 43-50, vol. 52, No1, ISSN0562-1887, Croatia, 2010.[5] Ranelovic S, "The new product developmentfor mass customization on the base integratedprocess model" Proceedings, 3 rd InternationalConference on Mass Customization andPersonalization in Central Europe", Faculty ofTechnical Science in Novi Sad, pp. 149-153,Palic – Novi Sad, Serbia, June 3 - 6, 2008.[6] Kiuchi M, Present and future of extrusionanalysis, Die Design supported by numericalsimulation, International Symposium"Extrusion Process 2005" September 2005,pp. 1-22, Nagoya University, Japan[7] In Tai Jin, Extru-bending process of curvedmetal tube or rod, International Symposium"Extrusion Process 2005", pp. 23-32, NagoyaUniversity, Japan, 2005