Vom Motorsport zur Fertigung: Was Rennfahren Sie über Produktionsengineering lehrt
Lektionen aus dem Übergang vom Motorsport-Design zum Produktions-Automotive-Engineering und warum der Wechsel schwieriger ist als die meisten Menschen erwarten.
Zwei verschiedene Welten
Motorsport-Engineering und Produktions-Automotive-Engineering sind beide Disziplinen des Maschinenbaus, die sich mit Fahrzeugen befassen. Dort enden die Ähnlichkeiten ungefähr.
Im Motorsport entwerfen Sie eine Komponente (oder eine kleine Serie), fertigen sie schnell an, testen sie auf der Rennstrecke und iterieren. Die Rückkopplungsschleife wird in Tagen oder Wochen gemessen. Wenn ein Aufhängungslenker während des Tests reißt, entwerfen Sie ihn über Nacht neu, fräsen einen neuen und montieren ihn für die nächste Session. Die Kosten für einen Fehler sind Zeit und Material für ein Teil.
In der Produktionstechnik entwerfen Sie eine Komponente, die über ein zehn Jahre dauerndes Programm Millionen Male gefertigt wird. Die Rückkopplungsschleife wird in Monaten oder Jahren gemessen. Wenn eine Aufhängungskupplung nach Produktionsbeginn ein Problem hat, betragen die Kosten eine Werkzeugänderung, die sechs Monate Validierung dauert, einen Rückruf, der Hundertausende Fahrzeuge betrifft, und Garantiekosten, die acht Ziffern erreichen können.
Diese unterschiedlichen Einschränkungen führen zu grundlegend unterschiedlichen Engineering-Kulturen, und Ingenieure, die von einer zur anderen wechseln, haben oft Schwierigkeiten mit dem Übergang.
Was Motorsport Sie lehrt
Das Beste, was Motorsport einen Ingenieur lehrt, ist Denken nach ersten Prinzipien unter Zeitdruck. Wenn Sie 48 Stunden haben, um eine neue Komponente zu entwerfen, zu fertigen und zu validieren, können Sie es sich nicht leisten, über-dimensioniert zu sein oder unter-analysiert zu sein. Sie lernen, den kritischen Lastfall zu identifizieren, das Teil für diesen Fall mit angemessenen (aber nicht übertriebenen) Sicherheitsfaktoren zu dimensionieren und weiterzumachen.
Sie lernen auch, über das vollständige System nachzudenken. Ein Motorsport-Ingenieur hat selten den Luxus, an einer Komponente isoliert zu arbeiten. Sie entwerfen den Lenker mit dem Wissen, wie er die Aufhängungsgeometrie, die Bremsenkühlung, die Radmontagsequenz und die aerodynamischen Flächen um ihn herum beeinflusst. Dieses Systemdenken ist unschätzbar.
Motorsport lehrt Sie auch die Disziplin der Gewichtsverwaltung. Jedes Gramm zählt. Sie lernen, jedes Merkmal an einem Teil zu hinterfragen: muss diese Verrundung so groß sein? Kann diese Wand dünner sein? Ist dieser Boss notwendig oder kann die Montage neu gestaltet werden, um ihn zu eliminieren? Diese Disziplin, sorgfältig angewendet, verbessert auch Produktionsdesigns; leichtere Teile bedeuten weniger Materialkosten, niedrigerer Energieverbrauch in der Fertigung und bessere Fahrzeugdynamik.
Was Motorsport Ihnen nicht lehrt
Motorsport lehrt Sie nicht, für Hochvolumen-Fertigungsprozesse zu entwerfen. Ein gefräster Aluminium-Lenker aus dem Vollen ist eine ausgezeichnete Motorsport-Lösung und eine katastrophal teure Produktionslösung. Produktions-Engineering erfordert Fachkompetenz in Gießen, Schmieden, Stanzen, Spritzgießen und anderen Hochvolumen-Prozessen, jeder mit seinen eigenen Designregeln, Toleranzfähigkeiten und Kostenstrukturen.
Motorsport lehrt Sie nicht, für die Montage durch eine andere Person als die Person zu entwerfen, die das Teil entworfen hat. In einem Rennteam hat der Mechaniker, der das Auto zusammenbaut, oft direkten Zugang zum Ingenieur. In einer Produktionsstätte arbeitet der Montagearbeiter nach einem standardisierten Prozess mit definierten Werkzeugzugriffen, Anzugsequenzen und Zykluszeiten. Design for Assembly (DFA) ist eine Disziplin für sich, und sie ist in Motorsport weitgehend abwesend.
Motorsport lehrt Sie nicht über Toleranzanalyse in großem Maßstab. Wenn Sie ein Teil anfertigen, können Sie es messen und es an seine Kopplungskomponenten anpassen. Wenn Sie eine Million Teile anfertigen, müssen Sie garantieren, dass jeder beliebig ausgewählte Satz von Komponenten korrekt zusammengebaut werden kann. Dies erfordert rigorose Toleranz-Stack-Analyse, GD&T und Prozessfähigkeitsstudien, Fähigkeiten, die in einer Single-Build-Umgebung nicht ausgeübt werden.
Und Motorsport lehrt Sie nichts über Haltbarkeit im Produktionssinn. Eine Rennkomponente muss ein Rennwochenende überstehen, oder höchstens eine Saison. Eine Produktionskomponente muss 15 Jahre und 200.000 Meilen Kundengebrauch, Salzsprühnebel, Temperaturdurchläufe und Steinschläge überstehen. Die Ermüdungsanalyse, Korrosionstechnik und Materialauswahlüberlegungen sind völlig unterschiedlich.
Die Lücke überbrücken
Ingenieure, die den Übergang vom Motorsport zur Produktion erfolgreich bewältigen, entwickeln typischerweise ein paar Schlüsselpraktiken:
Sie lernen, den Fertigungsprozess zu respektieren. Anstatt das ideale Teil zu entwerfen und dann die Fertigung zu fragen, wie man es herstellt, beginnen sie mit dem Fertigungsprozess und entwerfen in seinen Grenzen. Welche Schräge benötigt das Druckguss-Werkzeug? Welche Wandstärke kann die Spritzgießmaschine zuverlässig füllen? Welche Hinterschnitte kann die Schmiedestempel aufnehmen? Diese Einschränkungen sind keine Begrenzungen, sie sind Design-Eingaben.
Sie lernen, für den schlimmsten Kunden zu entwerfen, nicht für den besten. Im Motorsport ist der Fahrer ein Profi, der das Auto respektvoll behandelt (normalerweise). In der Produktion ist der Kunde eine Unbekannte. Sie werden das Auto im Winter fahren, ohne es aufzuwärmen. Sie werden auf Bordsteine schlagen. Sie werden die Reifendrücke nie überprüfen. Das Design muss all das überstehen.
Sie lernen, Risiken zu quantifizieren. Motorsport-Ingenieure sind mit Risiken komfortabel, weil die Konsequenzen überschaubar sind. Produktions-Ingenieure müssen Risiken formal quantifizieren: Wie wahrscheinlich ist dieser Ausfallmodus, wie groß ist der Schweregrad, und ist das Produkt der beiden akzeptabel? Das ist die Essenz von DFMEA (Design Failure Mode and Effects Analysis), und es ist ein nicht verhandelbarer Teil des Produktions-Engineering.
Sie lernen zu dokumentieren. Im Motorsport leben vieles des Engineering-Wissens in den Köpfen von Menschen. In der Produktion muss es in Dokumenten, Datenbanken und nachverfolgbaren Aufzeichnungen leben. Wenn ein Ingenieur ein Motorsport-Team verlässt, nimmt er sein Wissen mit. Wenn ein Ingenieur ein Produktionsprogramm verlässt, muss die Design-Dokumentation ausreichend sein, damit jemand anderes die Arbeit fortsetzen kann.
Warum das für Godfrey Engineering wichtig ist
Dieser Übergang, von implizitem, individuellem Engineering-Wissen zu explizitem, dokumentiertem, nachverfolgbarem Engineering-Wissen, ist genau das Problem, das die Tools von Godfrey Engineering gelöst haben. Ob Sie ein Motorsport-Ingenieur sind, der Ihre Berechnungsmethodik erfassen möchte, oder ein Produktionsteam, das regulatorische Rückverfolgbarkeit sicherstellen muss, der zugrunde liegende Bedarf ist derselbe: Engineering-Berechnungen, die strukturiert, prüfbar und zusammensetzbar sind.
Die Erfahrung, in beiden Welten zu arbeiten, die Geschwindigkeit und das Denken nach ersten Prinzipien des Motorsports, die Strenge und der Maßstab der Produktionstechnik, beeinflussen direkt, wie wir unsere Tools bauen. Wir möchten, dass ChainSolve schnell genug für einen Motorsport-Ingenieur unter Zeitdruck ist und streng genug für einen Produktions-Ingenieur, der einen Auditor erfüllen muss.