Chế tạo một mẫu ôtô tốn công sức và tiền bạc như thế nào?

16.10.17, 12:02 GMT+7

Từ ý tưởng đến sản phẩm thực tế, ôtô trải qua quy trình sản xuất với nhiều công đoạn phức tạp.

“Xe hơi là biểu hiện về trình độ khoa học kỹ thuật của đất nước chế tạo ra. Nó cũng chính là hình ảnh của đất nước đó”, Chung Ju Yung, nhà sáng lập tập đoàn Hyundai, Hàn Quốc viết trong tự truyện của mình.

Thời gian trung bình để nghiên cứu, phát triển tới khi cho ra thị trường một mẫu xe cần khoảng 3-6 năm. Hãng xe phải trải qua nhiều giai đoạn với hàng nghìn người tham gia. Mức chi phí khổng lồ, có thể lên tới hàng tỷ USD để phát triển.

Dưới đây là quy trình cơ bản cho ra đời một mẫu xe mới. Các hãng xe khác nhau có thể áp dụng, điều chỉnh bằng cách thức khác nhau.

Một mẫu ôtô ra đời đòi hỏi phối hợp của nhiều người và qua nhiều công đoạn. Ảnh: Caranddriver.

1. Nghiên cứu sản phẩm

Trước khi khách hàng và giới truyền thông tận mục sở thị bản concept hoặc thương mại, các nhân viên nghiên cứu thị trường, ban lãnh đạo và đội ngũ kỹ sư phải đi trước một bước.

Giai đoạn tiền sản xuất vạch ra định hướng chiến lược mẫu xe mới, đóng vai trò lớn đến sự thành bại của một sản phẩm dù chỉ là ý tưởng chưa thành hình.

Nghiên cứu và định vị sản phẩm là giai đoạn tiền sản xuất. Ảnh: Caranddriver.

Nghiên cứu thị trường bao gồm lý thuyết và thực tế. Mục đích định vị rõ vai trò và mức độ quan trọng của mẫu xe mới trong dải sản phẩm để phân bổ nguồn vốn, đầu tư trang thiết bị phục vụ sản xuất. Đồng thời đảm bảo không giẫm chân lên thị phần sản phẩm cùng công ty.

Một mẫu xe mới cần phải xác định đối tượng khách hàng hướng đến, thị trường tiềm năng hoặc trọng điểm. Thậm chí ưu tiên cho riêng một thị trường nào đó.

Ban lãnh đạo trả lời nhiều câu hỏi về sản phẩm mới: đối thủ là ai, phân khúc, giá cả dự kiến, động cơ… Những bước chuẩn bị tuy âm thầm nhưng quan trọng.

2.Thiết kế

Dựa vào thông tin nghiên cứu thị trường và định hướng sản phẩm của ban lãnh đạo, đội ngũ kỹ sư bao gồm thiết kế và sản xuất cùng làm việc để tạo ra hình hài mẫu xe.

Thông thường, những bản phác thảo trên giấy cung cấp cái nhìn đầu tiên về mẫu xe mới. Nhờ hỗ trợ của các phần mềm mô phỏng ôtô 3D trên máy tính, kỹ sư bắt đầu tính toán các chi tiết như khung gầm, thân xe, các chi tiết nối kết, hiệu quả khí động học, khả năng chịu lực…

Một mô hình đất sét nguyên mẫu Mustang tại văn phòng thiết kế của Ford. Ảnh: Pinterest.

Các bước trên làm tiền đề để xây dựng một mô hình đất sét. Tạo hình thực tế giúp kỹ sư cảm nhận và chỉnh sửa ngay trên mô hình.

Ngay lúc này, các kỹ sư phải xác định thiết kế nội, ngoại thất, động cơ, khung gầm, chất liệu, màu sắc. Nếu cần, bản concept có thể trưng bày ở triển lãm hoặc sự kiện riêng biệt để quảng bá, gây chú ý giới truyền thông. Đặc biệt đo lường phản ứng của khách hàng để kịp thời điều chỉnh.

Video thiết kế một mẫu xe sang Lincoln trên mô hình đất sét

Định vị phân khúc, đối tượng khách hàng quyết định lớn đến thiết kế xe mới. Vì thế, giai đoạn này cần sự phối hợp của đội ngũ kỹ sư và các nhà quản lý để tạo hình sản phẩm mới đúng với chiến lược đề ra ban đầu.

Xe một khi hoàn thiện thiết kế phải đủ khả năng “tồn tại”, không lỗi thời trong khoảng 3-5 năm, tương đương vòng đời một sản phẩm. Thời gian này cũng để nhà sản xuất có lợi nhuận và tái đầu tư sản xuất. Tuy nhiên trong những năm gần đây, rút ngắn vòng đời, thay đổi nhanh mẫu mã là cách làm của nhiều hãng xe để cạnh tranh về thị phần lẫn doanh số.

Cho đến khi có sự đồng thuận giữa các bộ phận, một nguyên mẫu với tỷ lệ 1:1 mới ra đời từ mô hình đất sét.

3. Chế tạo

Trước khi đi vào sản xuất hàng loạt, từ mô hình đất sét hoàn thiện thiết kế, nguyên mẫu ban đầu được chế tạo để thử nghiệm trong môi trường thực tế.

Một nguyên mẫu ngụy trang Toyota Avalon thế hệ mới trên đường thử. Ảnh: Autoevolution.

Tùy vào mức độ phức tạp của sản phẩm mới hoặc các công nghệ đi kèm, thời gian thử nghiệm không cố định, khác nhau giữa xe thường, xe sang, xe thể thao, siêu sang. Hoặc hatchback, sedan, SUV, bán tải.

Điều kiện thời tiết, địa hình, vận hành thực tế cho các kỹ sư dữ liệu đánh giá đúng về sản phẩm đang nghiên cứu. Thông thường các xe chạy thử nghiệm đều dán decal ngụy trang để tránh rò rỉ thiết kế và gây tò mò cho khách hàng.

Thiết kế lẫn các yếu tố kỹ thuật như khung gầm, động cơ, hệ thống giảm xóc đều được xem xét lại khi quá trình thử nghiệm kết thúc. Việc điều chỉnh thực hiện ngay sau đó nếu có vấn đề không ổn.

Nguyên mẫu mới lại được thử nghiệm và chỉ kết thúc khi hai yếu tố: ý tưởng thiết kế, hiệu quả khí động học không “mâu thuẫn” nhau. Điều này lý giải tại sao bản concept và mẫu xe thương mại thường khác xa nhau về kiểu dáng.

Thử nghiệm an toàn đối với nguyên mẫu Tesla Model X. Ảnh: CNN.

Công nghệ, động cơ và những trang bị đi kèm dù hoạt động tốt nhưng vẫn cần thêm một thử thách khác về thử nghiệm va chạm. Tiêu chuẩn an toàn cũng là một trong những yêu cầu để ôtô mới được phép bán ở những thị trường khác nhau.

Nguyên mẫu hoàn thiện phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và triết lý sản phẩm của công ty. Từ nguyên mẫu này, đội ngũ kỹ sư lên danh sách những bộ phận cần thiết để gửi tới các nhà cung ứng phụ tùng. Với các hãng ôtô lớn, khung gầm, động cơ hoặc thân xe sản xuất bởi chính họ.

4. Sản xuất

Quy trình sản xuất của ngành công nghiệp ôtô hiện đại có mức tự động hóa cao. Robot tham gia ngày càng nhiều vào các công đoạn.

Robot tham gia ngày càng nhiều vào các công đoạn chế tạo ôtô. Ảnh: NYTimes.

Kết cấu từ hàng chục nghìn bộ phận khác nhau, một nhà sản xuất thường không tự sản xuất hết số lượng ấy. Phụ tùng cung ứng từ các công ty đối tác. Động cơ và hệ truyền động sản xuất riêng, sẵn sàng cho quá trình lắp ráp theo dây chuyền tự động hóa.

Khung gầm

Khung gầm xe hơi là nơi nối kết hai bộ phận quan trọng khác: động cơ và bộ dẫn động. Trong sản xuất hiện đại, công nhân sử dụng những cánh tay robot để nhấc, di chuyển và lắp chúng vào khung gầm. Sau đó là bộ tản nhiệt và cố định bằng bu-lông.

Thân xe

Sàn xe lên dây chuyền và được cố định, tránh xê dịch. Những bộ phận khác như khung sườn với các cột A, B, C, phần mái, các tấm thân xe trái, phải bắt đầu lắp đặt cùng sàn xe.

Những chi tiết trên kết hợp với nhau bằng bu-lông hoặc các mối hàn để tạo nên một khung xe hoàn chỉnh. Robot thay thế con người thực hiện hầu hết các thao tác.

Thông qua phần mềm điều khiển bằng máy tính, các cánh tay robot có thể nhấc tấm sàn, mái xe hơn 90 kg, đặt chúng vào đúng vị trí đã lập trình. Sai số cho phép các chi tiết lắp đặt bởi robot trong khoảng 0,0025 mm.

Sau khi khung xe hoàn thiện, việc lắp đặt cửa bắt đầu. Tiếp theo là nhiều bộ phận khác như nắp ca-pô, cản va, chắn bùn… Công nhân giám sát công việc qua máy tính và thực hiện những phần việc nhỏ khi robot không thể thực hiện.

Sơn

Thân xe hoàn thiện trước khi đến phòng sơn phải qua một quy trình kiểm tra bằng thị giác trong phòng ánh sáng trắng. Công nhân dùng những tấm vải tẩm dầu đặc biệt để làm sạch bề mặt vỏ xe.

Loại dầu trên dưới ánh sáng trắng cường độ cao cho phép nhân viên kiểm tra, phát hiện những vết lồi, lõm, các vết hàn chưa đảm bảo… trên bề mặt thân xe. Việc sửa chữa sẽ do những kỹ sư chuyên dụng phụ trách.

Con người cũng tham gia công đoạn sơn ở những vị trí khó robot không thể hoạt động tới. Ảnh: MBUSI.

Công đoạn kiểm tra hoàn tất, thân xe chuyển qua trạm làm sạch. Các vết bẩn, dầu hoặc tạp chất khác được loại bỏ. Sau đó là trạm sấy khô và bắt đầu lớp sơn lót bằng sơn tĩnh điện, gọi là E-coat.

Lớp sơn lót có vai trò làm nền cho những lớp sơn tiếp theo. Thân xe chuyển đến phòng sấy khô một lần nữa, kế đến là công đoạn sơn chính thức.

Tại hầu hết nhà máy sản xuất ôtô trên thế giới, robot thay con người đảm trách sơn xe. Nhờ máy tính, đội ngũ kỹ sư lập trình và giám sát robot làm việc, đảm bảo lớp sơn ở đúng vị trí, từ trong ra ngoài, đủ lớp sơn và đúng thời gian yêu cầu. Việc pha màu cũng thực hiện thông qua các phần mềm hỗ trợ.

Khi lớp sơn cuối cùng hoàn thiện và được đánh bóng, thân xe chuyển qua phòng sấy ở nhiệt độ khoảng 135 độ C. Quá trình sơn xe kết thúc.

5. Hoàn thiện một chiếc xe

Công nhân với hỗ trợ của robot lắp ráp các chi tiết ngoại, nội thất có sẵn. Bao gồm ghế, bảng táp-lô, đèn chiếu sáng, vô-lăng, bàn đạp ga, loa, radio…

Việc lắp đặt kính chắn gió cho thân xe thường do robot đảm nhiệm. Một chiếc xe gần đủ các chi tiết qua phòng thử nghiệm nước để đảm bảo các kết nối đều khớp, không có hiện tượng rò rỉ nước vào bên trong xe.

Video quy trình sản xuất Ford Fiesta

Công đoạn tiếp theo là kết nối khung gầm và thân xe. Lúc này bánh xe, phanh và những chi tiết cuối cùng của ngoại thất được lắp đặt. Xe có thể lăn bánh nhưng vẫn còn công đoạn kiểm tra trong phòng kỹ thuật.

Các nhân viên kiểm tra lại hoạt động của động cơ, đèn chiếu sáng, cảm biến, cân bằng lốp, hệ thống pin, sạc. Các vấn đề phát sinh được ghi chép và sửa chữa ngay sau đó.

Ôtô sau khi trải qua các công đoạn trên, đạt yêu cầu kỹ thuật được gắn bảng giá, đến nơi tập kết và bắt đầu giao cho các đại lý khi có quyết định của lãnh đạo công ty.

6. Ra mắt sản phẩm

Sau thời gian dài chế tạo và hoàn thiện sản phẩm cuối cùng, đội ngũ nghiên cứu thị trường tiếp tục thu thập thông tin và định vị sản phẩm một lần nữa. Mức giá khi đến các đại lý có thể điều chỉnh nếu cần, tùy thuộc các yếu tố kinh tế và bối cảnh xã hội.

Toyota C-HR bản thương mại tại một triển lãm xe hơi. Ảnh: Inautonews.

Kế hoạch phân bổ, vận chuyển và xác định các thị trường trọng điểm bắt đầu triển khai. Song song là các hoạt động giới thiệu sản phẩm mới cho đại lý, khách hàng. Đẩy mạnh các kênh quảng cáo, PR thông qua báo chí, mạng xã hội, triển lãm ôtô…

* Các yếu tố liên quan

Kiểm soát chất lượng

Ôtô là một sản phẩm đặc biệt, kết cấu từ hàng nghìn chi tiết khác nhau. Việc kiểm soát chất lượng không thể thực hiện đơn lẻ bởi riêng hãng xe hoặc khi chúng đã đến nhà máy.

Hầu hết các nhà sản xuất ôtô đều yêu cầu đối tác cung ứng phụ tùng sản xuất, thử nghiệm các bộ phận theo tiêu chuẩn chất lượng của công ty. Sản phẩm sau khi đóng gói và chuyển đến nhà máy, tất cả đều phải kiểm soát chất lượng trước đó.

Một nhân viên kiểm tra chất lượng nước sơn hoàn thiện tại nhà máy Lexus ở Nhật Bản. Ảnh: Bloomberg.

Khi một dây chuyền lắp ráp ôtô bắt đầu, các chuyên gia kiểm soát chất lượng theo dõi dây chuyền sản xuất một sản phẩm bất kỳ bằng mã số nhận diện xe (VIN).

Ở những nhà máy hiện đại, một hệ thống thu-phát tín hiệu gắn vào khung gầm và sàn xe để truyền dữ liệu kèm mã VIN về máy tính trung tâm. Bằng cách này, các nhân viên kiểm soát chất lượng có thể biết xe đang ở giai đoạn nào, sắp đến trạm nào tiếp theo.

Trước đây, kiểm soát chất lượng thường được xem là công đoạn cuối cùng khi xe hoàn thiện lắp đặt các chi tiết. Nhược điểm lớn nhất của cách làm này là phát hiện lỗi muộn, gây tốn thời gian và gia tăng chi phí sửa chữa.

Theo dõi chất lượng ngay từ ban đầu và xuyên suốt quá trình lắp ráp cho phép những người vận hành nhà máy phát hiện lỗi, ngừng tạm thời một công đoạn nào đó đến khi vấn đề khắc phục xong.

Việc triệu hồi xe sau khi bán ra thị trường gây thiệt hại không chỉ về tài chính mà hình ảnh của công ty. Vì thế, kiểm soát chất lượng là yếu tố quan trọng để đảm bảo tính toàn vẹn của một sản phẩm và hạn chế tối đa rủi ro khi nó đến tay người tiêu dùng.

Chi phí sản xuất xe

Không dễ đưa ra con số cụ thể về chi phí sản xuất một mẫu xe hơi mới. Mỗi hãng xe đều có mức ngân sách đầu tư riêng dựa trên thực lực tài chính.

Quá trình nghiên cứu-phát triển, khấu hao máy móc, nhân công, giá thành linh kiện, marketing, vận chuyển… quyết định đến tổng số tiền cho một dự án ôtô mới.

Nghiên cứu một mẫu xe mới hoàn toàn nhưng dùng nền tảng, động cơ có sẵn hay phát triển nền tảng, động cơ mới cũng khiến chi phí khác nhau rõ rệt.

Theo Autoblog, chi phí để sản xuất một mẫu xe mới khoảng từ một tỷ USD. Thậm chí con số có thể hơn 6 tỷ USD nếu xe mới phát triển trên một nền tảng, động cơ, hộp số đều mới và không có chi tiết nào vay mượn từ những mẫu xe cũ.

Để tiết kiệm chi phí và đa dạng hóa sản phẩm trong thời gian ngắn, các hãng xe lớn tính đến giải pháp xây dựng một nền tảng chung cho phát triển ôtô mới. Volkswagen có MQB, Toyota có TNGA, Volvo có CMA…

Những hãng xe non trẻ, chưa đủ trình độ khoa học, công nghệ phát triển một nền tảng, động cơ riêng, có thể sử dụng giải pháp “vay mượn”. Đơn cử như Geely, hãng xe Trung Quốc sau khi thâu tóm Volvo, dùng nền tảng của thương hiệu Thụy Điển để phát triển những dòng xe mới của thương hiệu mình.

Để xem các tin bài khác về Công nghiệp Ô tô & Xe máy, hãy nhấn vào đây

(Nguồn: Caranddriver, Madehow, Thành Nhạn/ VnExpress)

Ý kiến bạn đọc