Про копирование автомобилей14
Тут недавно в комментах видел вопрос, почему нельзя взять просто любой импортный автомобиль, разобрать по винтику и скопировать? Неужели нет специалистов?
Скопировать конечно можно, только нет сырья и кадров. (с) не я
Шутка. А теперь отвечу серьезно. Я по образованию инженер-технолог машиностроения. По специальности хоть и не работал, но все-таки имею представление о машиностроительном производстве. И в учебных целях приходилось проектировать, например, коробки передач, пусть не для автомобиля, а для станка, но принципы конечно схожие. Если в моем ответе есть серьезные ошибки и преувеличения, пусть настоящие инженеры меня поправят.
Автомобиль - очень сложный предмет, самым сложным в нем является конечно двигатель и коробка передач. Там огромное число узлов и деталей, которые нужно сделать очень точно и качественно, которые работают в очень жестких условиях больших температур и нагрузок. Допустим, разобрали мы двигатель и КПП, достали самую простую шестеренку, и попытаемся ее скопировать.
Взяли и измерили ее, самым точным микрометром. Внутренний диаметр - 20.286 мм, наружный - 80.594 мм. Вопрос - какого размера делать копию? 20.286 и 80.594? Ответ неправильный. Во-первых, нет станка, который обеспечит такую точность в 0.001мм. А если есть, то его надо купить за миллион баксов за границей, а его еще и не продадут, т.к. санкции. Да и рабочих нет, которые смогут на нем работать. И инструмента для него конечно тоже нет.
Во-вторых, такая точность не нужна. Скорее всего достаточно 0.1 - 0.05 мм. Но какой тогда размер делать, как округлять? В техдокументации на эту шестеренку, которой у нас нет, написано что-то типа: 20.25 +0.05 / -0.07 мм и 80.50 +0.5 / -0.2 мм. Именно так, допуски в плюс и минус обычно разные. Их вычислили, зная коэффициенты температурных расширений, погрешности имеющегося оборудования, заданную допустимую величину износа за 100 тыс. км пробега авто и еще может быть десяток параметров. Если выйти из допусков, то шестеренка начнет болтаться на валу, постоянно его изнашивая, или заклинит при повышенной температуре, или наоборот в мороз.
Но допустим нашелся специалист, который хоть и примерно, но смог вычислить размеры и допуски. Далее, делаем анализ, вычисляем сплав, из которого эта шестеренка сделана. Хорошо, если сплав более-менее стандартный. А может и нет. И может оказаться, что такой сплав в стране не выпускается, и его надо где-то доставать. Или разрабатывать технологию его производства, строить отдельный цех на металлургическом заводе... Ну или делать из наиболее близкого по составу (но не по характеристикам) материала.
Далее. Шестеренка - это такая вещь, которая должна обладать двумя взаимоисключающими характеристиками. Она должна быть очень твердой, чтобы не истиралась и не изнашивалась, миллиарды раз прокрутившись со своими соседками. А твердая - значит хрупкая. И должна быть мягкой, не хрупкой, чтобы не треснула при старте или смене скорости вращения, т.к. в эти моменты зубья ударяются о зубья соседней. Как это совместить? Нужна специальная термообработка, надо закалить ее так, чтобы верхний слой, доли миллиметра стали твердыми и износостойкими, а внутренность - осталась более мягкой, упругой. В не имеющейся у нас техдокументации конечно этот процесс описан, в какую индукционную печь, на сколько секунд ее поместить, до какой температуры греть, в какое масло ее потом опустить и т.п. Если прогреть чуть больше, чуть меньше, опустить в масло не такой теплопроводности, то и параметры закалки конечно изменятся. Да, она закалится, но прослужит не 500 тыс. км пробега, а 50. или 5.
А после закалки размеры могут чуть измениться. Так что надо было ее точить немного с другими допусками. А закаленная уже не подходит. Возвращаемся в начало. И это я еще не писал про нарезку зубьев, там тоже своя непростая технология расчета их формы, допусков.
И это все - про самую простую круглую шестеренку, которую можно нарезать на станке 1940-х годов. А посмотрите какие шестеренки в современных АКПП! Изогнутые в разных плоскостях, внутрь одной входят несколько других, такое ощущение, что делаются они на станках с четырехмерными осями. Даже шероховатость торцов шестеренки может быть важной. Если сделать ее слишком шероховатой, то будет сильнее трение о масло в КПП, и чуть-чуть, но упадет мощность, будет больше греться. А если шлифовать очень качественно, особенно после закалки, то вырастут расходы, сложность, время изготовления.
А электроника и ПО? Современный автомобиль - это компьютер. Все управляется электроникой с надежным и тщательно протестированным ПО. Даже если скопировать железо, то надо как-то копировать и микропроцессоры, контроллеры, датчики и управляющие этим всем программы. Без них автомобиль останется грудой железа.
В общем для всего этого, от изготовления шестеренки до написания ПО управления двигателем нужны высококлассные специалисты. С хорошим образованием и большим опытом. Такие есть. Но они не хотят работать за 30-40 тыс. в месяц, прекрасно их понимаю. Ну и нужно современное производство, а не заточенное под ВАЗ 2109.
И самое главное. Даже если разобраться в техпроцессе изготовления каждой гайки и шестеренки, а таких деталей в машине тысячи, то мы конечно скопируем одну машину. Но нам то надо не одну, а серийный выпуск. А наладить серию - еще в разы и десятки раз сложнее, чем единичный экземпляр. На все это уйдут годы. И в результате получим через 10 лет копии, уже безнадежно устаревшие, с гораздо худшим качеством по цене самолета.
Хочу в контексте исходного поста рассказать про автомобильную электронику, раз уж в исходном посте ее затронули. Я был разработчиком различных ЭБУ, которые поставляются на один отечественный автозавод, поэтому мне есть, что сказать.
Вообще, когда ставится задача "разработайте блок для %car_item_name%" (например, ABS), перед инженером есть несколько вариантов: можно полностью скопировать схемотехнику зарубежных конкурентов, но вы никогда не узнаете компонентную базу, которую они используют. Потому что такие крупные производители автомобильной электроники как Bosch, Continental и др. любят затирать партнамберы ключевых электронных компонентов, и подозреваю, что заказывают у производителей проприетарные компоненты на базе тех, что есть в масс-маркете, но с некоторыми отличающимися характеристиками. Попытки пойти по этому пути на моей практике всегда были обречены на провал. Можно разработать свое, даже с оглядкой на то, что там у зарубежных производителей. Умеем, могем. До известных всем событий - это был самый безболезненный путь: разработал какую-то принципиальную схему, подобрал компоненты, соответствующие AEC-Q100, AEC-Q101 (стандарты, которым должны соответствовать компоненты для того, чтобы их можно было использовать в автомобиле) и желательно с сертификатом на соответствие ISO 26262 (стандарт функциональной безопасности ТС) и можно ставить в проектируемый автомобиль свое устройство после необходимой сертификации этого устройства (на электромагнитную совместимость, на соответствие каким-то стандартам (например, "Эра-ГЛОНАСС" должна быть сертифицирована на соответствие стандартам, которую эту систему описывают)).
После того, как наша страна в 2022 году положила пакет санкций "в пакет с пакетами", проще жить не стало. Вопрос с электронными компонентами стоит остро. Можно использовать зарубежные компоненты, но есть риск того, что их не доставят в какой-то момент в Россию. Получается, что устройство, спроектированное на зарубежных компонентах, в любой момент придется снимать с серийного производства и перепроектировать. Можно закупить какие-то китайские клоны. Неплохой вариант, но есть высокий риск нарваться на контрафакт и понести убытки. А еще можно собрать на отечественных компонентах. Для меня это отдельная боль.
Я промолчу про соответствие вышеперечисленным зарубежным стандартам: практика показала, что и раньше то сертифицирующие органы не обращали на это внимание, все было на совести проектирующего инженера. Хочется сказать, что номенклатура изделий у отечественной электронной промышленности крайне скудная. Если бы меня попросили охарактеризовать, из чего она состоит, я бы поделил ее на две группы: первая группа - это то, что нужно военным, как правило в очень защищенном исполнении и неоправданно дорогое, если это использовать в автомобильной промышленности, вторая - это все, что сделано по приемке ОТК: в обычных корпусах, как правило имеющее скромные характеристики и возможности, которых в общем-то хватает для каких-то обычных применений (например, бытовой счетчик электричества), но не будет хватать для использования в автомобиле.
Отдельная история - получение условий закупки отечественных компонентов. Вот вы инженер, подбираете компонент, который установите в свое устройство. Вы хотите, чтобы оно соответствовало характеристикам и имело приемлемую цену. Вы заходите на сайт зарубежного производителя, или на электронный каталог типа Mouser, DigiKey, LCSC, или же даже на наши магазины электронных компонентов "Чип и Дип" или "Элитан", и у зарубежного компонента всегда найдете цену оптом и в розницу. Отечественный компонент, за редким исключением, не попадает в каталоги. Для того, чтобы узнать цену компонента придется идти на сайт производителя, но и там она не будет просто написана: вам через кнопку "Узнать цену" или "Сделать запрос" будет предложено отправить запрос в отдел продаж производителя, после чего начнется прям допрос: "А вы кто?", "А сколько планируете купить?", "А зачем вам нужен именно этот компонент?". И если на все вопросы вы ответите правильно, вам ответят что-то типа: "цена X рублей, заказ от 1000 штук (а вам столько и не надо), делать будем полгода". Вы возвращаетесь смотреть на зарубежные компоненты и видите, что за цену от 10%-20% от X рублей вам привезут любое количество в худшем случае через месяц.
Вот как-то так. Вместо вывода, опишу, что сейчас происходит в области автомобильной электронной промышленности: ничего хорошего, приходится идти на компромиссы с рисками нарваться на контрафакт или неожиданно сняться с производства, потому что компонент не поставили в Россию. Не видел, что кто-то из видных отечественных производителей автомобильной электроники перешел на отечественную комплектующие при замене ключевых компонентов (резисторы, конденсаторы, транзисторы заменить можно, но все, что сложнее транзисторов - проще купить из-за рубежа). Коллеги как-то выкручиваются, но и дело это не быстрое. Два года уже прошло, а ИТЭЛМА до сих пор ABS не запустила в производство.
UPD: мимо меня прошел запуск производства ИТЭЛМОЙ блоков ABS и ESP(ESC). Тем не менее, метод, которым они справляются с отсутствием блоков ABS и ESP(ESC) на рынке, не говорит о качественно другой ситуации в отросли. С моим мнением можно ознакомиться здесь:
#comment_301244260
#comment_301294837
#comment_301302647
Прошу прощения у сообщества пикабушников, моей целью не было ввести вас в заблуждение.