В 1999 году во всем мире было выпущено 55 млн. автомобилей, из которых 40 млн. - легковые. Модельный ряд только легковых машин насчитывает более двух тысяч наименований. Каждую модель нужно спроектировать, изготовить, продать, обеспечить ее эксплуатацию и в конце концов утилизацию, желательно безотходную. Каждый из этих этапов жизненного цикла автомобиля чрезвычайно важен и сложен, к тому же они должны быть тесно взаимосвязаны. Например, от тех решений, которые в свое время были приняты проектировщиками и технологами, в немалой степени зависит возможность утилизации выработавшего ресурс автомобиля. Сегодня ни один этап жизненного цикла автомобиля не обходится без цифровых технологий, и именно они подняли автоиндустрию на невиданную доселе высоту. Некоторые из этих технологий являются темой нашего сегодняшнего разговора. Однако вопреки вашим возможным ожиданиям начнем мы не с проектирования автомобилей, а с организации их продаж. Для такого подхода есть все основания. Естественно, что еще до того, как на эскизах дизайнеров появятся очертания нового автомобиля, маркетологи, изучив рынок, выдвигают к проектируемой модели свои требования. Здесь нет ничего нового. Это так называемое производство, регулируемое сбытом; оно зародилось довольно давно, по крайней мере, в ту пору, когда маркетинг в современном его понимании нашел свое место в промышленности и сельском хозяйстве. Однако в последнее время (буквально год-полтора) наметился переход к новой модели, то есть к производству, управляемому сбытом, и главную роль здесь играют именно онлайновые технологии.

Продажа автомобилей через Сеть

Со временем все больше и больше автомобилей продается через Сеть. Если верить Forester Research, к 2003 году доля онлайновых продаж возрастет с нынешних 2 млн. до 8 млн. автомобилей в год, что составит 15-20 процентов. Для производителей онлайновые продажи выгодны по нескольким причинам. Во-первых, заметно сокращаются расходы на прохождение автомобиля по классической цепочке "производитель-дистрибьютор-дилер-покупатель" за счет исключения ее срединных звеньев. Это связано с тем, что продажи через Сеть являются, как правило, прямыми или почти прямыми. Например, Йенс Нойманн (Jens Neumann), финансовый и организационный директор фирмы Volkswagen (www3.vw.com), надеется таким образом вдвое сократить расходы по поставке автомобилей потребителям. Во-вторых, теперь покупатель может непосредственно у производителя заказать модель, цвет, дополнительное оборудование и пр., а после того как автомобиль будет изготовлен по заданной спецификации, получить его в центре фирмы-производителя, у ближайшего дилера или на дому. Многие дилеры и раньше оказывали подобную услугу, однако варианты комплектации были ограничены, сроки исполнения заказа довольно длительны, и, самое главное, цена такой услуги относительно высока.

Впереди всех по развитию онлайновых продаж автомобилей оказались американцы. На сегодняшний день автомобилестроительные фирмы США продвигают свою продукцию через Сеть тремя путями. Первый - через собственные онлайновые магазины (что в США сделать непросто, так как в соответствии с законом об автомобильном франчайзинге производители не имеют права на прямые продажи автомобилей потребителям, минуя посредников, которыми выступают дилеры). Второй путь автомобиля от производителя к покупателю лежит через крупнейшие Интернет-порталы; в частности, General Motors (www.gm.com) пользуется услугами America Online (www.aol.com), а компания Ford Motor (www.ford.com) рекламирует свою продукцию через портал Yahoo! (www.yahoo.com). На Yahoo Autos Website (autos.yahoo.com) покупатели автомобилей могут получить всевозможную техническую информацию (в том числе общаясь в чате с сотрудниками компании Ford Motor), сведения о сервисе и текущей ситуации на главных магистралях. Интерес автопроизводителей к мощным порталам вполне понятен - их посещают сотни миллионов. CEO Ford Motor Жак Нассер (Jac Nasser) даже заявил, что считает это направление основным в стратегии электронного бизнеса компании. И третий путь, на первый взгляд, не совсем логичный для такого конкурентного рынка, как автомобильный, формируется только сейчас. Суть его заключается в создании единого ресурса в Сети, позволяющего клиенту ознакомиться с выпускаемой продукцией и купить автомобиль или запчасти практически у любой компании. Таким путем, в частности, намерены пойти крупнейшие американские автомобилестроители DaimlerChrysler, Ford Motor и General Motors. Европейцы и японцы, правда, не торопятся вступать в кооперацию. Так, германская компания Volkswagen объявила о создании при технологической поддержке IBM собственного онлайнового авторынка. К проекту также привлечены фирмы i2Technologies и Ariba. Аналогично поступила и компания Toyota Motor, открыв три вебсайта для 308 японских дилеров.


Торговлей автомобилями в Сети дело не ограничивается. Электронная коммерция в автобизнесе развернута также для организации взаимодействия с поставщиками комплектующих, производителями отдельных компонентов автомобилей, дилерами и т. п. Все чаще сами комплектующие закупаются непосредственно через Сеть. В частности, Ford Motor, Oracle и Cisco являются партнерами в совместном Интернет-предприятии под названием AutoXchange. Через защищенную сеть AutoXchange, которая обеспечивает подключение 30 тысяч контрагентов, организована $300-миллиардная система поставок компании Ford Motor. Предложения войти в систему AutoXchange получили компании Toyota Motor, Nissan Motor и почти все ведущие европейские производители. Аналогичная по назначению и масштабам система создана и фирмой General Motors. Она носит название GM TradeXchange.


Активно осваивают сетевой рынок не только автопроизводители, но и такие компании, как Microsoft, Amazon, Oracle, и другие. Microsoft уже несколько лет развивает свой собственный ресурс в Интернете по торговле автомобилями под названием CarPoint (www.carpoint.msn.com), а Amazon (www.amazon.com) приобрела пакет акций компании GreenLight, торгующей автомобилями в онлайне, и теперь продвигает ее, используя собственные и весьма немалые возможности. О деятельности Oracle мы уже упоминали. Развитием электронной коммерции в автобизнесе заинтересовались и так называемые институциональные инвесторы, то есть инвесторы, вкладывающие средства в перспективные проекты с целью получения прибыли. Так, компания CarsDirect (www.carsdirect.com), торгующая легковыми и грузовыми автомобилями почти всех известных марок, получила около 300 млн. долларов от фирм Michael Dell's MSD Capital, Goldman Sachs, Morgan Stanley Dean Witter и др. Интересно, что CarsDirect возглавил Роберт Бриско (Robert Brisco), занимавший ранее пост президента Universal, одной из самых успешных голливудских киностудий. Видимо, финансисты, почувствовав, что производство и прокат фильмов родственны онлайновой торговле, решили использовать опыт одного из лучших специалистов кинопромышленности.


Системы автоматизированного проектирования

Торговля торговлей, однако прежде чем продавать, автомобиль нужно спроектировать и изготовить. Именно в области проектирования и производства автомобилей произошли за последние годы очень серьезные изменения. Можно даже сказать, что цифровые технологии набрали в середине 90-х некую критическую массу, которая позволила почти всем крупным производителям разом совершить качественный скачок. Конкурентная борьба вынуждает производителей все больше и больше сокращать сроки разработки и организации производства новых моделей, и здесь без систем автоматизированного проектирования (САПР) уже не обойтись. САПР подразделяются на несколько семейств: CAD-системы (черчение), CAM-системы (организация производства) и CAE-системы (инженерные расчеты). Чтобы чрезмерно не усложнять изложения, в дальнейшем будем употреблять только термин САПР. Наибольшее применение в автомобилестроении нашли следующие системы автоматизированного проектирования: CATIA (www.catia.ibm.com) - совместного производства Dassault Systems и IBM (эту систему используют 11 ведущих автомобилестроителей), Unigraphics и Solid Edge (www.ug.eds.com) - производства фирмы Unigraphics Solutions, Pro/Engineer (www.ptc.com) - производства Parametric Technology Corporation (PTC), а также многочисленные системы фирм Autodesk Inc. (www3.autodesk.com), Alias/Wavefront и другие.

Торговля товарами через Интернет максимально приближается к тому идеалу, который обрисовал в своей концепции рынка основоположник экономической науки шотландец Адам Смит (Adam Smith). В книге An Inquiry Into The Nature and Causes of Wealth of Nations ("Исследование о природе и причинах богатства народов", Лондон, 1776 год) он написал буквально следующее: "Если бы каждый покупатель знал о ценах каждого продавца, а каждый продавец знал, сколько готов заплатить каждый покупатель, тогда все принимали бы на "рынке" абсолютно взвешенные решения и ресурсы общества распределялись бы эффективнее". Конечно, все не так просто, и влияние онлайновых рынков на экономику еще ждет своего исследователя. Некоторые разделы экономической науки явно придется переписать.

Следует отметить, что в последние годы на рынке появился целый ряд сравнительно недорогих полнофункциональных САПР, позволяющих решать большинство конструкторских задач в автомобилестроении и работающих на ПК с архитектурой Intel под управлением операционных систем семейства Windows. Появились у САПР и новые свойства. Ранее имел место существенный разрыв между проектированием и производством. Модели, чертежи и другая документация выполнялись на дорогих Unix-станциях с еще более дорогим и часто уникальным для каждого производителя программным обеспечением. А подготовкой производства, в том числе программированием автоматизированных и роботизированных линий, занимались совсем другие системы и другие специалисты. Сегодня цепочка замкнулась, и можно говорить о реализации сквозного процесса, который включает в себя несколько этапов. Важнейшими из них являются: анализ требований к изделию, разработка трехмерной модели изделия (в ряде случаев не только компьютерной, но и физической), разработка конструкторской документации, анализ спроектированного изделия на прочность и т. п., изготовление технологической оснастки и наконец производство.

Как это выглядит на практике? После анализа предъявляемых к ней требований новая деталь, пусть это будет панель приборов перспективной модели автомобиля, проектируется, например, в пакете объемного моделирования SolidWorks (www.solidworks.com) одноименной американской фирмы. Так как пакет поддерживает большинство распространенных промышленных форматов для обмена информацией (IGES, SAT, STL и другие), проект панели без особых усилий станет компонентом общего проекта автомобиля, созданного, возможно, с применением нескольких САПР различных классов. Когда проект детали готов, наступает этап быстрого прототипирования (Rapid Prototyping, см. "КТ" #319), принятый на вооружение промышленностью буквально несколько лет назад. Быстрое прототипирование позволяет получить модель детали еще до изготовления технологической оснастки, дабы окончательно убедиться, что деталь спроектирована правильно.

Методов быстрого прототипирования существует довольно много. Самым интересным с точки зрения технологии является стереолитография. По этому методу модель новой детали изготавливается следующим образом: в специальную емкость медленно подается жидкий пластик, на поверхность которого воздействует лазерный луч, вызывающий послойное затвердевание пластика. То есть лазерный луч каждый момент времени как бы "рисует" поперечный срез детали. С помощью стереолитографии можно получать довольно сложные модели. Этот метод применяется, например, в мюнхенском Центре научных и инженерных исследований фирмы BMW. Что касается пакета объемного моделирования SolidWorks, то если сохранить созданный в нем проект детали в формате STL, эта модель может быть непосредственно передана для прототипирования на стереолитографическое оборудование, например, фирмы 3D Systems.

Важным звеном на пути детали от проекта до изготовления являются системы генерации управляющих программ для многокоординатных фрезерных станков с числовым программным управлением (ЧПУ) и промышленных роботов. Примером подобной системы является CAMWorks фирмы TecSoft, полностью интегрированная с САПР SolidWorks. На основании модели, созданной в САПР SolidWorks, пакет CAMWorks определяет порядок обработки, используемый инструмент и т. п. Широко применяется также автономная система генерации управляющих программ PowerMILL от британской фирмы Delcam International PLC (www.delcam.com). В качестве входных данных она использует файлы форматов STL, IGES и др., которые могут быть подготовлены практически в любой системе объемного моделирования.

САПР позволяют сократить время проектирования и организации производства нового автомобиля с нескольких лет до 12-18 месяцев. Во многом это связано с тем, что проектировщики и технологи работают параллельно. Кроме того, однажды спроектированная с помощью САПР деталь пополняет базу данных автопроизводителя, а значит, возможен реинжиниринг, то есть повторное использование разработок в новых проектах.

И еще один важный аспект - качество проектирования. Применяемые в автомобилестроении варианты (динамические и статические) метода конечных элементов при проектировании прежде всего кузовов автомобилей позволили сократить вес некоторых конструкций более чем на четверть при заметно возросших прочностных и иных характеристиках.

Цифровые технологии проникли и в сервис автомобилей. Встроенные диагностические системы позволяют определять и фиксировать в памяти бортового компьютера сбои и отказы тех или иных компонентов. По запросу сервисной системы - например, DIS (Diagnosis and Information System) фирмы BMW (www.bmw.com), которой оборудуются практически все станции технического обслуживания автомобилей этой марки - информация передается по радиоканалу на специализированный мобильный диагностический компьютер MoDiC (Mobile Diagnostic Computer) с соответствующим интерфейсом. Большую помощь обслуживающему персоналу оказывает система TIS (Technical Information System), предоставляющая всю необходимую информацию, включая техническую документацию, для диагностики неисправностей автомобиля. Дополняет вооружение современного сервиса система EPC (Electronic Parts Catalogue), представляющая собой базу данных на более чем 100 тысяч наименований запасных частей. EPC позволяет отыскать необходимую деталь буквально в считанные секунды.

Утилизация автомобилей

Современный автомобиль служит долго, но рано или поздно его век заканчивается. Сразу же возникает проблема утилизации машин, как отбегавших установленные сроки службы, так и аварийных. Ежегодно только в Европе необходимо устроить судьбу около 10 млн. автомобилей. Простейший выход - отправить машину на свалку, однако емкость свалок не безгранична, и, самое главное, таким образом из производственного процесса выводится значительное количество дорогостоящих материалов. Решение проблемы утилизации было найдено, и ключевое понятие здесь "рециклинг" [1]. Например, баварская фирма BMW в середине 90-х создала в пригороде Мюнхена так называемый Центр рециклинга, который сам по себе ничего не перерабатывает, а занимается разработкой технологий, позволяющих возвратить в оборот материалы, использованные в производстве автомобилей. Достижения Центра впечатляют. По его технологиям удается повторно использовать три четверти массы машины. Так, в производстве BMW третьей серии практически весь алюминий и две трети пластмасс являются вторичными. Однако и эти достижения не удовлетворили баварцев. Следующим шагом стало нанесение на детали автомобилей еще в процессе производства специальной маркировки, содержащей сведения о материале, из которого деталь изготовлена. Простое, на первый взгляд, решение значительно упрощает и удешевляет процесс сортировки материалов при утилизации. Помимо этого создан специальный банк данных, позволяющий в случае отсутствия специальной маркировки определить по идентификационному номеру детали материал, из которого она изготовлена, а также получить указания о том, как и где она должна быть переработана. Еще один шаг - учет требований по утилизации и рециклингу уже при проектировании автомобиля. САПР учитывают эти требования, и, по оценкам экспертов, автомобили, сошедшие с конвейеров в последние годы, удастся переработать более чем на 95 процентов. Практически переработке подвержен весь автомобиль, за исключением жидкостей и десятка-другого деталей.

Итак, автомобиль в течение всего жизненного цикла, от рождения и до последнего дня, окружают цифровые технологии. А насколько они проникли в сам автомобиль? Об этом - в следующей статье.

Ваши предложения и замечания ждем по адресу: tails@computerra.ru