Bộ điều khiển rung cho nhà máy ô tô: RULA đồng hành cùng BYD như thế nào?

Khi một hãng xe sản xuất hàng trăm nghìn chiếc mỗi năm, câu hỏi không còn là “có thử rung hay không”, mà là “làm sao thử đủ nhiều, đủ nhất quán và đủ nhanh để theo kịp dây chuyền”. Mỗi bộ phận trên xe, từ pin, bộ điều khiển điện tử cho đến các chi tiết kết cấu, đều phải chứng minh được rằng nó chịu nổi hàng năm trời rung xóc trên đường.

Case study dưới đây kể về cách BYD, một trong những cái tên nổi bật của ngành xe điện, chọn RULA để trang bị thiết bị thử nghiệm cho nhà máy lớn nhất của họ từ trước đến nay. Với hơn 100 bộ điều khiển rung và phụ kiện được cung cấp, đây là một trong những dự án có quy mô đáng chú ý nhất trong bộ hồ sơ khách hàng của RULA.

BYD là ai?

BYD là một công ty công nghệ cao của Trung Quốc, theo đuổi mục tiêu dùng đổi mới công nghệ để hướng tới cuộc sống không phát thải. Công ty niêm yết trên cả Sở Giao dịch Chứng khoán Hồng Kông lẫn Sở Giao dịch Chứng khoán Thâm Quyến, với doanh thu vượt 200 tỷ nhân dân tệ.

Ở quy mô đó, chất lượng và an toàn sản phẩm không thể dựa vào kiểm tra lẻ tẻ. Cần một hệ thống thử nghiệm đồng bộ, có thể nhân rộng cho nhiều phòng thí nghiệm, nhiều dây chuyền và nhiều loại sản phẩm cùng lúc.

Vì sao ngành ô tô cần thử rung?

Theo tài liệu của RULA, mục tiêu chính của thử rung trong ngành ô tô gồm ba điều: cải thiện kết cấu và độ bền của sản phẩm, bảo đảm sản phẩm tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn, và tăng khả năng chịu sốc.

Để làm được điều đó, các hãng xe thường dựa vào những bộ tiêu chuẩn như:

• ISO 16750-1: 2018: điều kiện môi trường và thử nghiệm đối với thiết bị điện, điện tử trên xe đường bộ.
• SAE J1211: sổ tay đánh giá độ bền vững (robustness validation) cho các mô-đun điện, điện tử ô tô.
• ISO 10326-1: 2016: phương pháp trong phòng thí nghiệm để đánh giá rung ghế xe.
• MIL-STD-810H: trong đó phần thử rung nhóm 20 mô tả các phương tiện mặt đất, di chuyển trên đường.

Ngoài các tiêu chuẩn quốc tế, nhiều hãng còn có tiêu chuẩn nội bộ, mô tả profile rung riêng dựa trên kinh nghiệm và dữ liệu thực tế của chính họ. Một hệ thống thử nghiệm tốt phải xử lý được cả hai loại này.

Yêu cầu của BYD

Yêu cầu của BYD tương đối rõ ràng: trang bị thiết bị thử nghiệm cho nhà máy lớn nhất của họ từ trước tới nay. Đằng sau câu ngắn gọn đó là một loạt đòi hỏi thực tế mà bất kỳ nhà máy quy mô lớn nào cũng gặp:

• Nhiều trạm thử chạy song song, nên thiết bị cần có tính đồng nhất.
• Phải chạy được cả bài thử theo tiêu chuẩn quốc tế lẫn tiêu chuẩn riêng của hãng.
• Không chỉ thử trong phòng thí nghiệm, mà còn cần thu thập dữ liệu rung thực tế.
• Các chi tiết lớn, nặng hoặc có kết cấu phức tạp cần được thử với nhiều bàn rung cùng lúc.

Giải pháp của RULA

RULA cung cấp hơn 100 bộ điều khiển rung cùng phụ kiện đi kèm, đáp ứng ba nhóm nhiệm vụ chính.

Thử rung theo tiêu chuẩn quốc tế và tiêu chuẩn riêng của hãng: Bộ điều khiển rung là “bộ não” của một trạm thử: nó tạo tín hiệu dẫn động cho bàn rung, đọc phản hồi từ cảm biến gia tốc và tự điều chỉnh để mức rung thực tế bám sát profile yêu cầu. Việc dùng cùng một nền tảng cho cả bài thử theo tiêu chuẩn chung lẫn bài thử theo chuẩn riêng giúp BYD tránh phải vận hành nhiều hệ thống khác nhau.

Thu thập dữ liệu rung và FDR: FDR là viết tắt của Field Data Replication, nghĩa là tái hiện dữ liệu hiện trường. Nguyên lý là ghi lại mức rung thật mà một bộ phận gặp phải khi vận hành (trên xe chạy thật chẳng hạn), rồi phát lại đúng tín hiệu đó trên bàn rung trong phòng thí nghiệm. Nhờ vậy, sản phẩm được thử với điều kiện sát thực tế hơn so với một profile rung chung chung.

Thử MIMO với tối đa 8 bàn rung và 3 trục: MIMO là viết tắt của Multiple Input Multiple Output, tức là nhiều ngõ vào và nhiều ngõ ra. Với những vật thử lớn hoặc nặng, một bàn rung duy nhất đôi khi không đủ để tạo ra trường rung đúng như mong muốn. Khi đó, nhiều bàn rung được điều khiển đồng thời và phối hợp với nhau. Hệ thống RULA hỗ trợ cấu hình MIMO với tối đa 8 bàn rung trên 3 trục.

Kết quả

Sau dự án, RULA trở thành nhà cung cấp then chốt cho khâu bảo đảm an toàn xe trong chu trình sản xuất của BYD. Với một khách hàng ở quy mô này, việc một nhà cung cấp châu Âu có thể đáp ứng khối lượng hơn 100 bộ thiết bị, cùng lúc hỗ trợ nhiều dạng thử khác nhau, cho thấy khả năng mở rộng của nền tảng.

Cũng cần nói rõ là tài liệu gốc không công bố các con số định lượng như thời gian thử rút ngắn bao nhiêu hay số lỗi phát hiện sớm. Điều có thể khẳng định chắc chắn là quy mô của dự án và vai trò của RULA trong quy trình an toàn xe của BYD.

Những điều rút ra cho nhà máy ô tô và nhà cung cấp linh kiện

Từ trường hợp BYD, có vài gợi ý thực tế cho các đơn vị đang lên kế hoạch xây hoặc nâng cấp phòng thử rung:

• Chọn nền tảng thống nhất. Khi số trạm thử lớn, việc dùng cùng một dòng bộ điều khiển giúp đào tạo, bảo trì và so sánh dữ liệu dễ dàng hơn nhiều.
• Tính đến nhu cầu mở rộng ngay từ đầu. Hôm nay bạn có thể chỉ thử từng chi tiết nhỏ, nhưng ngày mai có thể cần thử cả cụm lớn với nhiều bàn rung.
• Đừng bỏ qua dữ liệu hiện trường. Profile theo tiêu chuẩn là điểm xuất phát tốt, còn dữ liệu rung đo thật mới cho biết sản phẩm thực sự gặp gì.
• Hỗ trợ cả tiêu chuẩn riêng. Hãng xe nào cũng có yêu cầu nội bộ, vì vậy thiết bị cần đủ linh hoạt để cài đặt các profile tùy biến.

Câu hỏi thường gặp

Bộ điều khiển rung dùng để làm gì trong nhà máy ô tô?

Bộ điều khiển rung điều khiển bàn rung theo profile yêu cầu, đồng thời thu thập tín hiệu từ cảm biến để bảo đảm mức rung thật bám sát mức rung đặt ra. Nó là thiết bị cốt lõi của mọi trạm thử rung.

FDR trong thử rung là gì?

FDR (Field Data Replication) là phương pháp ghi lại dữ liệu rung thực tế rồi tái hiện trên bàn rung, để sản phẩm chịu đúng mức rung mà nó sẽ gặp khi vận hành.

Thử rung MIMO khác thử rung thông thường ở điểm nào?

Thử thông thường dùng một bàn rung. Thử MIMO điều khiển đồng thời nhiều bàn rung, phù hợp với vật thử lớn, nặng hoặc cần trường rung phức tạp trên nhiều trục.

Một nhà máy có thể bắt đầu với số thiết bị nhỏ rồi mở rộng sau không?

Có thể. Hệ thống của RULA có kiến trúc mở rộng, nên doanh nghiệp có thể bắt đầu với cấu hình nhỏ và bổ sung dần khi nhu cầu tăng.

Cần trang bị phòng thử rung cho nhà máy?

Nếu doanh nghiệp bạn đang lên kế hoạch xây dựng hoặc mở rộng phòng thử rung cho ô tô, linh kiện hoặc thiết bị điện tử, hãy liên hệ để được tư vấn cấu hình phù hợp với tiêu chuẩn và quy mô sản xuất. RULA là nhà sản xuất tại Latvia, sản phẩm có dấu CE và hiện diện tại hơn 40 quốc gia.

Ghi chú nội bộ (xóa trước khi đăng): Tên và logo BYD nên được RULA xác nhận được phép dùng công khai. Các tiêu chuẩn ISO/SAE/MIL-STD nêu ở mục “Vì sao ngành ô tô cần thử rung” là bối cảnh chung của ngành theo slide RULA, không phải danh sách tiêu chuẩn BYD đã sử dụng. Phần giải thích FDR và MIMO là kiến thức nền, không phải số liệu từ dự án.