ऑटोमोटिव इंजीनियरिंग

ऑटोमोटिव इंजीनियरिंग, अंतरिक्ष इंजिनीयरिंग एवं नौसेना वास्तुकला के साथ, वाहन इंजीनियरिंग की शाखा है, जिसमें मैकेनिकल इंजीनियरिंग, विद्युत अभियन्त्रण, इलेक्ट्रॉनिक यन्त्रशास्त्र, सॉफ्टवेयर इंजीनियरिंग एवं सुरक्षा इंजीनियरिंग के तत्व सम्मिलित हैं, जो मोटरसाइकिल, ऑटोमोबाइल एवं ट्रक एवं उनके संबंधित इंजीनियरिंग उपप्रणालियों के डिजाइन, निर्माण एवं संचालन पर प्रारम्भ होते हैं। इसमें वाहनों का संशोधन भी सम्मिलित है। मैन्युफैक्चरिंग डोमेन ऑटोमोबाइल के सभी भागो के निर्माण एवं संयोजन से संबंधित है, इसमें ऑटोमोबाइल के सभी भागो का निर्माण एवं संयोजन भी सम्मिलित है। ऑटोमोटिव इंजीनियरिंग क्षेत्र अनुसंधान गहन है एवं इसमें गणितीय मॉडल एवं सूत्रों का प्रत्यक्ष अनुप्रयोग सम्मिलित है। ऑटोमोटिव इंजीनियरिंग का अध्ययन अवधारणा चरण से उत्पादन चरण तक वाहनों या वाहन घटकों को डिजाइन, विकसित, निर्माण एवं परीक्षण करना है। इस क्षेत्र में उत्पादन, विकास एवं विनिर्माण तीन प्रमुख कार्य हैं।

अनुशासन

ऑटोमोबाइल इंजीनियरिंग

ऑटोमोबाइल इंजीनियरिंग की शाखा का अध्ययन है, जो विनिर्माण, डिजाइनिंग, मैकेनिकल तंत्र के साथ-साथ ऑटोमोबाइल का संचालन भी सिखाता है। यह परिचय है, वाहन इंजीनियरिंग के लिए जो मोटरसाइकिल, कार, बस, ट्रक आदि से संबंधित है। इसमें मैकेनिकल, इलेक्ट्रॉनिक, सॉफ्टवेयर एवं सुरक्षा तत्वों का शाखा अध्ययन सम्मिलित है। ऑटोमोटिव इंजीनियर के लिए महत्वपूर्ण इंजीनियरिंग विशेषताओं एवं विषयों में सम्मिलित हैं।

सुरक्षा इंजीनियरिंग: सुरक्षा इंजीनियरिंग कार दुर्घटना एवं वाहन सवारों पर उनके प्रभाव का आकलन है। इनका परीक्षण अधिक कठिन सरकारी नियमों के विरुद्ध किया जाता है। इनमें से कुछ आवश्यकताओं में सम्मिलित हैं: सीट बेल्ट एवं एयर बैग कार्यक्षमता परीक्षण, फ्रंट- एवं साइड-इफ़ेक्ट परीक्षण, एवं रोलओवर प्रतिरोध के परीक्षण, मूल्यांकन विभिन्न प्रविधियों एवं उपकरणों के साथ किया जाता है, जिसमें अर्घ्य्प्यूटर एडेड इंजीनियरिंग दुर्घटना अनुकरण (सामान्यतः परिमित तत्व विश्लेषण), क्रैश टेस्ट डमी एवं आंशिक प्रणाली स्लेज एवं पूर्ण वाहन क्रैश सम्मिलित होते हैं।

परिमित तत्व विश्लेषण का उपयोग करके असममित दुर्घटना में कार कैसे विकृत हो जाती है, इसका दृश्य। [1]

ईंधन अर्थव्यवस्था उत्सर्जन: ईंधन दक्षता वाहन की मील प्रति गैलन या किलोमीटर प्रति लीटर में मापी गई ईंधन दक्षता है। ऑटोमोबाइल उत्सर्जन नियंत्रण-परीक्षण में हाइड्रोकार्बन, नाइट्रोजन ऑक्साइड (NO_x), कार्बन मोनोऑक्साइड (CO), कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂), एवं और बाष्पीकरणीय उत्सर्जन सहित वाहन उत्सर्जन का माप सम्मिलित है।

एनवीएच इंजीनियरिंग (शोर, कंपन एवं कठोरता): एनवीएच में वाहन के संबंध में ग्राहकों की प्रतिक्रिया (स्पर्शीय [अनुभव] एवं श्रव्य [सुनने योग्य] दोनों) सम्मिलित होती है। जबकि ध्वनि की व्याख्या खड़खड़ाहट, चीख़ या उष्म के रूप में की जा सकती है, स्पर्शनीय प्रतिक्रिया सीट कंपन या स्टीयरिंग व्हील में भनभनाहट हो सकती है। यह प्रतिक्रिया घटकों के रगड़ने, कंपन करने या घूमने से उत्पन्न होती है। एनवीएच प्रतिक्रिया को विभिन्न प्रविधियों से वर्गीकृत किया जा सकता है: पावरट्रेन एनवीएच, सड़क का शोर, हवा का शोर, घटक शोर, एवं चीख़ एवं खड़खड़ाहट, ध्यान दें, एनवीएच गुण उचित एवं अनुचित दोनों हैं। एनवीएच इंजीनियर या तो निकृष्ट एनवीएच को समाप्त करने या निकृष्ट एनवीएच को उत्तम (अर्थात, एग्जॉस्ट टोन) में परिवर्तित करने का कार्य करता है।

वाहन इलेक्ट्रॉनिक्स: ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स ऑटोमोटिव इंजीनियरिंग का एक महत्वपूर्ण कथन है। आधुनिक वाहन दर्जनों इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों का उपयोग करते हैं। ये प्रणाली थ्रॉटल, ब्रेक एवं स्टीयरिंग नियंत्रण जैसे परिचालन नियंत्रण के लिए उत्तरदेय हैं; साथ ही कई आराम-एवं-सुविधा प्रणालियाँ जैसे एचवीएसी, इंफोटेनमेंट एवं प्रकाश व्यवस्था हैं। इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण के बिना ऑटोमोबाइल के लिए आधुनिक सुरक्षा एवं ईंधन-अर्थव्यवस्था आवश्यकताओं को पूर्ण करना संभव नहीं होता है।

प्रदर्शन: प्रदर्शन किसी वाहन की विभिन्न परिस्थितियों में प्रदर्शन करने की क्षमता का मापनीय एवं परीक्षण योग्य मूल्य है। विभिन्न प्रकार के कार्यों में प्रदर्शन पर विचार किया जा सकता है, किन्तु सामान्यतः यह विचार किया जाता है कि कार कितनी तीव्रता से गति कर सकती है (उदाहरण के लिए 1/4 मील बीता हुआ समय, 0-60 मील प्रति घंटे, आदि), इसकी शीर्ष गति (बहुविकल्पी) शीर्ष गति, कार निर्धारित गति (उदाहरण के लिए 70-0 मील प्रति घंटे) से कितनी अर्घ्य एवं तीव्रता से पूर्ण रूप से रुक सकती है, कार बिना पकड़ खोए कितना जी बल उत्पन्न कर सकती है, रिकॉर्ड किया गया लैप-टाइम, कॉर्नरिंग स्पीड, ब्रेक फीका, आदि। प्रदर्शन निकृष्ट मौसम (बर्फ, बर्फ, बारिश) में नियंत्रण की मात्रा को भी प्रतिबिंबित कर सकता है।

शिफ्ट गुणवत्ता: शिफ्ट गुणवत्ता ऑटोमैटिक ट्रांसमिशन शिफ्ट इवेंट के लिए वाहन के बारे में ड्राइवर की धारणा है। यह पावरट्रेन (आंतरिक दहन इंजन, ट्रांसमिशन (यांत्रिकी)), एवं वाहन (ड्राइवलाइन, निलंबन वाहन), इंजन एवं पावरट्रेन माउंट, आदि) से प्रभावित होता है। शिफ्ट फील स्पर्शनीय (अनुभव) एवं श्रव्य (सुनने योग्य) दोनों है। वाहन की प्रतिक्रिया शिफ्ट गुणवत्ता को विभिन्न घटनाओं के रूप में अनुभव किया जाता है: ट्रांसमिशन शिफ्ट को त्वरण (1-2) में अपशिफ्ट, या पासिंग (4-2) में डाउनशिफ्ट कुशलता के रूप में अनुभव किया जाता है। वाहन की शिफ्ट संलग्नता का भी मूल्यांकन किया जाता है, जैसे कि पार्क से रिवर्स आदि में किया जाता है।

स्थायित्व या संक्षारण इंजीनियरिंग: स्थायित्व एवं संक्षारण इंजीनियरिंग किसी वाहन के उपयोगी जीवन का मूल्यांकन परीक्षण है। परीक्षणों में माइलेज संचय, गंभीर ड्राइविंग स्थितियां एवं संक्षारक नमक स्नान सम्मिलित हैं।

ड्राइवेबिलिटी: ड्राइवेबिलिटी सामान्य ड्राइविंग स्थितियों के प्रति वाहन की प्रतिक्रिया है। ठंडी प्रारंभिकता एवं बाधाये, आरपीएम में कमी, निष्क्रिय प्रतिक्रिया, लॉन्च में झिझक एवं लड़खड़ाहट, एवं प्रदर्शन स्तर हैं।

व्यय: वाहन कार्यक्रम की व्यय को सामान्यतः वाहन की परिवर्तनीय व्यय एवं वाहन के विकास से सम्बंधित अग्रिम टूलींग एवं निश्चित व्यय के प्रभाव में विभाजित किया जाता है। वारंटी में रिडक्शन एवं विपणन से सम्बंधित व्ययें भी हैं।

कार्यक्रम का समय: कुछ सीमा तक कार्यक्रम बाजार के संबंध में, एवं असेंबली संयंत्रों के उत्पादन-अनुसूचियों के अनुसार भी समयबद्ध होते हैं। डिज़ाइन में किसी भी नए भाग को मॉडल के विकास एवं विनिर्माण कार्यक्रम का समर्थन करना चाहिए।

असेंबली व्यवहार्यता: ऐसे मॉड्यूल को डिज़ाइन करना सरल है जिसे असेंबल करना कठिन है, जिसके परिणामस्वरूप या तो क्षतिग्रस्त इकाइयाँ होती हैं या निकृष्ट सहनशीलता होती है। कुशल नया उत्पाद विकास इंजीनियर असेंबली विनिर्माण इंजीनियरों के साथ कार्य करता है, जिससे परिणामी डिज़ाइन बनाना एवं जोड़ना सरल एवं अल्पमूल्य होता है, साथ ही उचित कार्यक्षमता एवं उपस्थिति प्रदान कर सकता है।

गुणवत्ता प्रबंधन: उत्पादन प्रक्रिया के अंदर गुणवत्ता नियंत्रण महत्वपूर्ण कारक है, क्योंकि ग्राहकों की आवश्यकताओं को पूर्ण करने एवं बहुमूल्य उत्पाद रिकॉल ऑटोमोटिव उद्योग से बचने के लिए उच्च गुणवत्ता की आवश्यकता होती है। उत्पादन प्रक्रिया में सम्मिलित घटकों की समष्टिता के लिए गुणवत्ता नियंत्रण के लिए विभिन्न उपकरणों एवं प्रौद्योगिकी के संयोजन की आवश्यकता होती है। इसलिए, विश्व के अग्रणी निर्माताओं एवं व्यापार संगठनों के समूह, अंतर्राष्ट्रीय ऑटोमोटिव टास्क फोर्स (आईएटीएफ) ने मानक आईएसओ टीएस 16949 विकसित किया। यह मानक डिजाइन, विकास, उत्पादन एवं (जब प्रासंगिक हो) स्थापना एवं सेवा आवश्यकताओं को परिभाषित करता है। इसके अतिरिक्त, यह आईएसओ 9001 के सिद्धांतों को विभिन्न क्षेत्रीय एवं राष्ट्रीय ऑटोमोटिव मानकों जैसे एवीएसक्यू (इटली), ईएक्यूएफ (फ्रांस), वीडीए 6.1 (जर्मनी) एवं क्यूएस-9000 (यूएसए) के विषयों के साथ जोड़ता है। ऑटोमोटिव इलेक्ट्रिक एवं इलेक्ट्रॉनिक प्रणाली के लिए उत्पाद विफलताओं एवं दायित्व दावों से संबंधित हानि को अर्घ्य करने के लिए, आईएसओ/आईईसी 17025 के अनुसार गुणवत्ता अनुशासन कार्यात्मक सुरक्षा प्रारम्भ की जाती है।

1950 के दशक से, व्यापक व्यावसायिक दृष्टिकोण कुल गुणवत्ता प्रबंधन (टीक्यूएम) ने ऑटोमोटिव उत्पादों एवं घटकों की उत्पादन प्रक्रिया में निरंतर सुधार करने के लिए कार्य किया है। टीक्यूएम प्रारम्भ करने वाली कुछ कंपनियों में फोर्ड मोटर कंपनी, मोटोरोला

(MOTOROLA) एवं टोयोटा मोटर कंपनी सम्मिलित हैं।

कार्य

विकास इंजीनियर

विकास इंजीनियर के पास ऑटोमोबाइल निर्माताओं, [[सरकारी]] नियमों एवं विक्रय करने वाले ग्राहक की सूची के अनुसार संपूर्ण ऑटोमोबाइल (बस, कार, ट्रक, वैन, एसयूवी, मोटरसाइकिल आदि) की इंजीनियरिंग विशेषताओं के वितरण के समन्वय का दायित्व होता है।

[[ प्रणाली इंजीनियर ]] के जैसे, विकास इंजीनियर संपूर्ण ऑटोमोबाइल में सभी प्रणालियों की परस्पर क्रिया से चिंतित होता है। जबकि ऑटोमोबाइल में कई ऐसे भाग एवं प्रणाली होते हैं जिन्हें डिज़ाइन के अनुसार कार्य करना होता है, उन्हें संपूर्ण ऑटोमोबाइल के साथ सामंजस्य बनाकर भी कार्य करना चाहिए। उदाहरण के लिए, ब्रेक प्रणाली का मुख्य कार्य ऑटोमोबाइल को ब्रेकिंग कार्यक्षमता प्रदान करना है। इसके साथ ही, इसे स्वीकार्य स्तर भी प्रदान करना होगा: पेडल फील (स्पंजी, कठोर), ब्रेक प्रणाली शोर (चीख़, कंपकंपी, आदि), एवं लॉक - रोधी ब्रेकिंग प्रणाली (एंटी-लॉक ब्रेकिंग प्रणाली) के साथ इंटरेक्शन करना चाहिए।

विकास इंजीनियर के रोजगार का अन्य कथन सभी ऑटोमोबाइल विशेषताओं को निश्चित स्वीकार्य स्तर पर वितरित करने के लिए आवश्यक परिवर्तन प्रक्रिया है। इसका उदाहरण इंजन ट्यूनिंग एवं ईंधन दक्षता के मध्य की भागीदारी है। जबकि कुछ ग्राहक अपने आंतरिक दहन इंजन से अधिकतम शक्ति के शोध में हैं, ऑटोमोबाइल को अभी भी स्वीकार्य स्तर की ईंधन अर्थव्यवस्था प्रदान करने की आवश्यकता है। इंजन के माध्यम से, ये परस्पर विरोधी आवश्यकताएं हैं। इंजन प्रदर्शन अधिकतम इंजन विस्थापन (बड़ा, अधिक शक्ति) के शोध में है, जबकि ईंधन अर्थव्यवस्था अल्प विस्थापन इंजन (उदाहरण: 1.4 एल के प्रति 5.4 एल) के शोध में है। चूंकि, इंजन का आकार ईंधन अर्थव्यवस्था एवं ऑटोमोबाइल प्रदर्शन में योगदान देने वाला एकमात्र कारक नहीं है। विभिन्न मूल्य चलन में आते हैं।

ट्रेड-ऑफ़ में सम्मिलित अन्य विशेषताओं में सम्मिलित हैं: ऑटोमोबाइल वजन, ड्रैग गुणांक, स्वचालित ट्रांसमिशन, ऑटोमोबाइल उत्सर्जन नियंत्रण उपकरण, ऑटोमोबाइल हैंडलिंग/रोडहोल्डिंग, सवारी की गुणवत्ता एवं टायर सम्मिलित हैं।

विकास इंजीनियर ऑटोमोबाइल स्तर के परीक्षण, सत्यापन एवं प्रमाणन के आयोजन के लिए भी उत्तरदेय है। घटकों एवं प्रणालियों को उत्पाद इंजीनियर द्वारा व्यक्तिगत रूप से डिज़ाइन एवं परीक्षण किया जाता है। प्रणाली से प्रणाली परस्पर क्रिया का मूल्यांकन करने के लिए अंतिम मूल्यांकन ऑटोमोबाइल स्तर पर आयोजित किया जाना है। उदाहरण के लिए, ऑडियो प्रणाली (रेडियो) का ऑटोमोबाइल स्तर पर मूल्यांकन करने की आवश्यकता है। अन्य इलेक्ट्रॉनिक घटक के साथ इंटरेक्शन रेडियो आवृत्ति हस्तक्षेप का कारण बन सकता है। प्रणाली के ताप अपव्यय एवं नियंत्रणों के श्रमदक्षता शास्त्र प्लेसमेंट का मूल्यांकन करने की आवश्यकता है। बैठने की सभी स्थितियों में ध्वनि की गुणवत्ता स्वीकार्य स्तर पर प्रदान की जानी चाहिए।

विनिर्माण इंजीनियर

विनिर्माण इंजीनियरिंग हैं, ऑटोमोटिव घटकों या संपूर्ण वाहनों का उचित उत्पादन सुनिश्चित करने के लिए उत्तरदेय हैं। जबकि विकास इंजीनियर वाहन के कार्य के लिए उत्तरदेय हैं, विनिर्माण इंजीनियर वाहन के सुरक्षित एवं प्रभावी उत्पादन के लिए उत्तरदेय हैं। इंजीनियरों के इस समूह में विनिर्माण प्रक्रियाओं, तर्कशास्र सा, मशीन के उपकरण, रोबोटिक्स इंजीनियरों एवं असेंबली प्लानर्स की सूची सम्मिलित है। ऑटोमोटिव उद्योग में निर्माता ऑटोमोटिव घटकों के विकास चरणों में बड़ी भूमिका निभा रहे हैं जिससे यह सुनिश्चित किया जा सके कि उत्पादों का निर्माण सरल हो। ऑटोमोटिव विश्व में विनिर्माण क्षमता के लिए डिज़ाइन यह सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है, कि ऑटोमोटिव डिज़ाइन के अनुसंधान एवं विकास चरण में जो भी डिज़ाइन विकसित किया गया है। एक बार डिज़ाइन स्थापित हो जाने के पश्चात, विनिर्माण इंजीनियर कार्यभार संभाल लेते हैं। वे ऑटोमोटिव घटकों या वाहन के निर्माण के लिए आवश्यक मशीनरी एवं टूलींग को डिज़ाइन करते हैं एवं उत्पाद का बड़े स्तर पर उत्पादन कैसे करें इसके प्रविधि स्थापित करते हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका में ऑटोमोटिव असेंबली संयंत्रों की सूची की दक्षता बढ़ाना एवं सिक्स सिग्मा एवं काइज़न जैसी अशक्त विनिर्माण प्रौद्योगिकी को प्रारम्भ करना विनिर्माण इंजीनियरों का कार्य है।

अन्य ऑटोमोटिव इंजीनियरिंग भूमिकाएँ

अन्य ऑटोमोटिव इंजीनियरों में नीचे सूचीबद्ध लोग सम्मिलित हैं:

• एयरोडायनामिक्स इंजीनियर प्रायः स्टाइलिंग स्टूडियो को मार्गदर्शन देंगे जिससे उनके द्वारा डिज़ाइन की गई आकृतियाँ एयरोडायनामिक होने के साथ-साथ आकर्षक भी हो सकती हैं।
• बॉडी इंजीनियर स्टूडियो को यह भी बताएंगे कि क्या उनके डिजाइन के लिए पैनल बनाना संभव है।
• परिवर्तन नियंत्रण इंजीनियर यह सुनिश्चित करते हैं कि होने वाले सभी डिज़ाइन एवं विनिर्माण परिवर्तन व्यवस्थित, प्रबंधित एवं कार्यान्वित हों।
• शोर, कंपन एवं कठोरता इंजीनियर तीव्र केबिन शोर, ज्ञात करने योग्य कंपन को रोकने एवं/या सड़क पर वाहन के समय ध्वनि की गुणवत्ता में सुधार करने के लिए ध्वनि एवं कंपन परीक्षण करते हैं।

आधुनिक ऑटोमोटिव उत्पाद इंजीनियरिंग प्रक्रिया

अध्ययनों से संकेत मिलता है, कि आधुनिक वाहन के मूल्य का बड़ा भाग बुद्धिमान प्रणालियों से आता है, एवं ये वर्तमान ऑटोमोटिव नवाचार का प्रतिनिधित्व करते हैं। इसे सुविधाजनक बनाने के लिए, आधुनिक ऑटोमोटिव इंजीनियरिंग प्रक्रिया को मेकाट्रोनिक्स के बढ़ते उपयोग को संभालना होगा। कॉन्फ़िगरेशन एवं प्रदर्शन अनुकूलन, प्रणाली एकीकरण, नियंत्रण, घटक, उपप्रणाली एवं बुद्धिमान प्रणालियों का प्रणाली-स्तरीय सत्यापन मानक वाहन इंजीनियरिंग प्रक्रिया का आंतरिक भाग बनना चाहिए, जैसा कि संरचनात्मक, कंपन-ध्वनिक एवं गतिज डिजाइन के विषय में है। इसके लिए वाहन विकास प्रक्रिया की आवश्यकता होती है जो सामान्यतः अत्यधिक सिमुलेशन-संचालित होती है।

वी-दृष्टिकोण

अंतर्निहित बहु-भौतिकी एवं नियंत्रण प्रणाली विकास से प्रभावी रूप से व्यवहार करने की विधि जो बुद्धिमान प्रणालियों को सम्मिलित करते समय सम्मिलित होता है, प्रणाली विकास के लिए V मॉडल दृष्टिकोण को स्वीकारना है, जैसा कि ऑटोमोटिव उद्योग में बीस वर्षों या उससे अधिक समय से व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। इस V-दृष्टिकोण में, प्रणाली-स्तरीय आवश्यकताओं को V के माध्यम से सबप्रणाली के माध्यम से घटक डिजाइन तक प्रचारित किया जाता है, एवं प्रणाली के प्रदर्शन को बढ़ते एकीकरण स्तरों पर मान्य किया जाता है। मेक्ट्रोनिक प्रणाली की इंजीनियरिंग के लिए दो परस्पर जुड़े वी-चक्रों के अनुप्रयोग की आवश्यकता होती है: प्रथम बहु-भौतिकी प्रणाली इंजीनियरिंग पर ध्यान केंद्रित करता है (जैसे सेंसर एवं एक्चुएटर्स सहित विद्युत चालित स्टीयरिंग प्रणाली के यांत्रिक एवं विद्युत घटक); एवं दूसरा नियंत्रण इंजीनियरिंग, नियंत्रण तर्क, सॉफ्टवेयर एवं नियंत्रण हार्डवेयर एवं एम्बेडेड सॉफ्टवेयर की प्राप्ति पर केंद्रित है।