ฟอร์ด ทดสอบระดับเสียงและความสั่นสะเทือนด้วยเทคโนโลยีเสมือนจริง

เพื่อส่งมอบประสบการณ์การขับขี่เหนือระดับ

เสียงเครื่องยนต์ V8 ที่ดังกระหึ่มออกมาจากรถฟอร์ด มัสแตง นับว่าเป็นหนึ่งในเอกลักษณ์และเสน่ห์ของม้าป่าที่ดึงดูดความสนใจของใครก็ตามที่ได้ยิน ท่ามกลางเสียงที่ดุดันจากภายนอก แต่ภายในห้องโดยสารของมัสแตงกลับเงียบสบาย ปราศจากเสียงรบกวน ความสมดุลที่สมบูรณ์แบบระหว่างเสียงคำรามจากท่อไอเสียและการออกแบบภายในที่สะดวกสบายเหนือระดับถือเป็นความสำเร็จของทีม NVH หรือ Noise, Vibration and Harshness (ระดับเสียง ความสั่นสะเทือน และความกระด้าง) โดยมี มร. แพท โอมาโฮนี ผู้จัดการทีม NVH ของฟอร์ด ประจำกลุ่มตลาดนานาชาติ ซึ่งประจำการอยู่ที่สนามทดสอบรถยนต์ของฟอร์ด ออสเตรเลีย เป็นหนึ่งในผู้นำระบบเสมือนจริงและเทคโนโลยีใหม่ๆ มาใช้ทดสอบระดับเสียง ความสั่นสะเทือน และความกระด้าง เพื่อส่งมอบประสบการณ์อันเหนือระดับอันเป็นเอกลักษณ์ของฟอร์ดให้แก่ผู้ขับขี่ทั่วโลก   

การทดสอบ NVH ที่แตกต่างโดยฟอร์ด

ค่า NVH นับเป็นหัวใจสำคัญในการส่งมอบประสบการณ์การขับขี่และการโดยสาร รวมถึงความรู้สึกปลอดภัยในการขับขี่ เพราะความกระด้างของรถยนต์ก่อให้เกิดความเหนื่อยล้าแก่ผู้ขับขี่ได้ ตลอด 10 ปีที่ผ่านมา ฟอร์ดจึงได้นำเอาระบบเสมือนจริงเข้ามาใช้ในการทดสอบ NVH ในทุกขั้นตอนของการพัฒนารถยนต์รุ่นใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในทวีปอเมริกาเหนือ ข้อมูลเกี่ยวกับ NVH ของรถจะถูกนำมาใช้ในการพิจาณารถรุ่นใหม่ๆ ว่ามีคุณสมบัติดีพอที่จะได้รับการพัฒนาในขั้นตอนต่อไปแล้วหรือยัง

ระบบเสมือนจริงในการทดสอบ NVH ของฟอร์ด มี 3 รูปแบบด้วยกัน ดังนี้

การทดสอบผ่านคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อป – การทดสอบนี้คล้ายกับการติดตั้งเกมรถแข่งลงในคอมพิวเตอร์ส่วนตัว โดยอุปกรณ์ที่จำเป็นในการทดสอบประกอบด้วย หน้าจอ คอมพิวเตอร์ที่ประมวลผลได้เร็ว พวงมาลัย และหูฟัง เพื่อให้ทีม NVH นำรถมาทดลองในสถานการณ์จำลองที่หลากหลาย เพื่อการสังเกตการณ์และการทดสอบที่สะดวกรวดเร็ว

การทดสอบรถทั้งคันผ่านระบบเสมือนจริง – วิธีนี้ช่วยให้วิศวกรได้สัมผัสประสบการณ์เสมือนการขับรถจริงๆ ด้วยการเข้าไปนั่งและขับรถในระบบเสมือนจริงที่มีการจำลองค่า NVH ต่างๆ ทั้งเสียงภายในตัวรถ และการสั่นสะเทือนที่เสมือนการขับขี่บนถนนในสภาวะปกติ

การติดตั้งระบบเสมือนในรถที่ใช้งานจริง – นี่คือเทคโนโลยีเสมือนจริงสุดล้ำและใหม่ล่าสุดที่ฟอร์ดนำมาใช้ในการทดสอบ NVH โดยการกำหนดค่า NVH ที่ต้องการทดสอบผ่านคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อป ก่อนจะดาวน์โหลดข้อมูลลงในอุปกรณ์ที่นำมาเชื่อมต่อกับโมดูลที่ติดตั้งอยู่ในห้องโดยสารของรถที่ขับบนถนนจริงๆ โดยโมดูลดังกล่าวจะผลิตเสียงเสมือนกับเสียงของเครื่องยนต์และท่อไอเสียของรถรุ่นที่ต้องการทดสอบภายใต้สถานการณ์และสภาพถนนจริงที่กำลังขับอยู่ ดังนั้น ในขณะขับ ผู้ขับจึงได้รับความรู้สึกประหนึ่งว่ากำลังขับรถอีกคัน ยกตัวอย่างเช่น วิศวกรอาจจะนำค่าเสียงของฟอร์ด มัสแตง รุ่นใหม่หลายๆ แบบ มาติดตั้งไว้ในรถฟอร์ด เอเวอเรสต์ ของตนเอง เพื่อประเมินและปรับจูนเสียงเครื่องยนต์ รวมถึงค่า NVH ต่างๆ ของรถรุ่นใหม่ ระหว่างการขับรถของตัวเองจากที่ทำงานกลับบ้าน

“การทดสอบด้วยระบบเสมือนจริงช่วยให้เราระบุปัญหาระหว่างการทดสอบผลิตภัณฑ์ได้ง่ายมาก เราแยกได้เลยว่าเสียงอะไรมีที่มาจากชิ้นส่วนไหนบ้าง ด้วยการค่อยๆ ทดสอบเสียงทีละส่วนแยกกัน ไม่ว่าจะเป็นเสียงลม เสียงล้อบดถนน หรือเสียงเครื่องยนต์ โดยข้อมูลที่เก็บได้จากการระบุที่มาของเสียงนี้ มีส่วนอย่างมากในการกำหนดทิศทางการแก้ปัญหาให้กับทีมทดสอบได้อย่างรวดเร็ว เพราะบางครั้งเราอาจจะได้ยินเสียงหรือรู้สึกถึงการสั่นสะเทือนที่แปลกๆ แต่บอกไม่ถูกว่าสัมผัสนั้นมีที่มาจากไหน” มร. โอมาโฮนี กล่าว

ข้อดีของการทดสอบ NVH ด้วยระบบเสมือนจริง

ก่อนที่จะมีการนำระบบเสมืองจริงมาใช้ ทีม NVH จะต้องใช้รถต้นแบบร่วมกับทีมวิศวกรพัฒนาผลิตภัณฑ์ การที่รถต้นแบบต้องถูกถอด ประกอบ และปรับเปลี่ยนชิ้นส่วนอยู่เสมอ ส่งผลอย่างมากต่อการทดสอบ NVH แต่เมื่อมีการนำระบบเสมือนจริงมาใช้ สมาชิกในทีมทุกคนก็สามารถรวมตัวกันในห้องเดียวเพื่อช่วยกันฟังและตัดสินใจเสียงแบบต่างๆ ได้ง่ายๆ โดยไม่ต้องขอยืมรถต้นแบบมาจากทีมวิศวกรพัฒนาผลิตภัณฑ์อีกต่อไป

การใช้ระบบดังกล่าวยังช่วยลดเวลาการทำงานและต้นทุนในการพัฒนารถยนต์อีกด้วย โดย มร. คาร์ล แลนด์กราฟ หัวหน้าฝ่ายเทคนิคส่วนการทดสอบ NVH อธิบายเพิ่มเติมว่า “การทดสอบ NVH แบบดั้งเดิมจะต้องถอดท่อไอเสียจากรถคันหนึ่งไปใส่ทดสอบในรถอีกคัน ซึ่งใช้เวลานาน และทำให้จำแนกความแตกต่างของเสียงได้ไม่ดีนักเนื่องจากไม่สามารถทดสอบให้เสร็จภายในวันเดียวกันได้ แต่ปัจจุบันเราทดสอบเสียงหลากหลายแบบได้ด้วยระบบเสมือนจริง เพียงคลิกเมาส์ไม่กี่ครั้งเท่านั้น”

ความแม่นยำของระบบเสมือนจริง

ฟอร์ดใช้ประโยชน์จากการสั่งสมข้อมูล และกระบวนการปฏิบัติงานที่ดีที่สุดมาสร้างระบบทดสอบ NVH แบบเสมือนจริง โดยได้ทำการวิเคราะห์ในเชิงลึกกว่ามากการทดสอบ NVH ตามมาตรฐานในอุตสาหกรรมการผลิตรถยนต์ทั่วไป การริเริ่มใช้ระบบเสมือนจริงตั้งแต่ช่วงแรกๆ ช่วยให้ฟอร์ดสามารถเสริมสร้างความแม่นยำให้กับข้อมูลที่มีอยู่ได้อย่างดีเยี่ยม

“ทีมฟอร์ดในทวีปอเมริกาเหนือ ได้นำรถรุ่นที่ผลิตขายจริงมาแยกชิ้นส่วนและประกอบขึ้นใหม่ทั้งหมดผ่านระบบเสมือนจริง จากนั้นจึงทดสอบค่า NVH ของรถจริงเทียบกับรถในระบบจำลองจนพบว่าไม่มีความแตกต่างกันแม้แต่น้อย ความแม่นยำของข้อมูลนี้เอง คือเครื่องบ่งชี้ถึงคุณภาพในการป้อนข้อมูลเข้าสู่ระบบ ซึ่งเป็นตัวแปรสำคัญที่จะทำให้ผลลัพธ์จากระบบเสมืนจริงมีคุณภาพและแม่นยำ” มร. โอมาโฮนี กล่าว

ความท้าทายในอนาคต

พัฒนาการของระบบส่งกำลังอยู่ในช่วงของการเปลี่ยนผ่านทางเทคโนโลยี โดยเครื่องยนต์แบบใช้น้ำมันที่เราคุ้นเคยกันดี กำลังค่อยๆ ถูกแทนที่ด้วยรถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยระบบไฟฟ้า ซึ่งถือเป็นความท้าทายครั้งใหม่ของทีมวิศวกร NVH อย่าง มร. โอมาโฮนี และมร. แลนด์กราฟ

“เมื่อเราเปลี่ยนไปใช้ระบบส่งกำลังแบบไฟฟ้า ความท้าทายก็จะต่างออกไป เพราะจะไม่มีเสียงของการจุดระเบิดเครื่องยนต์ และเสียงรถยนต์โดยรวมก็จะเบาลง เสียงระบบไฟฟ้ากลายเป็นสิ่งใหม่ที่เราต้องศึกษา ขณะที่เสียงภายนอกทั้งหลายที่เราคุ้นเคย เช่นเสียงถนน เสียงลม จะรู้สึกดังขึ้นมากจากความเงียบของระบบไฟฟ้า ดังนั้นการต้องเสาะหาวัสดุเก็บเสียงที่มีน้ำหนักเบาจึงเป็นอีกหนึ่งความท้าทายที่สำคัญ” มร. โอมาโฮนี กล่าว

“นอกจากนี้ ยังมีเสียงภายนอกอื่นๆ ที่ต้องคำนึงถึง อาทิ เสียงที่เป็นเอกลักษณ์บ่งบอกตัวตนของรถแต่ละรุ่นขณะกำลังเคลื่อนเข้าใกล้หรือขับผ่านไป รวมทั้งข้อกำหนดทางกฎหมายสำหรับระดับเสียงที่รถยนต์ไฟฟ้าต้องมี เพื่อเตือนให้คนเดินเท้าทราบเมื่อมีรถยนต์เคลื่อนมาใกล้” มร. แลนด์กราฟ กล่าวเสริม

NVH คืออะไร

NVH คือการศึกษาเกี่ยวกับระดับเสียง ความสั่นสะเทือน และความกระด้างของรถยนต์ขณะทำงานในสภาวะปกติ การศึกษา NVH สำคัญ เพราะมีส่วนในการสร้างประสบการณ์โดยรวมซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงต่อความรู้สึกของลูกค้า โดยมีรายละเอียดดังต่อไปนี้

N-Noise เสียงในสภาพแวดล้อมหรือเสียงรบกวนที่ได้ยินในห้องโดยสาร ซึ่งอาจมีสาเหตุมาจากส่วนประกอบเครื่องยนต์ เสียงลม หรือเสียงจากถนน

V-Vibration ความสั่นสะเทือนหรือความรู้สึกที่ผู้ขับขี่และผู้โดยสารรู้สึกได้ มีสาเหตุหลักมาจากส่วนประกอบเครื่องยนต์ ส่วนประกอบระบบกันสะเทือน หรือการตอบสนองจากการบังคับพวงมาลัยและการเหยียบคันเร่ง

H-Harshness ความกระด้างหรือความรู้สึกที่ผู้โดยสารได้รับจากเสียงและความสั่นสะเทือนรวมกัน ค่าของความกระด้างขึ้นอยู่กับความรู้สึกของแต่ละคน ดังนั้นจึงต้องใช้ทีมวิศวกรหลายคนร่วมกันกำหนดเกณฑ์ที่ใช้ตัดสิน