On a généralement l’impression que les mathématiques n’ont été introduites dans la construction automobile que dans les années 1980, lorsque la conception et la modélisation assistées par ordinateur ont fait leur apparition. Mais en réalité, chaque voiture produite a toujours été une machine faite de chiffres - du début à la fin.
Planification de produit - Les carrosseries automobiles pourraient naître de l’imagination des designers, mais la voiture commence par l’analyse du marché. Chaque voiture vendue doit s’inscrire dans un certain créneau et rivaliser avec d’autres, le cas échéant. Le rôle d'un planificateur de produits est d'analyser les données du marché, de déterminer ce qui se vend, où il se vend et pour combien. Les planificateurs de produits doivent examiner la puissance, le poids, l'économie de carburant et les données dimensionnelles, puis envoyer leurs spécifications idéales aux services d'ingénierie et de conception. Dans une très large mesure, c’est donc l’analyse de marché très complexe en mathématiques du planificateur de produit qui dicte presque toutes les dimensions critiques et les spécifications du produit fini.
Ingénierie du châssis
La première tâche de l’ingénieur est de construire un châssis. et des composants conformes aux spécifications du planificateur de produits, ce qui est un peu plus compliqué qu'il n'y paraît. La modélisation assistée par ordinateur a beaucoup aidé les ingénieurs de châssis, qui peuvent désormais «construire» numériquement un châssis dans un ordinateur et le «tester en cas de collision» à maintes reprises en utilisant des algorithmes de calcul et de physique sophistiqués. La modélisation physique est devenue un domaine des mathématiques et de la science à part entière, et les résultats de cette modélisation affectent tous les aspects de la conception du châssis et de l'utilisation des matériaux. La géométrie et la trigonométrie sont des éléments essentiels de la conception de la suspension, car elles sont pratiquement partout ailleurs, un élément porteur doit être boulonné à un autre.
Conception extérieure - On pourrait penser que la conception extérieure était un processus purement artistique - mais c'est un type d'art fortement mélangé avec la science et les mathématiques. Vous avez peut-être entendu la phrase, peut-être dérogatoire, selon laquelle une voiture "a l'air d'avoir été conçue dans une soufflerie". De nos jours, les concepteurs s’appuieront souvent sur une modélisation informatique extrêmement sophistiquée pour déterminer la circulation de l’air autour, sous et même dans le corps de la voiture. Ils apporteront des modifications à la conception de la voiture pour améliorer ses caractéristiques aérodynamiques dans l'ordinateur avant de produire un modèle réduit de celle-ci. Encore une fois, à l'instar des tests de collision assistés par ordinateur dans le département des châssis, les algorithmes avancés et le calcul jouent un rôle essentiel dans l'apparence et le comportement du produit fini.
Design intérieur
Le design d'intérieur est un autre domaine dans lequel vous pourrait penser que le design artistique et esthétique était avant tout une chose, mais non. Une grande partie de la géométrie et de la trigonométrie entre dans la science de "l'ergonomie" ou de l'aménagement intérieur. Le positionnement de chaque jauge, interrupteur, cadran et affichage dans le véhicule est calculé avec précision selon un certain ensemble de paramètres, de sorte qu’ils tombent facilement dans les yeux ou dans la main pour les conducteurs et les passagers de certaines mesures. Ces mesures jouent également un rôle dans la mise en place des piliers, des supports, des tableaux de bord et des volants en raison des airbags. Et tous ces éléments doivent fonctionner ensemble pour créer un aménagement intérieur sûr, pratique, confortable et, espérons-le, beau.
Fabrication
Lorsque tous les éléments de conception sont en place, la voiture passe à autre chose. la chaîne de montage. Avec tous les robots impliqués dans le processus de fabrication actuel, il n'y a pratiquement aucun point qui ne repose pas absolument sur des calculs informatiques, la géométrie, la trigonométrie, le soudage et la physique des matériaux pour mesurer, usiner et assembler les composants. Avec les processus de fabrication actuels, tout doit être mesuré au nanomètre, fini et ajusté avec précision. Les mathématiques jouent même un rôle dans l'analyse du flux de travail, car les fabricants cherchent toujours des moyens d'optimiser l'utilisation du temps de leurs travailleurs et de leurs robots. . Toyota est célèbre pour cela; son système "kaizen" d’amélioration continue par analyse constante est depuis longtemps un standard de l’industrie en production.
Achèvement et livraison des données - Une voiture n’a plus rien à faire avec les mathématiques une fois construite. Après la production, un certain nombre d’entre eux sont utilisés pour le test ou le contrôle de la qualité du produit. Certains sont envoyés pour un crash test, la physique ayant le dernier mot sur la production. D'autres sont testés sur une piste d'essai, où des mesures précises des qualités acoustiques, de la conduite, de la tenue de route, de la puissance et des émissions de la voiture sont prises. Il faut beaucoup de mathématiques pour rassembler et corréler tous ces résultats. Enfin, une voiture doit passer par un processus logistique pour la livraison. Ici, les tableaux de temps et de distance sont calculés, les coûts de livraison sont calculés et la voiture devient simplement un autre numéro de suivi dans un vaste système jusqu'à son arrivée sur le lot du concessionnaire. Une fois sur place, le propriétaire en prend possession et s'en va, ne sachant jamais que son dernier prix est une machine composée de chiffres du début à la fin.
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