انتقال قدرت پيوسته (CVT) كه لئوناردو داوينچي 500 سال پيش انديشه‌اش را در سر داشت، در حال حاضر جاي انتقال قدرت اتوماتيك را در برخي خودروها گرفته است.
از اولين CVT كه در 1886 ثبت شد تاكنون، تكنولوژي آن بهبود بسياري پيدا كرده و امروزه چندين خودروساز بزرگ از جمله جنرال‌موتورز، آئودي، هوندا و نيسان، در حال طراحي و توسعه CVTهاي خود هستند.

اگر درباره ساختار و طرز كار انتقال قدرت اتوماتيك اطلاعاتي داشته باشيد، مي‌دانيد كه وظيفه انتقال قدرت، تغيير دادن نسبت سرعت چرخ و موتور است. در واقع بدون يك جعبه دنده، خودرو فقط يك دنده خواهد داشت كه به آن اجازه دهد تا با سرعت مناسب حركت كند. لحظه‌اي تصور كنيد در حال رانندگي با خودرويي هستيد كه فقط دنده يك يا دنده سه دارد. در حالت اول، خودرو با شتاب خوبي از حالت سكون حركت مي‌كند و مي‌تواند از يك تپه با شيب تند بالا رود، اما بيشترين سرعت آن به چند كيلومتر در ساعت محدود مي‌شود. در حالت دوم، خودرو با سرعت 100 كيلومتر در ساعت در يك بزرگراه حركت خواهد كرد، اما هنگام شروع حركت تقريباً شتابي نداشته و نمي‌تواند از تپه بالا برود.

جعبه‌دنده، از تعدادي چرخ دنده استفاده مي‌كند تا با تغيير شرايط رانندگي، از گشتاور موتور استفاده‌اي مؤثر و مناسب شود. دنده‌ها مي‌توانند به‌طور دستي و يا اتوماتيك تغيير كنند.
در جعبه‌دنده‌هاي اتوماتيك قديمي، چرخ دنده‌ها وظيفه انتقال و تغيير گشتاور و حركت دايره‌اي را برعهده داشتند. تركيبي از چرخ‌دنده‌هاي سياره‌اي، تمامي نسبت‌هاي دنده‌هاي مختلف مورد نياز را به وجود مي‌آورند. رايج‌ترين نوع گيربكس، داراي 4 دنده جلو و يك دنده، معكوس است. وقتي اين نوع جعبه‌دنده اقدام به تعويض دنده مي‌كند، ضربه ناشي از درگيري دنده‌ها با هم، احساس مي‌شود.

اصول CVT
برخلاف سيستم انتقال قدرت اتوماتيك، در سيستم انتقال قدرت با قابليت تغيير پيوسته، جعبه‌دنده‌اي با تعداد مشخص چرخ دنده وجود ندارد. يعني در CVT، چرخ‌دنده‌هاي دندانه‌داري كه با هم درگير شوند وجود ندارد. متداولترين نوع CVT براساس سيستم «پولي» كار مي‌كند كه بي‌نهايت تغيير بين بالاترين و پايين‌ترين دنده را بدون گسستگي، ممكن مي‌سازد.

اگر از اين نكته كه هنوز هم درباره CVT از واژه دنده استفاده مي‌شود، تعجب كرده‌ايد، به خاطر بياوريد كه منظور از دنده، نسبت سرعت موتور به سرعت محور چرخ‌هاست. گرچه CVT اين نسبت را بدون استفاده از چرخ‌دنده‌هاي سياره‌اي انجام مي‌دهد، اما باز هم از واژه دنده براي آن استفاده مي‌شود.

CVTهاي مبتني‌بر پولي
اگر به جعبه‌دنده اتوماتيك توجه كنيد، دنيايي پيچيده از چرخ‌دنده‌ها، ترمزها، كلاچ‌ها و دستگاه‌هاي كنترل را در آن خواهيد ديد. اين در حالي است كه CVT به سادگي قابل مطالعه است. بيشتر CVTها فقط سه جزء اساسي دارند:
- يك تسمه محكم فلزي يا لاستيكي
- يك پولي متغير محرك (ورودي)
- يك پولي خروجي

گرچه CVTها شامل انواع مختلفي از ريزپردازنده‌ها و حسگرها هستند، اما سه جزئي كه در بالا نام برده شد، اجزاي اصلي هستند كه به اين سيستم اجازه كار مي‌دهند.

پولي‌هاي داراي شعاع متغير، قلب CVT تلقي مي‌شوند. هر پولي، از دو مخروط با زاويه رأس 20 درجه كه رو در روي يكديگر قرار دارند، تشكيل شده است. تسمه‌اي در شيار بين دو مخروط قرار دارد. در صورت لاستيكي بودن تسمه‌ها، از تسمه‌هاي V شكل استفاده مي‌شود. تسمه‌هاي V شكل، سطح مقطع V شكلي دارند كه باعث افزايش اصطكاك تسمه با پولي مي‌شود.

وقتي دو مخروط پولي از هم فاصله بگيرند، يعني ضخامت پولي بيشتر شود، تسمه به شكاف پايين‌تر مي‌رود و شعاع تسمه حلقه شده دور پولي كاهش مي‌يابد. وقتي دو مخروط پولي به هم نزديك مي‌شوند، يعني ضخامت پولي كاهش مي‌يابد، تسمه به شكاف بالاتر رفته و شعاع تسمه حلقه شده دور پولي افزايش مي‌يابد. CVT مي‌تواند از فشارهاي هيدروليكي، نيروي گريز از مركز و يا كشش فنر به منظور توليد نيروي مورد نياز براي تنظيم دو نيمه پولي استفاده كند.
پولي‌هاي داراي قطر متغير، هميشه به صورت زوجي به كار مي‌روند. يكي از پولي‌ها كه پولي محرك شناخته مي‌شود، به ميل‌لنگ موتور متصل است. پولي محرك، پولي ورودي هم ناميده مي‌شود زيرا جايي قرار دارد كه انرژي موتور وارد سيستم انتقال قدرت مي‌شود. پولي دوم، پولي گردنده يا متحرك ناميده مي‌شود زيرا پولي اول آن را مي‌چرخاند. پولي گردنده به مثابه پولي خروجي، انرژي را به محور چرخ‌ها منتقل مي‌كند.

وقتي يك پولي، در راستاي محوري ضخامت خود را افزايش مي‌دهد، دومي از ضخامت خود مي‌كاهد تا تسمه در حالت كشيده باقي بماند. زماني كه دو پولي ضخامت خود را نسبت به يكديگر تغيير مي‌دهند، بي‌نهايت نسبت دنده از كم به زياد و شامل همه نسبت‌هاي مابين به وجود مي‌آيد. مثلاً، وقتي شعاع تسمه در پولي محرك كم و در پولي خروجي زياد باشد، سرعت دوران پولي خروجي كاهش مي‌يابد و نسبت دنده پايين‌تري را ايجاد مي‌كند. وقتي شعاع تسمه در پولي محرك زياد و در پولي خروجي كم باشد، سرعت دوران پولي خروجي افزايش مي‌يابد و نسبت دنده بالاتري را ايجاد مي‌كند. بنابراين، يك CVT از لحاظ نظري شامل بي‌نهايت نسبت دنده مي‌شود و مي‌تواند در هر زماني و با هر دور موتوري كار كند.
طبيعت ساده و بدون گسستگي CVTها، آنها را به سيستم انتقال قدرت ايده‌آلي براي تمام ماشين‌ها و دستگاه‌ها- نه صرفاً خودروها- تبديل كرده است. CVTها سال‌هاي متمادي در ابزار قدرتي و مته‌ها به‌كار رفته‌اند. از آنها در وسايل نقليه مختلفي اعم از تراكتورها و ماشين‌هاي برف رو گرفته تا اسكوترهاي موتوري استفاده مي‌شود. در تمام اين كاربردها، از تسمه‌هايي با لاستيك فشرده در نوع سيستم انتقال قدرت استفاده مي‌شود كه ممكن است كشيده شده يا سر بخورد و در نتيجه، باعث هدر رفتن انرژي و كاهش كارايي شود.
توليد و ساخت ماده‌هاي جديد، CVTها را مطمئن‌تر و كارامدتر از قبل كرده است. يكي از مهمترين پيشرفت‌ها، طراحي و توسعه تسمه‌هاي فلزي براي متصل كردن دو پولي بوده است. اين تسمه‌ها انعطاف‌پذير از چندين (عموماً 9 يا 12) نوار نازك فولادي كه تكه‌هاي فلزي پاپيوني شكل بسيار مقاوم را كنار هم نگه مي‌دارد، ساخته شده‌اند. تسمه‌هاي فلزي به اين دليل كه سر نمي‌خورند و بسيار با دوامند اجازه انتقال گشتاور بيشتري را به CVT مي‌دهند. در ضمن، اين تسمه‌ها مناسب‌تر از تسمه‌هاي لاستيكي هستند.

ديگر انواع CVT
CVT مارپيچي
نوع ديگري از CVT است كه در آن، تسمه و پولي‌ها با ديسك‌ها و غلطك‌ها جايگزين شده است.

گرچه اين سيستم بسيار متفاوت به نظر مي‌رسد، اما تمامي اجزاي آن قابل مقايسه با تسمه و پولي بوده و نتيجه‌اي يكسان دارد. ترتيب طرز كار اين سيستم عبارت است از:
-ديسكي به موتور متصل شده كه معادل پولي محرك است.
- ديسك ديگري به ميل گاردان متصل شده كه معادل پولي مقاوم يا متحرك است.
- غلطك‌ها و يا چرخ‌ها، بين دو ديسك قرار داشته و همانند تسمه، نيرو را از ديسكي به ديسك ديگر منتقل مي‌كنند.

چرخ‌ها مي‌توانند در دو جهت، حول محور افقي و به سمت بالا و پايين، حركت كنند. اين حالت، به چرخ‌ها اجازه مي‌دهد تا در وضعيت‌هاي مختلف، با ديسك تماس داشته باشند. وقتي چرخ‌ها با ديسك محرك در نزديكي مركز در تماس باشند، با ديسك مقاوم در نزديكي لبه آن در تماس هستند. اين امر باعث كاهش سرعت وافزايش گشتاور مي‌شود (دنده سنگين). وقتي چرخ‌ها با ديسك محرك در لبه آن تماس داشته باشند، بايد با ديسك مقاوم نزديك مركز در تماس باشند كه اين امر باعث افزايش سرعت و كاهش گشتاور مي‌شود (دنده سبك). به اين ترتيب، حركت ساده چرخ‌ها نسبت دنده را به صورت لحظه‌اي و ملايم تغيير مي‌دهد.

CVTهاي هيدرواستاتيكي
هر دو نوع CVT پولي- تسمه‌اي و مارپيچي، از گروه CVTهاي اصطكاكي هستند كه با تغيير دادن شعاع نقطه بين تماس دو بخش چرخنده يا دوار، كار مي‌كنند. نوع ديگر CVTها، هيدرواستاتيكي است كه در آن، از پمپ‌هاي جابه‌جايي متغير استفاده شده تا جريان مايع ورودي به موتور هيدرواستاتيكي را تغيير دهد. در اين نوع انتقال قدرت، حركت چرخشي موتور، يك پمپ هيدرواستاتيكي را در طرف محرك به كار مي‌اندازد. پمپ، حركت چرخشي را به جريان سيال تبديل مي‌كند. سپس، يك موتور هيدرواستاتيكي كه در طرف مقاوم قرار دارد، جريان سيال را دوباره به حركت چرخشي تبديل مي‌كند.

انتقال قدرت هيدرواستاتيكي معمولاً با يك دسته دنده سياره‌اي و كلاچ‌ها تركيب مي‌شود تا يك سيستم دوگانه به نام انتقال قدرت هيدرومكانيكي را تشكيل دهد. انتقال قدرت هيدرومكانيكي نيرو را به سه روش ذيل به چرخ‌ها منتقل مي‌كند:
1. در سرعت‌هاي پايين به صورت هيدروليكي
2. در سرعت‌هاي بالا به صورت مكانيكي
3. بين اين دو حد، به صورت هيدروليكي- مكانيكي
انتقال قدرت هيدروليكي، براي كارهاي سنگين مناسب است و به همين علت، معمولاً در تراكتورهاي كشاورزي و وسايل نقليه‌اي كه روي هر سطحي حركت مي‌كنند، به كار مي‌رود.

مزاياي استفاده از CVT
- كاهش ذرات آلاينده
- كاهش مصرف سوخت
- كاركرد موتور در دما و دور موتور پايين‌تر
- افت توان كمتر و برخورداري از شتاب بيشتر
- مطابقت با انواع مكانيزم‌هاي رايج كلاچ
- يكنواختي حركت و رانندگي آرام از توقف كامل تا سرعت‌هاي بالا

منبع:
http://auto.howstuffwork.com/cvt.htm

يكي از شايع‌ترين دلايل تصادفات در جاده‌ها و سطح شهرها، تغيير مسيرهاي وسايل نقليه است. اين تغيير مسيرها به دلايلي چند مي‌توانند عامل بسياري از تصادفات باشند. برخي از اين دلايل عبارتند از: فراموشي استفاده از راهنما، قرار داشتن خودروي پشت سر در نقطه كور راننده جلويي و عدم تمركز راننده.
در اين راستا و براي كاهش احتمال اين خطرات، پيشنهادهاي بسياري وجود دارد كه در اينجا قصد معرفي برخي از اين پيشنهادات را داريم. از جمله اين پيشنهادها، مي‌توان به شناسايي نقاط كور موجود در پشت وسيله نقليه، نصب سيستمي روي خودرو براي ايجاد پوشش ديد نقاط كور و دادن هشدار مناسب به راننده در صورت وجود وسيله‌اي در اين محدوده اشاره كرد. در اين مقاله، دو نمونه از اين سيستم‌ها را بررسي خواهيم كرد.
1. Valeo- Raytheon: سيستم مبتني‌بر رادار
2. Volvo: سيستمي مبتني‌بر دوربين‌هاي تصويربرداري

سيستم شناسايي نقاط كور Valeo Raytheon
Valeo Raytheon System بتازگي اعلام كرده است كه موفق به عقد قرارداد توليد اولين سيستم شناسايي نقاط كور، با يكي از خودروسازان عمده امريكاي شمالي شده است. اين نوآوري كه براساس سيستم‌هاي راداري كار مي‌كند و در جهان به عنوان اولين در نوع خود شناخته خواهد شد، تا اواخر سال جاري ميلادي به بازار خواهد آمد.
سيستم شناسايي نقاط كور در خودرو، نقاط كور دو طرف وسيله نقليه را پوشش خواهد داد. اگر جنبنده‌اي مثلاً خودرويي در حال سبقت، در نقطه كور باشد، اين سيستم راننده را به وسيله آيكوني قابل ديد، مطلع خواهد كرد. پيش‌بيني مي‌شود كه اين سيستم با نشان دادن وسايل نقليه واقع در نقاط كور كه عملاً براي راننده غيرقابل ديد هستند، در هنگام تغيير مسير از درصد تصادفات بكاهد.
مهندسان شركت Valeo با همكاري كارشناسان هوانوردي Raytheon، تيمي تشكيل دادند كه هدف آن، دستيابي به رادار برد كوتاه2 بود. اين رادار مي‌بايستي براساس نظرات فني Valeo و بر مبناي اطلاعات پايه‌اي سيستم‌هاي رادار Raytheon ساخته مي‌شد. خروجي اين همكاري مشترك، راداري بود با سيستمي بر مبناي شناسايي نقاط كور كه شامل يك حسگر در هر طرف وسيله نقليه بود. هر دو حسگر به‌طور مستمر ناحيه دو طرف بغل خودرو به سمت عقب آن را پوشش مي‌دادند . طراحي بي‌نظير اين حسگرها، دستيابي به دامنه ديد 150 درجه را ميسر كرد. برد اين حسگرها بين 5/0 تا 40 متر است.
اين رادار، راداري از نوع چند شعاعي3 با پهناي باند حدود 24 گيگا هرتز است. با به‌كارگيري سيستم چند شعاعي براي شناسايي نقاط كور، اين سيستم از توانايي ارائه دقتي بي‌نظير در اندازه‌گيري موقعيت و سرعت وسايل نقليه اطراف و همچنين سرعت نسبي آنها برخوردار شده است. تكنولوژي حسگرهاي شناسايي نقاط كور به‌گونه‌اي است كه قادر به كار در تمامي شرايط جوي بوده و نصب آنها در خودرو بسيار ساده است. اين حسگرها را مي‌توان براحتي در كناره‌هاي وسيله نقليه و يا پشت آن، روي سپر پلاستيكي عقب، نصب كرد.

BLIS - سيستم اطلاعات نقاط كور Volvo
به‌رغم وجود آينه‌هاي بغل براي ديد پشت‌سر، خطر نقاط كور هنگام رانندگي همواره شما را تهديد مي‌كند. عوامل نهفته در اين نقاط، بويژه هنگام تغيير مسيرها، يكي از شايع‌ترين دلايل تصادفات است.
براي افزايش ايمني در اين حالت، در 1979 آيينه بغلي با زاويه باز4 در سمت راننده، در خودروهاي ولوو نصب شد كه در آن زمان نوعي پيشگامي در اين زمينه بود. اكنون، گام بعدي در اين خصوص برداشته شده و يك دوربين تصويربرداري كه همواره ناحيه بغل و پشت خودروي در حال حركت را نمايش مي‌دهد، ساخته شده است. هنگامي كه وسيله نقليه‌اي وارد ناحيه ديد دوربين مي‌شود، چراغي نزديك آيينه بغل، براي هشدار دادن به راننده، روشن مي‌شود و راننده در مي‌يابد كه وسيله نقليه ديگري در مسير او و پشت سرش قرار دارد. لذا مي‌تواند در زمان مقتضي از مسير او كنار برود. اين سيستم درحالي كه خودرويي از عقب نزديك شود و همچنين درحال سبقت گرفتن و جلو زدن باشد، به راننده هشدار دهد. اين اطلاعات، به راننده ديد بهتري براي اخذ بهترين تصميم در شرايط ياد شده مي‌دهد. نكته اساسي اين است كه هر دو طرف خودرو به روش همساني پوشش داده مي‌شوند.

تكنولوژي به كار رفته
يك دوربين ديجيتال، روي هر يك از آينه‌هاي بغل خودرو كار گذشته مي‌شود كه در يك ثانيه تعداد زيادي عكس مي‌گيرد. سيستم با مقايسه اين تصاوير، مي‌تواند هر حركتي را در ناحيه ديد، شناسايي كند. ناحيه ديد اين دوربين، به شعاع 5/9 متر و وسعت آن 3 متر است. اين سيستم به‌گونه‌اي برنامه‌ريزي شده است كه قابليت شناسايي خودروها، موتور سوارها و ساير وسايل نقليه را در طول روز و شب داشته باشد. همچنين، به عوامل غيرمتحرك مانند خودروهاي پارك شده، گاردريل‌ها، سرعت‌گيرها، ستون‌هاي برق و... واكنشي نشان نمي‌دهد.
اين سيستم در تمامي سرعت‌هاي بالاتر از 10 كيلومتر در ساعت فعال است. همچنين، نسبت به وسايل نقليه‌اي كه حداكثر 20 كيلومتر در ساعت آهسته‌تر و يا 70 كيلومتر در ساعت سريع‌تر از وسيله نقليه حامل خود حركت مي‌كنند، هشدار مي‌دهد.


پانوشت‌ها:
1. Blind Spots
2. Short- range radar
3. Multi- beam radar
4. Wide- angle mirror

منبع:
www.auto-innovations.com

فرايند نيتروژن‌دهي1 به منظور سخت كردن سطح فولاد، در 1923 توسط دكتر آدولف فري2 ابداع و پس از جنگ جهاني دوم به صورت صنعتي در ژاپن به كار گرفته شد. اين روش بويژه براي قطعاتي از خودرو يا هواپيما نظير: سيلندر يا شيرآلات خروج دود كه در دماي بالا، فشاربالا و سرعت بالا كار مي‌كنند، مناسب است.
مزاياي فرايند نيتروژن‌دهي در مقايسه با ديگر روش‌هاي سختكاري سطحي، عبارتند از:
1 . سختي سطحي بالاتر و باقيماندن سختي حتي پس از عمليات حرارتي در 500 درجه سانتي‌گراد
2 . مقاومت سايشي بيشتر لايه سطحي
3 . افزايش مقاومت در برابر خستگي
4 . افزايش مقاومت در برابر خوردگي
5 . دماي كمتر عمليات (حدود 500 درجه سانتي‌گراد)
6 . عدم نياز به عمليات حرارتي سخت گرداني پس از نيتروژن‌دهي
7 . اعوجاج بسيار كم
فرايند نيتروژن‌دهي، در واقع اشباع سطح فولاد توسط نيتروژن است. در اين حالت، سطح قطعه سخت شده، مقاومت در برابر سايش افزايش مي‌يابد، حد خستگي3 زياد شده و قطعه در برابر خوردگي آب و هواي مرطوب، محافظت مي‌شود. دراين روش، با استفاده از تجزيه گاز امونياك در محدوده دمايي 480 تا 650 درجه سانتي‌گراد، نيتروژن اتمي آزاد شده و با نفوذ در سطح قطعه فولادي، آن را اشباع مي‌كند:
1)

خصوصيت ويژه اين روش آن است كه به عمليات سخت گرداني بعدي نياز نيست و سختي قطعه تا دماي 600 تا 650 درجه سانتي‌گراد نيز حفظ مي‌شود. به همين دليل، قبل از انجام نيتراته كردن بايد تمامي عمليات از جمله عمليات حرارتي، ماشينكاري و سنگ‌زني، در مورد قطعات انجام مي‌شود. از اين روش، معمولاً براي نيتراته كردن سطح فولادهاي متوسط كربن و آلياژي كه حاوي عناصر مستعد تشكيل نيترور، نظير V, Mo, Cr, Alهستند، استفاده مي‌شود. ضخامت لايه سخت شده در اين روش، معمولاً 2/0 تا 4/0 ميلي‌متر است و مدت زمان كار، با توجه به پايين بودن دما در مقايسه با روش‌هاي ديگر، بيشتر است.

روش‌هاي نيتروژن‌دهي
روش‌هاي مختلفي براي عمليات نيتروژن‌دهي وجود دارد كه عمدتاً براساس محيط نيتروژن‌دهي، مدت، دما و نوع تركيب لايه سطحي، متفاوت هستند. اين روش‌ها عبارتند از:
1 . روش پودري
2 . روش حمام نمك
3 . روش گازي4
4 . روش يوني5
5 . روش پلاسما
روش پودري، امروزه عملاً مورد استفاده قرار نمي‌گيرد. روش حمام نمك، عمدتاً براي نيتروژن‌دهي كوتاه‌مدت به‌كار مي‌رود. ناگفته نماند كه عمليات تميزكاري قطعات بويژه سوراخ‌ها و چاك‌ها از نمك، نياز به نيروي انساني و هزينه دارد. عيب ديگر اين روش، دماي بالاست (570 درجه سانتي‌گراد) كه دماي بازگشت بسياري از فولادهاي ابزار را افزايش مي‌دهد. امروزه مسائل زيست‌محيطي مربوط به حمام‌هاي سمي نمك سيانيد پس از مصرف نيز مطرح است. روش گازي در دماي كمتري انجام مي‌شود، اما از لحاظ زماني بسيار طولاني و گاه چند روزه است. امروزه، بهترين و مدرنترين روش نيتروژن‌دهي، روش يوني و پلاسماست.

نيتروژن‌دهي گازي
نيتروژن‌دهي گازي فرايندي است كه در آن، با قرار گرفتن ماده در تماس با گاز حاوي نيتروژن در دماي كمتر از A1 (براي فولادهاي فريتي)، نيتروژن به سطح ماده نفوذ مي‌كند. براي دستيابي به سطح سخت، عمليات سختكاري، ضرورتي ندارد. دماي نيتروژن‌دهي گازي براي تمامي فولادها 500 تا 560 درجه سانتي‌گراد است.
دلايل انجام عمليات نيتروژن‌دهي عبارتند از:
1 . افزايش سختي سطح
2 . افزايش مقاومت سايشي و خوردگي سايشي
3 . بهبود خواص خستگي
4 . بهبود مقاومت خوردگي (بجز فولادهاي ضدزنگ)
5 . حفظ استحكام و مقاومت در برابر نرم شدن تا دماي نيتروژن‌دهي
به دليل دماي پايين فرايند، اعوجاج و تغيير شكل در مقايسه با كربن‌دهي يا سختكاري معمولي، كمتر است. حضور عناصر آلياژي نظير: Mo, V, Cr, Al در فولاد، براي عمليات نيتروژن‌دهي گازي مفيد است زيرا در دماي عمليات، نيتريدهاي پايدار تشكيل مي‌دهند. فولادهاي غيرآلياژي براي عمليات نيتروژن‌دهي گازي مناسب نيستند، زيرا لايه‏اي بسيار ترد تشكيل مي‌دهند كه به سرعت «قلوه كن» مي‌شود. فولادهاي زير براي كاربردهاي مخصوص مورد عمليات نيتروژن‌دهي گازي قرار مي‌گيرند:
1 . فولادهاي كم آلياژ محتوي آلومينيم
2 . فولادهاي كم آلياژ متوسط كربن حاوي كرم سري‌هاي: 4100، 4300، 5100، 6100، 8600، 8700، 9800 و 9300
3 . فولادهاي ابزار گرم كار حاوي 5 درصد كرم نظير: H­13, H12, H11
4 . فولادهاي ضدزنگ فريتي و مارتنزيتي سري 400
5 . فولادهاي آستينتي ضدزنگ سري 300
از آنجا كه عمليات سختكاري بعد از نيتروژن‌دهي صورت نمي‌گيرد، تمامي فولادهاي عمليات حرارتي‌پذير بايد قبل از عمليات نيتروژن‌دهي، كوئنچ و تمپر شوند.
عمليات نيتروژن‌دهي گازي با استفاده از آمونياك به دو صورت انجام مي‌شود:
1 . تك مرحله‌اي
2 . دو مرحله‌اي
حاصل فرايند تك مرحله‌اي، لايه‌اي شكننده و غني از نيتروژن است كه به عنوان لايه نيتريد سفيد در سطح نيتريد وجود دارد (شكل 1).

شكل 1: فرايند نيتروژن‌دهي تك مرحله‌اي

در فرايند دو مرحله‌اي، ضخامت لايه شكننده سفيد كاهش مي‌يابد. فرايند دو مرحله‌اي، تكرار فرايند تك مرحله‌اي است با اين تفاوت كه ميزان تجزيه آمونياك با استفاده از يك تجزيه كننده، در مرحله دوم به 65 تا 85 درصد مي‌رسد. در اين حالت، دما تا 560 درجه سانتي‌گراد رسيده و با افزايش مقدار N و سرعت بالاي نفوذ به داخل، ضخامت لايه ه در سطح كم و ضخامت لايه‌هاي دروني افزايش مي‌يابد (شكل 2).

شكل 2: فرايند نيتروژن‌دهي دو مرحله‌اي

نيتروژن‌دهي يوني
نيتروژن‌دهي يوني فرايندي است كه در آن، از نيتروژن يونيزه شده به تنهايي و يا همراه با ديگر گازها استفاده مي‌شود تا با سطح قطعه واكنش انجام دهد. بعد از تخليه محيط گازي، نيتروژن و هيدروژن به آرامي وارد مخزن كوره مي‌شوند. قطعات توسط جريان الكتريكي گرم مي‌شوند و وقتي دما به حدود 350 تا 400 درجه سانتي‌گراد رسيد، حالتي از برافروختگي6 در اطراف قطعه ايجاد مي‌شود. مخزن كوره، توسط تشعشع ناشي از قطعات، گرم مي‌شود. برافروختگي ايجاد شده، نيتروژن را يونيزه كرده و پتانسيل الكتريكي، جابجايي و حركت نيتروژن‌هاي يوني را به سمت قطعات، سرعت مي‌بخشد.
ملزومات فرايند عبارتند از:
1. مخزن خلاء، براي زدودن گازهاي آلوده‌كننده نظير هوا
2. تأمين توان DC ولتاژ بالا كه قادر باشد حداقل ولتاژ 800 تا 1000 ولت مورد نياز براي برافروختگي را توليد كند.
3. سيستم توزيع گاز كه سرعت جريان و نسبت مخلوط مناسب را فراهم كند.
4. سيستم كنترل فشار براي نگهداشتن فشار در حدود 1 تا 10 torr، تا بتواند در محدوده ولتاژ مورد نظر، برافروختگي را پشتيباني كند.
پتانسيل DC بين قطعات و مخزن برقرار مي‌شود. قطعات، در حكم پتانسيل منفي (كاتد) و مخزن در پتانسيل مثبت (آند) قرار مي‌گيرند. هنگامي كه تحت شرايط فرايند، ولتاژ اعمال مي‌شود، جريان درست شبيه به گازي معمولي يا ديودهاي لوله‌اي تخليه برافروختگي7 نظير لوله‌هاي بخار جيوه، عمل مي‌كند. هر چه مقدار خلاء كمتر (فشار بيشتر) باشد، نزديكي و چسبندگي قسمت برافروخته به قطعه بيشتر است و آن قسمت نازكتر به نظر مي‌رسد (شكل 3).

شكل 3: ارتباط بين فشار كوره و عرض برافروختگي در اطراف قطعه كار

با استفاده از تغيير فشار مي‌توان پوشاندن8 قسمت‌هايي نظير سوراخ‌هاي ريز و مانند آنها را كه نياز به نيتروژن‌دهي ندارند، انجام داد. براي نفوذ يون‌ها به سوراخ‌هاي ريز، از فشارهاي بيشتر (برافروختگي كمتر) استفاده مي‌شود. در غير اين صورت، در فشار كمتر، پرش از روي سوراخ‌ها، از عمليات نيتروژن‌دهي پيشگيري مي‌كند.
برافروختگي اطراف محيط كاتد (قطعه كار) در واقع، محصول جانبي مكانيسم تخليه بوده و به اين دليل پديد مي‌آيد كه الكترون‌هاي مدار آخر يون گازي، توسط ميدان الكتريكي مدارهاي بالاتر و پايين‌تر، حركت كرده و يا انرژي جنبشي را بين يون‌ها منتقل مي‌كنند. اين مسئله منجر به نشر تشعشع الكترومغناطيسي در فركانس‌هاي مجزا مي‌شود كه بخشي از آن، قابل رؤيت است (شكل 4).

شكل 4: چرخه نيتروژن‌دهي يوني

براي آماده‌سازي و تميزكاري قطعات قبل از عمليات نيتروژن‌دهي، از فرايند پراكنش9 استفاده مي‌شود. پراكنش، با استفاده از گازي خنثي نظير آرگون يا هيدروژن انجام مي‌شود. در فشار كم (كمتر از يك torr) و ولتاژهاي زياد (بيشتر از 700 ولت) بمباران يوني روي سطح قطعه كار اتفاق مي‌افتد و آلودگي‌هاي سطح را تميز مي‌سازد. برخورد يون‌هاي H2­ و Ar روي سطح، هيچ‌گونه واكنشي جز زدايش آلودگي‌ها ندارد (شكل 5).

شكل 5: تجهيزات نيتروژن‌دهي يوني

لايه سطحي نيتريدي
هنگامي كه نيتروژن به سطح فولاد نفوذ مي‌كند، ابتدا درون شبكه اتمي مستقر مي‌شود؛ يعني در فضاي بين اتم‌هاي آهن در شبكه، اگر تمامي فضاها اشغال شوند، حد حلاليت نيتروژن فرا مي‌رسد. در مقادير نيتروژن بيشتر، نيتريدها مطابق نمودار فازي آهن- نيتروژن (شكل 6) تشكيل مي‌شوند.

شكل 6: نمودار فازي Fe-N

نفوذ نيتروژن به سطح و تشكيل تركيبات نيتريدي در سطح، توسط متالوگرافي و حكاكي قابل مشاهده است. لايه نيتريد، لايه‌اي سفيد رنگ با ضخامت 5 تا 10 ميكرون است. گاهي در اين لايه و يا سطح آن، تخلل مشاهده مي‌شود. لايه نفوذي، به صورت منطقه‌اي تاريك ديده مي‌شود. نفوذ نيتروژن و تشكيل لايه نيتريد سختي فولاد را افزايش مي‌دهد، لذا عمق نيتروژن‌دهي با اندازه‌گيري سختي، قابل تغيير است. وجود عناصر آلياژي نظير: V, Mo, Al, Cr لايه‌هاي نيتريد پايدار را تشكيل مي‌دهند.
مهمترين مشخصه لايه نيتريدي، مقاومت آن در برابر سايش و خواص ضد اصطكاكي است كه در مورد لايه ه، بيشتر جلوه دارد، اما تافنس لايه م بهتر است. به دليل اعمال تنش‌هاي فشاري در سطح، استحكام خستگي افزايش مي‌يابد. افزايش مقاومت در برابر خوردگي نيز از ديگر خصوصيات لايه نيتريدي است كه در لايه م بيش از ه وجود دارد (شكل 7).

شكل 7: مكانيسم تشكيل لايه سطحي نيتريد

مقايسه روش‌هاي نيتروژن‌دهي گازي و نيتروژن‌دهي يوني در مورد فولاد SACM 645ا [1 و 6]:
1. دما
روش گازي: 450 تا 570 درجه سانتي‌گراد
روش يوني: 380 تا 570 درجه سانتي‌گراد
2. زمان عمليات
روش گازي: 35 تا 100 ساعت
روش يوني: 10 ساعت
3. گاز مورد استفاده
روش گازي: آمونياك NH3
روش يوني: H2+H2
4. گرم كردن
روش گازي: تجزيه آمونياك با استفاده از گرم كننده الكتريكي. سپس، واكنش با N2 توسط كاتاليزور Fe
روش يوني: يونيزه كردن گازهاي N2 و H2 با استفاده از گرم‌كننده الكتريكي و تخليه. سپس، واكنش بين N+ و Fe+ در حالت پلاسما
5 . تركيب لايه تشكيل شده
روش گازي:

6 . درصد وزني نيتروژن
 

7 . نيتروژن‌دهي موضعي
روش گازي: مشكل
روش يوني: بسيار آسان
8 . عوامل كنترلي
روش گازي: تجزيه گاز آمونياك
روش يوني: ولتاژ تخليه، جريان
9. محيط كاري
روش گازي: خوب
روش يوني: عالي
10.هزينه عملياتي
روش گازي: زياد
روش يوني: نسبتاً زياد
11.مسائل زيست‌محيطي
روش گازي: گاز احتراق
روش يوني: هيچ
12. وضعيت آينده روش
روش گازي: ضعيف
روش يوني: عالي

شكل 7: مكانيسم تشكيل لايه سطحي نيتريد

پانوشت‌ها:
1. Nitriding
2. Adolf Fry
3. Fatigue
4. Gas Nitriding
5. Ion Nitriding
6. Glow
7. Glow Discharge
8. Masking
9. Sputtering

منابع:
1. E. Haberling, K. Rasche, "Plasma Nitriding of Tool Steels", New Materials Processes Experiences for Tooling, Germany, 1992.
2. Metals Handbook, Vol.5, "Surface cleaning Finishing and coating", ASM, 9th ed., 1982.
3. Heat treatment technology, Dowa Kogyo Ltd., Thermoteck division, Japan, 1997.
4. Y. Mutakami, "Heat treatment of high speed steel tools", OSG Co.Ltd., Japan.
5. M. Sugiyama, "Development of heat treating furnace for tool steels", Japan Hayes Ltd., Japan.
6. T. Arakawa, "An Introduction to Ion Nitriding", CEMM Co., Japan.
7. Metals Handbook, Vol.2, "Heat treating, clening and Finishing", ASM, 8th. Ed, 1964.

مهندسي همزمان، نوعي روش طراحي براي توسعه محصولات و ساخت آنهاست كه فرايندها را نيز به‌طور همزمان در نظر مي‌گيرد. اين روش بر شالوده كار تيمي و استفاده از برخي تكنيك‌هاي كاري بنا شده و كارايي سازمان را افزايش مي‌دهد. در اين روش، با استفاده از تيم‌هاي چند تخصصي مي‌توان تفكر مفهومي، طراحي محصول و برنامه‌ريزي توليد را همزمان انجام داد. هدف اين روش، ملزم كردن افراد به در نظر گرفتن تمام عوامل چرخه عمر محصول شامل نيازهاي مشتري و تأمين‌كنندگان نظير؛ عملكرد، كيفيت، هزينه، برنامه اجرايي، تعمير و نگهداري، از همان ابتداي كار است.

دو اصطلاح مهندسي همزمان1 و مهندسي موازي2، هنوز در صنعت كاربرد دارند، اما با انتخاب نام Concurrent Engineering توسط وزارت دفاع امريكا، اين نامگذاري به‌تدريج بر نامگذاري‌هاي ديگر غالب شده است (در اين مقاله، مهندسي همزمان معادل همين روش انتخاب شده است). با توجه به اينكه امروزه رقابت جهاني در ارائه محصول جديد بسيار فشرده است، زمان ارائه محصول به بازار وجه تمايز بسيار مهمي بين شركت‌هاي موفق و ناموفق است. شركت‌هاي موفق ياد مي‌گيرند كه چگونه زمان و استفاده از پيشرفت‌هاي تكنولوژي را مديريت كنند. مهندسي همزمان، يكي از پيشرفت‌هاي ملموس در اين زمينه بوده و به عنوان تكنيكي بسيار موفق تكامل يافته است. در اين تكنيك، مهندسي طراحي محصول و مهندسي طراحي فرايند به‌طور همزمان اجرا مي‌شوند. مهندسي طراحي محصول، محصول نهايي را به صورت دستورالعمل‌هاي مهندسي (مدل‌هاي هندسي و مشخصات مواد) تعريف و تعيين مي‌كند. اين دستورالعمل‌ها آنچه را كه قسمت خريد بايد تهيه كند و نيز آنچه را كه قسمت ساخت بايد توليد و مونتاژ كند، شامل مي‌شوند. مهندسي طراحي فرايند، فرايندهايي را تعيين مي‌كند كه ضمن بيان آرايش ماشين‌آلات و ايستگاه‌هاي كاري، نشان مي‌دهد محصول مورد نظر چگونه بايد ساخته و مونتاژ شود. مهندسي همزمان، به دنبال تحقق اهداف زير است:
1 . كاهش تعداد تغييرات مهندسي
2 . ايجاد حداكثر تغييرات در شروع پروژه
3 . كاهش زمان رسيدن محصول به بازار
4 . كيفيت
5 . افزايش بهره‌وري
6 . افزايش فروش
7 . رضايت مشتري
8 . برگشت سرمايه
تعاريف مهندسي همزمان
مفهوم اوليه مهندسي همزمان، كاهش زمان توسعه محصول بود، اما امروزه مهندسي همزمان ديدگاهي سيستماتيك و يكپارچه است كه به‌طور همزمان، طراحي محصولات و فرايندهاي مرتبط ساخت و خدمات پس از فروش را مشخص مي‌سازد.
[(توابع چرخه عمر) موازي بودن] => CE
-  CE ديدگاه سيستماتيك توسعه يكپارچه محصول است كه بر پاسخ به نيازها و انتظارات مشتري تأكيد مي‌كند.
- [(توابع چرخه عمر) d (زمان)اCE= min
- حداكثر كردن كيفيت= CE
[كاهش هزينه‌ها و كاهش زمان آماده‌سازي و حداكثر كردن كيفيت]=CE
[يكپارچگي طراحي محصول و فرايند]= CE

اجزاي مهندسي همزمان
1. ساختار multidisciplinary يا تيم‌هاي متشكل از افرادي با تخصص‌هاي مختلف و چند نقش.
- ارتقاي روحيه نوآوري و خلاقيت
- سرعت درگيري تأمين‌كنندگان و پيمانكاران در پروژه
2. هم‌افزايي و كار تيمي
- توانمندسازي
- كارمنديابي (چه كسي براي چه شغلي مناسب است)
- سازماندهي
- رهبري
- اندازه‌گيري
- استقلال
- حافظه فني يا دانش know how
3. جهاني شدن
- ايجاد شركاي خارجي
- هماهنگي با پيمانكاران و تأمين‌كنندگان

شروع مهندسي همزمان
در آغاز به نظر مي‌رسيد كه CE مورد توجه شركت‌هاي بزرگ بوده و مي‌تواند تغييرات مورد نياز آنها را ايجاد كند. بعدها مشخص شد كه اين روش بتدريج مورد توجه پروژه‌هاي كوچك نيز قرار گرفته و شركت‌هاي كوچك نيز نيازهاي خود را از طريق اجراي آن برطرف كرده‌اند. شايد علت اصلي اين بود كه اغلب كاركنان اين نوع شركت‌ها، مسئوليت‌هاي مختلفي دارند و اين يعني همان تيم‌هاي چند تخصصي. برخي نيازهاي اوليه براي اجراي CE عبارتند از:
1. ايجاد حركت‌هاي بزرگ
حركت‌هاي بزرگ، محرك فكرهاي جديد و عملكردهاي نوين است. ايجاد تغيير در طرز تفكر كاركنان نسبت به توسعه محصول، كليد موفقيت است. فرهنگ مشاركت بايد بين كاركنان ايجاد شود. زيرا تغيير فرهنگ‌هاي كاري، بسيار مشكل است. مفهوم CE بسيار ساده ولي اجراي آن بسيار مشكل است. تغييرات فرهنگي به دو صورت محقق مي‌شوند:
الف- تغيير در نگرش تمامي كاركنان به كيفيت و پيش نيازهاي كسب و كار.
ب- تغيير در فرهنگ كاري به نحوي كه قدرت كافي به تيم‌هاي كاري تفويض شود.
در مشاركت‌ها، كاركنان بايد بدانند آنچه از كيفيت درك مي‌كنند ممكن است با درك مشتريان متفاوت باشد. كاركنان بايد به طرز تفكر خود هنگام خريد اجناس و محصولات از بازار توجه بيشتري كنند. مثلاً، زماني كه يك مهندس پروژه براي خريدهاي شخصي خود به بازار مي‌رود و مي‌خواهد يك ميز ناهارخوري بخرد، دقت مي‌كند كه قطعات ميز مقاوم باشد و نيز به شكل و اندازه آن توجه مي‌كند، اما هنگامي كه در حال ساخت يك ميز است، علاوه‌بر توجه به شكل و اندازه و مقاومت ميز، بايد به كوچكترين خراش و خط موجود در اين محصول توجه كرده و از خريد آن خودداري كند. اين طرز توجه، مثالي از اختلاف كيفيت بين مشتري و فروشنده است.
2. اخذ نقطه نظرات مشتري
3. برنامه‌ريزي براي ايجاد تغيير
4. تفويض قدرت به تيم‌هاي كاري
5. ارائه آموزش‌هاي لازم (امري حياتي است)
شركت بايد اعضاي تيم‌هاي CE را از طريق ارائه دوره‌هاي آموزشي: QFD، DFMA و آموزش تاگوچي، آموزش دهد.
مهندسان طراح محصول، نياز به آموزش در زمينه فرايندهاي توليد دارند كه تعيين جزئيات آن منوط به اندازه شركت است. كاركنان بايد با توجه به نقش‌هاي جديدشان در تيم‌هاي كاري، به فرايندهاي توليد و محصولات، توجه بيشتري كنند. آنها بايد بدانند محصولات از آنچه كه قبلاً فكر مي‌كرده‌اند، بسيار پيچيده‌ترند.
مهندسان ساخت و توليد، بايد در زمينه بهبود بازده تجهيزات و كاربرد آنها در زمينه‌هاي DFMA، FMEA آموزش ببينند. هر عضو تيم‌هاي كاري و واحدهاي ستادي، بايد بداند كه هدر رفتن زمان، فاقد ارزش افزوده است و فقط با ارزش افزوده در هر عمليات شركت مي‌تواند سود توليد كند كه اين نيز به بهبود محصول و حفظ رقابت در بازار بستگي دارد.

شكل 1: محدوده و مقايسه كامل به‌كارگيري مهندسي همزمان

راهكارهاي مديريت CE
تعهد به CE و تغيير روش‌هاي قديمي، مهم‌ترين عامل مديريت ديدگاه‌هاي جديد در CE است. راهكارهاي مهم در مديريت CE كه بعضاً به مديريت و متدولوژي‌ها مربوط مي‌شوند، عبارتند از:
1. مديريت ارشد، نيازمند ايجاد تيم‌هاي كاري و حمايت از آنهاست. او بايد از آمادگي تغييرات و ايجاد بهبود و اثربخشي در CE برخوردار باشد. به سرمايه‌گذاري در امر آموزش و تأمين تجهيزات جديد نيز نياز است. مديريت، به برنامه‌ريزي بلندمدت نياز دارد به‌طوري كه براساس آن، زمان‌هاي آماده‌سازي كاهش يابند و برنامه محصولات جديد با سرعت بيشتري نسبت به قبل اجرايي شوند.
2. مهندسان طراح محصول، بايد در زمينه تكنيك‌هاي محصول آموزش ببينند. آنها بايد ارزش افزوده محصول را بدانند و به جزئيات محصول آگاه شوند.
3. به ساختاري رسمي براي تيم‌هاي كاري نياز است تا اعضاي تيم دريابند عملكرد شغل‌هايشان مي‌تواند با يكديگر مرتبط باشد. آنها نبايد در بخش‌هاي خود بمانند بلكه بايد در جلسات هفتگي و ماهانه شركت كنند. ايده‌آل اين است كه اعضاي تيم در كنار يكديگر و در يك دفتر كار كنند تا روحيه تيمي قوي‌تري حاكم شود.
4. براي اعضاي تيم بايد سند كاري مشتركي تدوين شود تا بيانگر اهداف تيم باشد. اعضاي تيم با اهداف موافق بوده و براي تحقق آنها متعهد خواهند شد.
5 . اعضاي تيم‌ها بايد جلساتي منظم داشته باشند. در شركت‌هاي بزرگتر، تيم‌هاي كاري شامل تعدادي تيم‌هاي كوچكترند كه معمولاً به صورت بسيار نزديك با هم، كار كنند.
6 .اعضاي تيم بايد زمان قابل توجهي را با مشتريان بگذرانند. البته طبيعي است كه تمام اعضا نمي‌توانند جلساتي را با مشتريان برگزار كنند، اما در دوره‌هاي زماني مختلف مي‌توانند با مشتريان مختلف، جلساتي بگذارند.
7. مديران خريد بايد با ديدي بازتر نسبت به هزينه محصول و عملكرد آن بنگرند. آنها بايد فرايند سازمان خود را بشناسند، پيمانكاران را زير نظر داشته باشند و رابطه كاري طولاني با آنها برقرار كنند.
8 . تأمين‌كنندگان عمده محصول، بايد بسيار زودتر در پروژه درگير شوند. فرايند انتخاب آنها بايد كوتاه‌تر شود تا به سرعت درگير پروژه‌هاي بهبود مستمر محصول شوند.
9. تأمين‌كنندگان منتخب بايد نمونه‌سازي محصول را انجام دهند. با اين كار، شبيه‌سازي محصول قبل از مواجهه با مشكلات، انجام مي‌شود و مشكلات آن قبل از رسيدن به بحران، براساس نمونه ساخته شده بررسي مي‌شود.
10. طرح اوليه محصول نبايد تا زماني كه آناليز فرايندهاي محصول و قيمت آن انجام نشده است، منتشر شود. بايد از تكنيك‌هايي نظير DFMA استفاده شود.
11. يكي از مشكلاتي كه مي‌تواند به محصول آسيب برساند، تغييرات ناگهاني در بازار يا رقباست. تيم‌هاي كاري بايد عملكردهاي مناسبي در اين گونه موارد از خود نشان دهند.
12. موقعيت‌هاي شغلي اعضاي تيم بايد حفظ شود زيرا آنها زمان زيادي را در تيم‌ها مي‌گذرانند و بايد مطمئن باشند كه شغل‌شان پس از بازگشت به بخش‌هاي اصلي خود، حفظ شده است.

اصل كار تيمي
هدف ما از تيم كاري در مهندسي همزمان، تيمي متشكل از اعضاي يك يا چند بخش نيست بلكه منظور تيمي متشكل از تمامي واحدهاي درگير از ابتدا تا انتهاي پروژه است. اين تيم مي‌تواند شامل افراد زير باشد:
1 . مهندسين بخش طراحي
2 . مهندسين بخش ساخت
3 . مهندسين بخش بازاريابي
4 . مهندسين بخش خريد
5 . متخصصين مالي
6 . فروشندگان عمده محصول
اين تيم، كار خود را از اولين مراحل تعريف نياز شروع كرده و حيات خود را تا پايان پروژه حفظ مي‌كند. به‌تدريج كه پروژه به پيش مي‌رود، افرادي از تيم خارج و افراد ديگري جايگزين آنها مي‌شوند. از سوي ديگر، شركت در چند تيم، به معناي اختصاص تمام وقت كاركنان به اين كار نيست. مثلاً يك يا دو روز از وقت كاركنان در هفته براساس نياز تيم به پروژه اختصاص مي‌يابد و اعضا در مواقع ديگر به كارهاي اصلي خود مي‌پردازند.
نحوه كار تيم‌ها به اين صورت است كه از زماني كه محصول تنها يك نقاشي يا طرح روي كاغذ است، مهندسين بخش ساخت، به‌تدريج كار خود را آغاز كرده و به فكر امكانات و ماشين‌آلات مورد نياز مي‌افتند. اين كار، به‌تدريج كه مراحل طراحي عميق‌تر مي‌شود و شكل جدي‌تر و واقعي‌تري مي‌يابد، تا جايي كه با اتمام طراحي و محصول تقريباً تمام امكانات مورد نياز ساخت نيز به موازات پيش‌بيني شده است.
از سوي ديگر، ساير اعضاي تيم مثلاً بازاريابان هم در مورد بهينه‌سازي طرح براي موفقيت بيشتر آن در فروش نظر مي‌دهند. بديهي است كه هرگونه تغيير درخواستي بازاريابان در مراحل ابتدايي پروژه هزينه كمتري نسبت به مراحل بعدي در بر خواهد داشت.
ممكن است اين تلقي پديد آيد كه در اين روش، زمان بيشتري صرف محصول مي‌شود، در حالي كه در روش‌هاي سنتي گرچه در ابتدا وقت كمتري براي شروع اختصاص مي‌يابد، اما با پيشرفت پروژه وقت بيشتري صرف دوباره‌كاري و تغييرات مي‌شود كه به گرانتر شدن محصول و دير به بازار آمدن آن مي‌انجامد.

محرك‌هاي مهندسي همزمان
با توجه به فشاري كه از سوي بازار جهاني درخصوص معرفي سريعتر محصولات وجود دارد، جاي تعجب نيست كه راهي براي كوتاه‌تر كردن اين چرخه با انجام فعاليت‌ها به شيوه موازي و نه سري، كشف شده است. اين روش، همان مهندسي همزمان است.
يك مهندس طراح مكانيك، معمولاً در مورد ويژگي‌هاي توليد از تجربه و تخصص لازم برخوردار است. مهندس توليد نيز معمولاً با تمامي مشكلات موجود در طراحي، آشنايي كافي ندارد. بنابراين، مهندسي همزمان به دليل عدم اشتراكي كه بين مهندسان توليد، طراحان تجهيزات فرايند و مهندسان طراح محصول وجود دارد، اهميت ويژه‌اي دارد. در واقع تا چند سال اخير، مهندسان طراح امريكايي احساس نمي‌كردند كه لازم است در مورد مسائل مربوط به ساخت نيز فكر كنند، در حالي كه امروزه اين امر براي حفظ بقاي سازمان، امري كاملاً ضروري است. البته در تعداد زيادي از سازمان‌هاي صنعتي كشورهاي ديگر كه اختلاف كمتري بين عوامل طراحي و توليد وجود دارد، مهندسان طراح با عوامل داخلي كارخانه بسيار نزديكتر و آشناتر هستند و در بيشتر مواقع طراحي آنها براي توليد، مناسبتر است.
در سازمان‌ها و كارخانه‌هاي سنتي امريكا، طراحي و توليد نه تنها توسط ديوارهاي سازماني از يكديگر جدا مي‌شوند بلكه از نظر زمان و موقعيت جغرافيايي نيز با هم فاصله دارند. در بسياري مواقع، مهندسان ساخت تا ماه‌ها بعد از تكميل طراحي، به آن نگاه نمي‌كنند. بنابراين، طراحي‌هاي انجام شده توسط مهندسان طراح، ممكن است صدها مايل دورتر از محل ساخت باشند. تمامي اين جدايي‌هاي سازماني، جغرافيايي و زماني، در پروژه‌هاي مهندسي همزمان حذف مي‌شوند.

موفقيت‌هاي مهندسي همزمان
يكي از كليدهاي موفقيت مهندسي همزمان، ارتباطات مؤثر در آن است كه ارتباطات انساني مؤثر و ارتباطات كامپيوتري مؤثر را در برمي‌گيرد. اتصال به ارتباطات كامپيوتري با سرعت بالا، باعث جريان مؤثر اطلاعات بين ايستگاه‌هاي كاري شده و از طريق دستيابي مؤثر به اطلاعات موجود در ايستگاه‌هاي كاري دوردست، همزماني نيرومندي بين فعاليت‌هاي موجود ايجاد مي‌شود.

شكل 2: بهترين زمان تغييرات

طراحي همزمان، نه تنها در مهندسي و ساخت بلكه در برنامه‌هاي بازاريابي و فروش نيز به زمان توليد كوتاه و تغيير سريع محصول، با پروتوتايپ فيزيكي جزئي و يا بدون آن، منجر مي‌شود.
موفقيت مهندسي همزمان به تلاش مديران ارشد سازمان براي موفقيت آن بستگي دارد. مديريت ارشد به هر قيمتي كه شده، نبايد محدوديتي براي تيم كاري ايجاد كند و اعضاي تيم بايد بدون دخالت ديگران تصميم بگيرند. به اين ترتيب، مديران ارشد شاهد وقوع اتفاقات زير خواهند بود:
1. محصولات، مطابق با نيازهاي مشتري طراحي و ساخته مي‌شوند
2. محصولات، زودتر از معمول روانه بازار خواهند شد
3. طي مراحل طراحي تا ساخت، تغييرات كمتري صورت مي‌گيرد و هزينه‌هاي كمتري به پروژه تحميل مي‌شود
4. عمليات ساخت، ارزان‌تر و آسان‌تر صورت مي‌گيرد
5. مسائل كيفي از ابتدا لحاظ مي‌شوند
6. هزينه‌هاي تعميرات و نگهداري در طول عمر محصول كمتر است
7. احتمال خرابي كمتر است

تغييرات سازماني در مهندسي همزمان
يك شركت، هنگامي مي‌تواند با مهندسي همزمان تطابق يابد كه فرهنگ خود را تغيير دهد. نيروي انساني درگير پروژه‌ها، بايد انگيزه بيشتري نسبت به قبل داشته باشد. گروه‌هايي جديد در سازمان تعريف مي‌شوند و مسئوليت‌هاي كاري برعهده نيروي انساني است. پايگاه اطلاعات مشترك بايد بين همه بخش‌هاي سازمان تشكيل شود و پايه‌هاي ساختاري جديدي تشكيل يابند.
هر اتفاقي كه در CE بيفتد، به نحوه نگرش مديريت در شركت بستگي دارد. به بينش و نگرش جديدي نياز است زيرا با اجراي سيستم CE و كار تيمي، برخي از مديران مياني اختيارات خود را از دست مي‌دهند و نيروهاي خود را بايد در تيم‌ها مشاركت دهند. مديران ارشد نيز از اينكه نيروهاي انساني را دور از خود و ساختار منظم قبلي شركت را در حال تغيير و تبديل به تيم‌هاي كاري مي‌بينند، نگران مي‌شوند.
در اغلب شركت‌ها، بايد ساختار مجدد طراحي و مهندسي محصول، تحت نظر مديريت به وجود آيد. وقتي طراحي و مهندسي و ساخت محصول تحت نظر مديرعامل قرار مي‌گيرد، بخش‌هاي جديد و داراي مسئوليت‌هاي جديد، با يكديگر ادغام مي‌شوند. مثلاً در توليد خودرو، طراحي قواي محركه و ساخت به يك قسمت و بدنه و تزئينات به قسمتي ديگر تبديل مي‌شوند.
در صنعت الكترونيك نيز يك قسمت كاربردهاي مدار چاپي و مونتاژ آنها را انجام مي‌دهد و ديگري ICها و اجزاي ديگر را مونتاژ مي‌كند. مهم اين است كه هر بخش، كاملاً مسئول تمام فعاليت‌هاست. مثلاً بخش‌هاي شاسي، برق، تزئينات و بدنه بايد در كنار يكديگر باشند زيرا تمامي آنها روي خودرو مونتاژ مي‌شوند. اگر اين بخش‌ها جدا از هم باشند، روند پيشرفت به كندي صورت مي‌گيرد.
در تغيير ارتباطات، بسياري از شركت‌ها ممكن است منابع سود جديدي پيدا كنند. اداره‌هاي مربوط به نيروهاي انساني و تيم‌هاي كاري در مركز سازمان قرار مي‌گيرند و بقيه بخش‌ها در اطراف آن قرار مي‌گيرند. اين بخش‌ها مي‌توانند پلي بين بخش‌هاي تحقيق و توسعه و ديگر بخش‌ها باشند.

نتيجه‌گيري
وقتي شركت‌ها تصميم مي‌گيرند به منظور سريعتر رساندن محصول به بازار از مهندسي همزمان استفاده كنند، موضوعات زيادي وجود دارد كه يا بايد ياد بگيرند و يا آنها را فراموش كنند. در اين روش، تأكيد زيادي بر عوامل انساني، شبكه انساني و نسل جديد مديريت مي‌شود. روابط انساني و رويكردهاي منابع انساني قديمي در محيط كاملاً همزمان، كارايي ندارند. از آنجا كه سازمان‌ها و بخش‌هاي مختلف با هم تركيب شده و يك تيم را تشكيل مي‌دهند هرم سلسله مراتب قدرت به كناري مي‌رود و به جاي آن، نظامي جديد به صورت شبكه‌اي سازماني كه توسط علم و دانش كنترل مي‌شود، جايگزين آن خواهد شد. اگر چه نيل به اين هدف ساده نيست، ولي براي حفظ بقاي سازمان ضروري است.
در مهندسي همزمان، تصميم‌گيري در مورد فعاليت‌ها، ويژگي‌هاي محصول، روش‌هاي ساخت و مونتاژ و حتي هزينه‌ها، سريعاً و با اتفاق نظر اعضاي تيم صورت مي‌گيرد. اين موضوع، تغييرات را به حداقل مي‌رساند، باعث كاهش چشمگير زمان و هزينه صرف شده در توسعه محصولات جديد مي‌شود و تا حد زيادي محصولات را سريع‌تر به بازار مي‌رساند.
با اجراي مهندسي همزمان، مراكز سوددهي CE در سازمان‌ها مورد توجه قرار گرفته و پايگاه اطلاعات مشترك در سراسر سازمان تشكيل مي‌شود. مثلاً قدرت ايستگاه‌هاي CAD افزايش يافته و شبيه‌سازي بيشتر مي‌شود. در بخش ساخت، اطلاعات مورد نياز براي ساخت قالب و فيكسچرها ايجاد شده و هر بخش مي‌تواند از آخرين اطلاعات و طراحي‌هاي اوليه و نهايي مطلع شود.

پانوشت‌ها:
1. Simultaneous Engineering
2. Parallel Engineering

منابع:
1. John R.Hartley Concurrent Engineering Productivity 1992
2. Biren Prasad Consurrent Engineering 1995
3. Thomas A.Salomone Concurrent Engineering 1995