Cơ Kỹ thuật – Ngành xịn thời 4.0 qua góc nhìn của kỹ sư mô phỏng

Cơ Kỹ thuật là sự kết hợp hài hòa giữa lý thuyết cơ học với công nghệ tính toán thời đại 4.0. Không chỉ giúp đánh giá rủi ro khi vận hành kỹ thuật, ngành học này còn được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực đời sống. 

Bài viết liên quan
► Cơ Kỹ thuật: Nhờ liên ngành mà ứng dụng vạn năng
► Cơ Kỹ thuật: Ngành học dự báo rủi ro trong vận hành kỹ thuật
► Tại sao doanh nghiệp Nhật Bản chuộng kỹ sư Cơ Kỹ thuật Bách khoa?
► Sinh viên Cơ Kỹ thuật Bách khoa là “mỏ vàng” của doanh nghiệp Nhật

MÊ CÔNG NGHỆ Ô TÔ, HỌC NGÀNH CƠ KỸ THUẬT: AI NGỜ HỌC MỘT ĐƯỢC HAI

Lần ngược về quá khứ, cơ duyên gắn bó với ngành Cơ Kỹ thuật đến với mình một cách tình cờ do ước vọng vào ngành Kỹ thuật Ô tô không thành. Thật ra Cơ Kỹ thuật là nguyện vọng 2 vì trong chuyến tham quan trường trước đó, mình có dịp lắng nghe các tiền bối say sưa giới thiệu ngành học thú vị này ở Phòng Thí nghiệm Cơ học Ứng dụng.

Từ nền tảng kiến thức đại cương hai năm đầu, đến năm Ba, tụi mình bắt đầu học chuyên ngành với nhiều môn đi sâu vào lý thuyết cơ học. Thú thật, tới tận khi ấy, mình vẫn chưa rõ mô phỏng là gì, tại sao phải đào sâu tính chất cơ học tới vậy, liệu những hiểu biết đó sẽ giúp ích gì cho công việc sau này. 

Mọi thứ dần rõ ràng hơn khi mình trò chuyện với thầy Nguyễn Ngọc Minh – người về sau trở thành giảng viên hướng dẫn luận văn của mình. Chuyện là mình vô tình coi được clip kiểm tra độ bền xe hơi bằng cách cho một mô hình đâm trực diện vô chiếc của hãng T. Bạn có thể dễ dàng đoán được toàn bộ đầu xe gần như bể nát. Lúc đó mình nghĩ chắc hãng T phải sản xuất nhiều xe mẫu cùng kiểu dáng để vượt qua bài kiểm tra. Tuy nhiên, việc thiết kế, chế tạo, kiểm tra nhiều lần như vậy không phải quá tốn kém thời gian, công sức và tiền bạc hay sao?

Đem thắc mắc đi hỏi thầy, thầy trả lời rằng công việc mô phỏng sẽ giúp chúng ta giải quyết tất cả. Mình không tin lắm. Làm sao có thể “bê” chiếc xe bự chảng vô máy tính nhỏ bé rồi tiến hành kiểm tra? Thầy giải thích rằng, để làm được điều đó, kỹ sư phải đi sâu vào lý thuyết cơ học – khối kiến thức nền tảng của ngành Cơ Kỹ thuật. Nhưng nếu chỉ áp dụng lý thuyết thì chưa thể làm mô phỏng. Điều quan trọng là cần kết hợp nhuần nhuyễn giữa lý thuyết cơ học với sức mạnh máy tính hiện đại.

Thì ra, chúng ta có thể “bê” ô tô vô máy tính bằng cách vẽ/ mô hình hóa nhờ phần mềm vẽ chuyên dụng, sau đó mô phỏng lại hiện tượng mong muốn xảy ra trên chiếc xe bằng phần mềm thương mại (được xây dựng trên nền tảng lý thuyết cơ học). 

Vậy là thay vì sản xuất hàng chục, thậm chí hàng trăm xe mẫu để kiểm tra độ bền thì mô phỏng đã cân hết mọi khâu. Kỹ sư có thể thực hiện nhiều lần trên máy tính một cách dễ dàng, thậm chí mạnh dạn thử nghiệm những ý tưởng táo bạo và điên rồ nhất. Thử hình dung một ngày nào đó, sản phẩm do bạn và cộng sự dày công mô phỏng – tính toán được sử dụng rộng rãi trong đời sống hàng ngày, cảm giác lúc đó sẽ hạnh phúc và tự hào biết bao.

Hiện tại, mình đang chủ trì xây dựng Jupiter-CFD – phần mềm tính toán, mô phỏng lưu chất với mục tiêu cung cấp các giải pháp liên quan tới động lực học chất lưu, truyền nhiệt của Công ty TechnoStar. Bên cạnh đó, tiếp tục nguồn cảm hứng về ô tô từ thời phổ thông, mình cũng tham gia hỗ trợ nhiều dự án tính toán – mô phỏng kết cấu, mô phỏng rung lắc của động cơ ô tô (động cơ đốt trong và động cơ điện) cũng như mô phỏng dòng chất lưu qua xe cho các tập đoàn ô tô hàng đầu Nhật Bản như: Mitsubishi, Suzuki, Yamaha…

NGÀNH CƠ KỸ THUẬT KHÔNG BAO GIỜ LỖI THỜI

Từ góc nhìn của một kỹ sư mô phỏng, mình nhận thấy ngành Cơ Kỹ thuật không bao giờ lỗi thời. Vì sao lại nói vậy? Bởi nền công nghiệp trong thời đại 4.0 luôn yêu cầu liên tục đổi mới, sáng tạo. Sự đổi mới vừa mở ra cơ hội vừa đi kèm rủi ro. Làm thế nào để kiểm soát chúng? Đây chính là lúc ngành Cơ Kỹ thuật phát huy sứ mệnh của mình. 

Lấy ví dụ về xu hướng xe điện hiện nay. Pin – trái tim của xe điện, rất nhạy cảm với nhiệt độ. Nhiệt độ quá cao hay quá thấp đều ảnh hưởng tới hiệu suất của bộ phận này. Nhà sản xuất kiểm tra tất cả trường hợp có thể xảy ra bằng cách nào trong khi chi phí chế tạo một pack pin trên ô tô điện cực kỳ cao? Câu trả lời chỉ có thể là mô phỏng. Sau khi quá trình mô phỏng hoàn tất, hãng xe sẽ làm ra mẫu thiết kế đạt chuẩn và trực tiếp kiểm thử lần cuối trước khi sản xuất đại trà.

Một ví dụ khác, nếu từng xem các video đánh giá ô tô, chắc hẳn bạn đã nghe qua cụm từ “khí động học xung quanh xe”. Nôm na, thuật ngữ này chỉ dòng khí đi qua xe trong quá trình di chuyển. Công đoạn mô phỏng giúp nhà sản xuất mô tả tính chất dòng chảy xung quanh xe, đồng thời dự báo dòng khí len lỏi vào động cơ thông qua mặt calang ở đầu xe, từ đó tính toán lực cản mà không khí gây ra khi xe chuyển động và đưa ra phương án thiết kế tối ưu. 

Hay gần gũi hơn là kết cấu khung xe đạp. Bạn đã bao giờ thắc mắc khung hợp kim có thể chịu được trọng lượng bao nhiêu? Làm sao biết được tải trọng tối đa của chúng? Và khi muốn thay đổi vật liệu khung xe, nhà sản xuất kiểm tra mức độ an toàn bằng cách nào? Đó là công việc của kỹ sư mô phỏng.

Từ các ví dụ trên, có thể nói Cơ Kỹ thuật là ngành học mới mẻ, tiên phong theo xu hướng liên ngành trong thời đại công nghiệp 4.0. Sự kết hợp độc đáo giữa yếu tố cơ khí, vật liệu, máy tính và nhiều hơn thế nữa trong lĩnh vực này chắc chắn sẽ thu hút đông đảo gen Z theo đuổi và gắn bó.

CHẮC TIẾNG ANH, RÀNH TIẾNG NHẬT ĐỂ RỘNG ĐƯỜNG THĂNG TIẾN

Thật ra, vốn tiếng Nhật của mình khá hạn hẹp. Vì TechnoStar là công ty đa quốc gia có trụ sở tại Nhật nên trong công việc, mình chủ yếu dùng tiếng Anh. Tuy nhiên, với một số trường hợp cần đào tạo cách sử dụng phần mềm cho khách hàng Nhật, năng lực Nhật ngữ trở nên vô cùng quan trọng.

Nếu thông thạo tiếng Nhật, bạn có thể dễ dàng giao tiếp và tìm kiếm cơ hội trong ngành mô phỏng tại Nhật (đa phần các công ty ô tô ở Nhật đều áp dụng công nghệ mô phỏng). Chế độ lương thưởng và phúc lợi vì thế cũng tốt hơn. Chưa vững tiếng Nhật mà chỉ khá tiếng Anh thì không đủ để phát triển sự nghiệp lâu dài. Ngoài ra, cử nhân Cơ Kỹ thuật cần vận dụng thuần thục hiểu biết chuyên môn cùng kỹ năng sử dụng phần mềm, xử lý dữ liệu, giải quyết vấn đề, làm việc độc lập để tháo gỡ khó khăn và đạt được vị trí chủ chốt trong công ty. 

Hiện nay, nhu cầu tuyển dụng kỹ sư tính toán – mô phỏng ở Mỹ, Nhật, Singapore, Thái Lan… rất lớn. Tại Việt Nam, công đoạn mô phỏng trước khi sản xuất đại trà cũng được các hãng lớn như: Viettel, Vinfast, Bosch… đặc biệt chú trọng.

Rất nhiều anh chị, bạn bè của mình đã, đang làm việc cho các công ty xịn sò như Toyota, Suzuki, Yamaha, Sony… Họ chính là minh chứng cho sự phát triển mạnh mẽ và bền bỉ của ngành Cơ Kỹ thuật”.

Nếu bạn đã rất hào hứng theo dõi phần trải lòng đầy tâm huyết của cựu sinh viên Chấn Nghiệp thì còn chần chờ gì nữa mà không lẹ làng dự tuyển chương trình Định hướng Nhật Bản ngành Cơ Kỹ thuật của Trường ĐH Bách khoa? Hẹn gặp bạn tại Lễ Nhập môn của sinh viên khối Nhật ngữ K2024. 

Bài: XUÂN MAI

Năm 2024, Trường ĐH Bách khoa (ĐHQG-HCM) tiếp tục tuyển sinh chương trình Định hướng Nhật Bản ngành Cơ Kỹ thuật (mã trường: QSB, mã ngành: 268). Chương trình phù hợp với những bạn trẻ yêu thích lập trình, toán học, vật lý, cơ học, hứng thú với việc mô phỏng vật chất, sản phẩm hoặc hiện tượng tự nhiên trên máy tính, đam mê nghiên cứu khoa học và mong muốn làm việc tại các công ty, tập đoàn đa quốc gia.