Thiết kế nhiệm vụ
Mỗi buổi sáng, hàng triệu người đổ xô đến các chuyến tàu S-Bahn ở các trung tâm đô thị của Đức. Chỉ riêng ở Munich, hàng trăm ngàn người dựa vào chúng mỗi ngày để đến đích một cách an toàn và đúng giờ. Nhưng đằng sau mỗi chuyến đi làm suôn sẻ là một câu chuyện về sự đổi mới và sự khôn ngoan của con người – một câu chuyện cho thấy rằng thiết kế chu đáo không chỉ trông đẹp hơn mà còn bền vững hơn. Benno Schiefer, cựu nhà thiết kế công nghiệp cấp cao tại Siemens Mobility và hiện đang nghỉ hưu, biết rõ điều này. Là Nhà phát minh của năm 2025, ông được vinh danh vì một sự đổi mới có vẻ đơn giản thoạt nhìn: Làm thế nào để bạn thiết kế mặt trước của một chuyến tàu S-Bahn? Tuy nhiên, phía sau mặt trước là một câu đố phức tạp về khí động học, thẩm mỹ và khả năng sử dụng hàng ngày – một câu đố mà giải pháp có thể trở thành đột phá cho toàn bộ ngành công nghiệp.
Sức mạnh vô hình của hình thức
“Bản tóm tắt thiết kế ngoại thất ban đầu đến từ một studio bên ngoài như một phần của tài liệu đấu thầu và, mặc dù hiện đại, nhưng không lý tưởng về mặt khí động học,” Schiefer nhớ lại, mô tả sự khởi đầu của nhiệm vụ của mình. Điều có vẻ như là một vấn đề thẩm mỹ thuần túy đối với người ngoài hóa ra lại là một câu hỏi cơ bản về hiệu quả năng lượng. Không giống như ô tô, tàu S-Bahn thường hoạt động hai chiều, có nghĩa là chúng có thể chạy theo cả hai hướng. Điều này thể hiện thách thức khí động học sau: Phía trước và phía sau của tàu phải luân phiên hoạt động như phía trước hoặc phía sau tùy thuộc vào hướng di chuyển. Tuy nhiên, cả hai vị trí đặt ra các yêu cầu khí động học cơ bản khác nhau đối với hình dạng đầu. Ở phía trước của xe, không khí phải chảy xung quanh xe với sức cản càng ít càng tốt để giảm thiểu tổn thất áp suất ứ đọng. Tuy nhiên, ở phía sau, việc tách dòng chảy có kiểm soát là mong muốn. Trong kỹ thuật ô tô, xung đột này được giải quyết thông qua thiết kế bất đối xứng: được sắp xếp hợp lý và tròn ở phía trước, có chủ ý góc cạnh ở phía sau.
Đối với một phương tiện đường sắt, giải pháp này là không thể – bởi vì phía trước và phía sau được tạo thành bởi một và cùng một đầu tàu, phải đáp ứng như nhau cả hai chức năng khí động học. Cách tiếp cận của Schiefer đơn giản và khôn ngoan: Về cơ bản, ông đã kết hợp hình thức và chức năng của một chiếc xe phía trước với hình thức và chức năng của một chiếc xe phía sau. Kết quả là hình dạng đầu chảy tự nhiên được tối ưu hóa cho cả hai chức năng và giảm sức cản không khí như nhau ở cả hai hướng di chuyển.
Điều này dựa trên các phân tích dòng chảy chính xác và nhiều mô phỏng được thực hiện bởi các đồng nghiệp của ông từ bộ phận khí động học, người mà ông đã thử nghiệm các bán kính, độ nghiêng, độ cong và chuyển tiếp khác nhau. Bằng cách kết hợp tính toán kỹ thuật và trực giác thiết kế, họ đã tạo ra một hình thức hoạt động tốt về mặt khí động học và đồng thời có vẻ cân bằng về mặt thẩm mỹ. Kết quả là một thiết kế cho phép tiết kiệm năng lượng đáng kể trong toàn bộ tuổi thọ của tàu và giảm độ ồn trong quá trình vận hành – một đoàn tàu yên tĩnh, hiệu quả và hài hòa về mặt thị giác, lướt tốt hơn trong không khí theo đúng nghĩa đen.
Con người ở trung tâm
Kết quả gây ấn tượng không chỉ với tính thực tế của nó, mà còn với sự xuất sắc về mặt thẩm mỹ của nó. Thiết kế mặt trước mới sẽ tạo thêm điểm nhấn hiện đại, định hướng tương lai cho cảnh quan thành phố Munich từ năm 2028 – bằng chứng cho thấy hiệu quả và thanh lịch không nhất thiết phải đối lập.
Sức mạnh của tư duy liên ngành
Điều khiến cách tiếp cận của Schiefer trở nên khác biệt là sự kết hợp khác thường giữa chuyên môn kỹ thuật và tầm nhìn sáng tạo. Bằng cấp chuyên môn kép của anh ấy như một kỹ sư cơ khí và nhà thiết kế cho phép anh ấy tiếp cận các vấn đề khác nhau – cụ thể là trong hai bước. Đầu tiên, anh ta phát triển các ý tưởng mà không xem xét tính khả thi về mặt kỹ thuật, và chỉ trong bước thứ hai, anh ta mới kiểm tra tính thực tế của chúng. “Đối với sự đổi mới, điều quan trọng là phải nhìn ra ngoài ranh giới của kỷ luật của chính bạn,” ông nhấn mạnh. Niềm tin này bắt nguồn từ những năm học tập của anh ấy, trong đó anh ấy làm việc trong nhiều công ty khác nhau song song với việc học của mình – một thời gian vất vả nhưng mở rộng tầm nhìn.
Hồi đó, một giáo sư đã cho ông một lời khuyên định hình công việc của ông cho đến ngày nay: “Khi bắt đầu một quá trình sáng tạo, bạn phải luôn tưởng tượng rằng mọi thứ đều có thể, và bạn phải đặt những câu hỏi đúng đắn. Những câu hỏi không trực tiếp ép tâm trí và trí tưởng tượng của bạn vào một chiếc áo nịt ngực được xác định trước. Thái độ này được phản ánh trong phép ẩn dụ của Benno Schiefer: “Nếu bạn hỏi một chiếc máy nướng bánh mì mới có thể trông như thế nào, tất cả những gì bạn sẽ nhận được là một hộp thiếc mới với dây sưởi. Nhưng nếu bạn hỏi một câu hỏi mở hơn, chẳng hạn như có những cách mới lạ nào để có được bánh mì giòn, tâm trí bạn sẽ tự do đưa ra những ý tưởng hoàn toàn mới. Ông được thúc đẩy bởi việc thực hiện nhanh chóng các giải pháp mới. “Nó khiến tôi tràn ngập niềm vui lớn nhất khi tôi nhìn thấy một ý tưởng trực tiếp trong sản xuất và biết rằng nó hoạt động”, ông nói, mô tả khoảnh khắc khi một tầm nhìn trở thành hiện thực hữu hình.
Công nghệ có mục đích
Những con số đã nói lên điều đó: Thiết kế S-Bahn sáng tạo là một yếu tố liên quan đến việc giành chiến thắng trong cuộc đấu thầu Munich 2023 – một hợp đồng trị giá hơn 2 tỷ euro. Nhưng đằng sau những con số ấn tượng này là một cái nhìn sâu sắc thậm chí còn quan trọng hơn: Công nghệ có mục đích được đền đáp. Phát minh của ông là bằng chứng tốt nhất về cách thiết kế, sự khôn ngoan và tính bền vững có thể được kết hợp để tạo ra giá trị gia tăng thực sự trong cuộc sống hàng ngày của hàng triệu người. Vào thời điểm di chuyển bền vững là một trong những thách thức trung tâm mà xã hội phải đối mặt, dự án S-Bahn Munich cho thấy sự đổi mới phát sinh như thế nào khi nhu cầu của con người, sự xuất sắc về kỹ thuật và trách nhiệm của doanh nghiệp hội tụ. Và vì vậy câu chuyện về một mặt trận tàu hỏa trở thành tầm nhìn về một tương lai đã hình thành ngày hôm nay.