借助PLM應對汽車系統復雜性增加的挑戰
雖然目前全球汽車銷量正在反彈中,但是高油價和法規政策方面的措施依然讓汽車工程師面臨前所未有的壓力,迫使他們不得不重新思考基礎動力系統的設計。其他一些發展趨勢比如更多智能汽車的開發,也意味著軟件和電子系統將得到大量應用。汽車現在已經變成移動的計算平臺了。在開發流程的最初階段就采用仿真工具,顯然可以幫助應付這種復雜度的提高。
提高汽車系統復雜性還有一個因素就是連接性。
Ricardo 軟件開發全球總監David Higbie 舉例說道: “內燃機并沒有被淘汰,但是現在要與很多系統相連。”
內燃機現在不單是一個簡單的零部件,而是包含電池、排放后處理系統、電機/ 發電機以及廢熱回收系統等在內的系統總成。這也是為什么Ricardo 公司的IGNITE 軟件仿真工具是一套針對整車的仿真系統。IGNITE 采用模塊仿真的方式可以在開發的早期提供整車性能概覽。
開放源和優化
IGNITE 還包含了Ricardo 合作伙伴Red Cedar 技術公司的優化技術。“你可以輸入大量的參數,然后針對各種輸出參數進行仿真,”Higbie 表示。“將Red Cedar 的技術嵌入到我們的軟件中,可以不必采用單獨的優化軟件進行同步仿真,避免了不同文件轉換和面對不同用戶界面的麻煩。”
IGNITE 采用開放源Modelica 編程語言,預置大量車輛零部件及系統模型,比如電池、發動機、變速器和車輪。其目的是為了讓用戶采用一些參數化模板通過一種相對靈活的方式來開發或導入他們自己的模型。“IGNITE模型庫,比如動力系模型庫,主要目的是提供車輛工廠仿真。用戶可以將這些模型與他們自己的控制實施工具(比如通過Simulink) 相結合,用于控制系統設計及開發,”Higbie 說道。IGNITE 在出貨版本中開放源模型庫包含了1000 多個基于Modelica 語言的組件。
IGNITE 仿真速度非常快,它可以快速地分析上百個,甚至上千個變化模型。“取決于硬件的水平,根據我們提供的優化能力,用戶可以在幾分鐘內運行上千次IGNITE 仿真。”Higbie 解釋道。這幫助釋放了一些隱藏的依賴關系和復雜的交互作用。“但是這也涉及到大量的數據, 也帶來了新的挑戰——如何通過這些數據的分析來作出最后的判斷,” 他說道,并指出Red Cedar 公司可以幫助工程師來分析這些數據。
不過,他的觀點讓人聯想到汽車行業面臨的一個更大問題——龐大的數據是一方面,還有不斷提升的功能。仿真數據管理(SDM)系統發展至今已可以處理龐大的仿真數據組。當仿真數據與其他源整合時,還會遇到信息過載的問題。
產品復雜性管理
一些大的PLM 公司比如Siemens PLM Software 也在尋求系統復雜性的解決方案,真切地反映汽車開發流程。西門子公司2011 年11 月收購了LMS 公司, 將其基于Modelica 語言的AMESim 車輛模擬平臺添加到其NX、Technomatix 和Teamcenter 系列產品中。車輛設計小組通過AMESim 平臺中簡單的工廠模型和高保真3D FE 和CEF 模擬可以驗證從燃油經濟性到制造的各個環節。成本也可以得到驗證。通過設計決策還可以來模擬車輛的人類工程學。“我們的工作涉及到汽車開發制造的各個方面,從設計和造型到車間的機加工,”Siemens PLM Software 汽車戰略副總裁Kirk Gutmann 說道。其目的是要創建一個完整的閉環性能工程平臺。
為了最大程度地減少業務中斷發生的可能, Siemens PLM Software 于2013 年9 月份推出了最新的PLM 實施催化劑產品Industry Catalyst Series。
“Catalyst 可以加快PLM 的實施,”Siemens PLM Software 全球總裁兼首席執行官Chuck Grindstaff 表示。每個Industry Catalyst Series 產品由三個主要組件組成。第一個組件是一套數字指導方針和模板(行業最佳實踐方案)。第二個是部署加速器:根據具體行業的部署,有針對性地推薦一套完整的產品選擇、系統設計決策、配置程序以及最佳實踐。第三個是開放、可配置的行業解決方案組件:利用軟件組件,實施團隊可以輕易控制實施Siemens PLM Software 系統的外觀和特性,無需定制化編程。
第一個針對汽車行業的催化劑產品是Functional Safety Catalyst。它可以幫助汽車制造商按照ISO26262 規范對電氣工程系統開發流程實施管理,根據規范創建所有關鍵的工作產品。
所有這些努力用Grindstaff 的話來描述就是“為決策創建一種沉浸式虛擬現實”。他指出這種虛擬現實是通過最新的Teamcenter 產品Active Workspace 來實現的。“Workspace 是在原可視化層基礎上的改進,” 他解釋道。來自Teamcenter 的信息不受設備類型的限制。Active Workspace 基于HTML 5.0 標準,可以運行在iPad、iPhone、安卓設備,或者臺式電腦上。因為內置了JT Viewer,因此元數據和詳細產品信息也可以呈現——所有都在簡化了的Teamcenter 界面內顯示,復雜界面元素都被禁用。
達索公司一直以來也在努力提升軟件的易用性,主要體現在其3DExperience 解決方案的優化上。3DExperience 基于V6 平臺,提供一種單一的、整合的流程可視化方式。該解決方案包含了達索公司各個產品系列的功能,包括CAD、CAE 和PDM,此外還包括定制化的用戶界面。用戶不用從單獨的應用程序中選擇功能,比如CATIA、ENOVIA、DELMIA 或SIMULIA 等。
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