計算機(jī)模擬在汽車行業(yè)應(yīng)用將興起

計算機(jī)模擬在汽車設(shè)計、測試中重要性日益增加，讓工程師能夠花費更少的時間對汽車組件進(jìn)行優(yōu)化和完善。

事實上，梅賽德斯-奔馳已經(jīng)全新的奔馳CLA上采用了計算機(jī)模擬的方法優(yōu)化該車空氣動力學(xué)性能，克萊斯勒利用最先進(jìn)的模型來設(shè)計出更好的制造工廠，而福特則通過計算機(jī)模擬分析C-MAX Energi這款車中的燃效數(shù)據(jù)。

如此看來，汽車制造業(yè)已經(jīng)離不開計算機(jī)模擬。讓我們來看一下計算機(jī)模擬究竟是何物。

克萊斯勒利用計算機(jī)模擬建造更好的動力總成工廠

我們正在踏入物聯(lián)網(wǎng)時代，越來越多的設(shè)備都將實現(xiàn)互聯(lián)，更多的數(shù)據(jù)將會幫助汽車制造商更高效地制造汽車。目前計算機(jī)已經(jīng)可以用來跟蹤庫存信息，不過，克萊斯勒已經(jīng)開發(fā)出一種新的模型，能夠跟蹤指定零件在工廠內(nèi)的位置以及工人安裝該零件需要的動作。

克萊斯勒負(fù)責(zé)動力總成生產(chǎn)的副總裁Brian Harlow表示，克萊斯勒目前采用的是世界一流的生產(chǎn)流程。在裝配動力總成和發(fā)動機(jī)時的安全性、安裝過程和風(fēng)險分析都可通過三維建模得以實現(xiàn)。“我們希望工人利用最少的時間將零件裝配在正確的位置。” Harlow說。

那變速箱總裝過程舉例。在裝配過程中，需要一根長15英寸，直徑8英寸的圓柱型元件。克萊斯勒創(chuàng)建一種計算機(jī)模擬方案，能夠展示該元件在工廠中的精確位置并提示優(yōu)化安裝的方法。工人們能夠看到精確的零件安裝說明，包括安裝位置和安裝手法。

Harlow說，這僅僅是一個開始。在將來，克萊斯勒還將創(chuàng)建其它的計算機(jī)模型，展示獲取零件并將其運輸?shù)焦S的途徑。甚至通過模型能夠預(yù)測零件安裝后的情況，并基于此優(yōu)化零件并延長其使用壽命，其中包括零件使用的材料。

有趣的是，雖然這項“業(yè)界領(lǐng)先的制造技術(shù)”是針對工廠制造而設(shè)計的，不過其目標(biāo)確實優(yōu)化人工裝配過程，而不是針對機(jī)器人。

Harlow表示：“人類相比機(jī)器人具有智慧優(yōu)勢，機(jī)器人只能按照程序工作，而人卻可以放置昂貴的零件被損壞，并根據(jù)安裝工作設(shè)計的安全和人機(jī)工程問題提出反饋意見。”

奔馳利用計算機(jī)建模優(yōu)化CLA空氣動力學(xué)性能

奔馳CLA車身空氣動力學(xué)改進(jìn)項目負(fù)責(zé)人Norbert Fecker介紹：“要增強(qiáng)一輛車的空氣動力性能并減少其風(fēng)阻系數(shù)需要在各個細(xì)節(jié)上做出改善，甚至每個細(xì)節(jié)部位僅改進(jìn)千分之一，那么其合力也是非常可觀的。”

減少車輛風(fēng)阻系數(shù)靠單一的解決方案遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，它需要不斷地在各部件上進(jìn)行持續(xù)的改進(jìn)，例如后箱蓋調(diào)高一點，發(fā)動機(jī)蓋條紋改變一些，等等。

工程師們利用風(fēng)洞對車輛進(jìn)行測試，對從車輪拱到后擾流板的任何可改善空氣動力學(xué)的部件進(jìn)行分別試驗。

奔馳CLA雖是奔馳A級掀背車的最新款車型，其平臺與動力總成與奔馳A級也相同，但車身部件方面除了全景天窗以及發(fā)動機(jī)蓋與A柱的傾角相同之外，沒有一處與該系列其它車型相同，這也就意味著工程師需要對每個部件進(jìn)行重新的分析與測試。風(fēng)洞采用直徑9米的風(fēng)扇，最高氣流流速為265千米/時，能夠模擬汽車在現(xiàn)實路況中行駛的情景。

在風(fēng)洞試驗中，工程師將散熱器葉片、后車燈透鏡弧度進(jìn)行改變，提高車尾部形成類似卡姆式車尾翼，后保險杠下方安裝一個擴(kuò)散器，車底部分包括后軸中間部分都采用密封處理。此外消聲器也經(jīng)過了空氣動力學(xué)處理。