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仿真对车辆设计和开发有何帮助?

日期:2021-06-20 02:09:30

周五举行的 ETAuto 仿真和测试虚拟大会上的专家发言人表示,数字原型的仿真消除了产品开发不同阶段的大量物理原型制作,从而实现了可靠的验证、更好的产品性能并降低了成本和时间。

仿真对车辆设计和开发有何帮助?

从手工绘图、物理测试开始,并最终逐步过渡到数字设计和模拟,多年来,工程设计流程发生了重大变化。据周五举行的 ETAuto 仿真和测试虚拟大会的专家称,数字原型的仿真消除了产品开发不同阶段的大量物理原型制作,从而实现了可靠的验证、更好的产品性能并降低了成本和时间。 Maruti Suzuki India 前研发主管 IV Rao 指出:“在基于仿真的产品开发方法中,设计方向是最佳地满足性能、可靠性、可持续性和成本等要求。计算机辅助设计 (CAD)、计算机辅助工程 (CAE) 和模拟共同为反映客户需求的许多期望的整体设计提供了机会。”解释该过程,执行副总裁兼执行董事 Anand Bhangaonkar Piaggio Vehicles 的研发、平台和 SQE 负责人表示,大多数 OEM 都遵循类似的 V 形产品开发。从概念化阶段到造型、包装等,随着整体产品的发展,在不同阶段进行了大量计算和模拟。“一旦我们开始查看整体车辆模型,我们就会尝试将其拆分为一个系统以及组件级别的子系统。接下来,我们尝试利用基于模型的系统测试 (MBST) 技术并将其分解为基于模型的系统级分析。对于印度变速器,我们主要使用 GT-suites 从计算和模拟的角度了解整体燃烧和工程性能,”他说。舍弗勒印度公司技术副总裁 Biswajyoti Mandal 反映了零部件制造商的观点,他表示,作为一家技术公司,他们与原始设备制造商合作共同开发产品。 “其中一个挑战是汽车制造商不断要求缩短产品开发过程中的工程时间。他们还希望零件在整个生命周期内都像车辆一样运行,从而给设计、计算和仿真增加了很大的压力。”“过去,汽车是一种机械设备,今天它是一种机电设备。这意味着必须具备卓越的机械性能,基本的智能必须来自软件,从而带来新的能力,”Mandal 补充道。他进一步表示,根据他们多年来收集的数据,一个产品通常需要 3 到 4 年的时间来构建。其中,近40%~45%的时间用于测试,可以减少到15%~20%,从而节省产品开发周期时间。 “在过去的几年里,我们的重点是尽量减少实时测试。但是我们所做的每一次模拟或测试都必须相关联,并且将 CAE 与实验室环境相关联需要花费大量时间,”他说。“五年后,我们的目标是从印度推出一款产品,在那里我们将完全依赖于 CAE 并对组件进行任何物理测试,”Mandal 说。 JBM 集团总裁 Vivek Kumar Jakhmola 表示,该公司在 JBM 内部拥有自己的 AI 部门。 “大量数据是从机器中捕获的,但是将工程师以前经验的数据输入转换为数据形式并将其用作‘大数据库’是一个持续的过程,”他说。根据 SIMULIA 销售部的 Renuka Srinivasan 的说法Dassault Systems 总监,“如今,仿真更多地涉及多尺度和多物理场,无论是电磁学、流体、结构还是这些域如何相互作用。制造业物联网还使数字孪生或预先体验过的孪生成为可能,这使您可以从实际工厂的传感器获得反馈。并且这些信息被带到一个中心位置。”

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电气化系统的虚拟验证 Ansys India 首席技术专家 Tushar Sambharam 表示,“虽然以前的做法是基于内燃机( ICE)涉及复杂的物理,很难提出准确的预测模型。然而,对于电动汽车来说,物理学得到了更好的理解,人们可以通过有限元分析 (FEA)、计算流体动力学 (CFD) 实践提出更可靠和准确的仿真模型,然后将它们推入系统验证框架。因此,目前在物理世界中完成的部分验证可以转移到虚拟环境中。”仿真技术本身并未饱和,而且这些年来已经更加民主化。他说,它在过去10年中不断发展,并继续进一步发展。软件集成项目需要3D物理和系统仿真环境之间的连接,这对行业来说是另一大挑战。然而,这已经变得比以前更好了。当然,差距会存在,并且 EMI/EMC 仿真不是复制物理测试,而是作为产品设计过程的一部分,在每一步进行交叉检查。 Sambharam 补充说,在不久的将来,我们可以期待模拟成为主流产品开发的一部分。据塔塔汽车公司 E\u0026E 负责人 Apurbo Kirty 所说,能力也是挑战之一。 “如果你拿任何软件,它需要 2-3 年的时间让人们真正接受该软件的培训,以发展现实与虚拟之间的关系。”Kirty 补充说,该行业仍处于起步阶段,需要工作在热管理、EMI/EMC 模拟、能源管理系统等方面。然而,未来还有很多空间。 Matter Motor Works 产品开发负责人 Kumar Prasad Telikapalli 谈到类似的问题时说:“从 0 到 99% 的可靠性是一段旅程,分析可以推动更多洞察需要什么样的测试。”舍弗勒印度公司技术副总裁 Biswajyoti Mandal 强调,在印度这样一个成本敏感的国家,我们必须考虑电动汽车 (EV) 是否是唯一的替代解决方案,那里的电池成本可能在 130 美元到 130 美元之间。每千瓦时 150 美元。 “很多关于燃料电池的研究已经在进行,”他补充道。