Λογισμικό μηχανικής αυτοκινήτων

Η απόδοση του οχήματος σχετίζεται με τις συνολικές δυνατότητες, την αποδοτικότητα και τη λειτουργικότητα ενός οχήματος, συμπεριλαμβάνοντας πτυχές όπως η επιτάχυνση, η αυτονομία της μπαταρίας, η ασφάλεια, η αεροδυναμική και η διαχείριση νερού, τα προηγμένα συστήματα υποβοήθησης οδηγού (ADAS), η διαχείριση ενέργειας και θερμότητας, ο θόρυβος, οι κραδασμοί και η σκληρότητα (NVH) και η ακουστική, η αντοχή και η ανθεκτικότητα, τα χειριστήρια του οχήματος και ο χειρισμός του οχήματος.

Η μηχανική απόδοσης αυτοκινήτων καθοδηγείται από τις επιχειρηματικές απαιτήσεις και παρέχει βελτιστοποίηση συστήματος από άκρο σε άκρο μέσω ενός συνεχούς εικονικού βρόχου δοκιμών και παρακολούθησης. Χρησιμοποιώντας ένα στρατηγική μετατόπισης αριστερώνΟι κατασκευαστές αυτοκινήτων και οι προμηθευτές στοχεύουν στην παροχή καλύτερης επιχειρηματικής αξίας ανακαλύπτοντας πιθανά ζητήματα νωρίς στον κύκλο ανάπτυξης. Χρησιμοποιώντας προσομοίωση νωρίς στη διαδικασία σχεδιασμού και δοκιμάζοντας ουσιαστικά εάν τα προϊόντα πληρούν τις απαιτήσεις, μπορούν να εντοπίσουν προβλήματα νωρίς και να τα διορθώσουν σε ένα κατανοητό digital twin. Επιπλέον, μπορούν να διερευνήσουν εναλλακτικές λύσεις σχεδιασμού νωρίτερα στη φάση σχεδιασμού όταν η αλλαγή σχεδίων είναι ευκολότερη και λιγότερο ενοχλητική.

Μια προσομοίωση πολυφυσικής αναφέρεται στην ανάλυση πολλαπλών, ταυτόχρονων φυσικών φαινομένων ενός συστήματος ή συστημάτων και των αλληλεπιδράσεων μεταξύ τους. Με γνώμονα τις απαιτήσεις των καταναλωτών και τις επιχειρηματικές απαιτήσεις, το λογισμικό μηχανικής αυτοκινήτων πολυφυσικής στοχεύει στο να σχεδιάζει ασφαλή προϊόντα υψηλής απόδοσης γρηγορότερα. Επιτρέπει σε κάποιον να μοντελοποιήσει την πολυπλοκότητα, να διερευνήσει τις δυνατότητες των προϊόντων που λειτουργούν υπό πραγματικές συνθήκες και να ανακαλύψει πιθανά ζητήματα νωρίς στον κύκλο ανάπτυξης.

Πάρτε για παράδειγμα ανάπτυξη μπαταριών οχημάτων, οι ομάδες σχεδιασμού και μηχανικής πρέπει να ενσωματώσουν ηλεκτροχημική, ηλεκτρική, θερμική και δομική μηχανική. Η εκτέλεση μεμονωμένων καμπανιών που στοχεύουν σε αυτά τα ξεχωριστά χαρακτηριστικά θα δημιουργήσει περιττά και μερικές φορές αντικρουόμενα μοντέλα και σύνολα δεδομένων. Αντίθετα, η χρήση μιας πολυφυσικής προσέγγισης all-in-one σάς επιτρέπει να κατανοήσετε ακριβώς πώς θα αποδίδουν τα εξαρτήματα όταν ενσωματώνονται με άλλα και διασφαλίζει ότι ακόμη και το πρώτο πρωτότυπο λειτουργεί όπως έχει προγραμματιστεί.

Ο χρόνος που πραγματοποιήθηκαν δοκιμές αυτοκινήτων (συστήματος) σε πρωτότυπα έχει περάσει εδώ και πολύ καιρό. Σήμερα, η ανάπτυξη δεν σταματά στο τέλος του κύκλου V. Αντίθετα, συνεχίζει σε έναν άπειρο βρόχο χρησιμοποιώντας ιστορικά δεδομένα, δεδομένα δοκιμών και δεδομένα από οχήματα που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία μοντέλων βάσει δοκιμών που καθορίζουν τη σχέση μεταξύ των χαρακτηριστικών του οχήματος και των επιδόσεών του.

Ένα καλό παράδειγμα είναι δοκιμή συστημάτων βάσει μοντέλου (MBST). Το MBST είναι ένα μηχανικό πλαίσιο που χρησιμοποιεί τρεις βασικές λύσεις: εικονικά μοντέλα, εικονικά-φυσικά συστήματα και φυσικά πρωτότυπα. Χρησιμοποιεί δεδομένα δοκιμών για τη δημιουργία, επικύρωση και βελτίωση μοντέλων προσομοίωσης, εντοπίζει αλληλεπιδράσεις μέσω XiL σε διάφορα σενάρια και βελτιώνει τα δεδομένα δοκιμών με μοντέλα προσομοίωσης για φυσικά πρωτότυπα. Οι κατασκευαστές που χρησιμοποιούν MBST είναι πιο αποτελεσματικοί, γρηγορότεροι και αποφεύγουν σφάλματα στη μεταφορά δεδομένων ή την μετεπεξεργασία.

Ένα άλλο εξαιρετικό παράδειγμα είναι εικονική δημιουργία πρωτοτύπων. Το εικονικό πρωτότυπο είναι μια αποτελεσματική μέθοδος δοκιμών που επιτρέπει την εξερεύνηση εναλλακτικών λύσεων συναρμολόγησης οχημάτων πριν κατασκευαστούν φυσικά πρωτότυπα. Αντιμετωπίζει συγκεκριμένα την απόδοση NVH και χρησιμοποιεί ανάλυση διαδρομής μεταφοράς βάσει στοιχείων (TPA) για γρήγορη αξιολόγηση διαφόρων σχεδίων, εξοικονομώντας κόστος εντοπίζοντας και ελέγχοντας προβλήματα νωρίς.

Οι παραδοσιακές μέθοδοι σχεδιασμού και μηχανικής παλεύουν με τις σημερινές πολύπλοκες ροές εργασίας. Αξιοποίηση τεχνητής νοημοσύνης (AI) και η μηχανική μάθηση (ML) επιταχύνει τη λήψη αποφάσεων, ενισχύοντας την παραγωγικότητα των ομάδων μηχανικής και αναπτύσσοντας καινοτόμα προϊόντα σε μικρότερα χρονικά πλαίσια. Ταιριάζοντας σε οποιοδήποτε στάδιο του κύκλου ανάπτυξης, το Simcenter προσφέρει ένα πλαίσιο για την εφαρμογή τεχνητής νοημοσύνης για την αξιοποίηση ιστορικών δεδομένων, την αποφυγή λαθών, την επιτάχυνση της ανάλυσης και τη βελτιστοποίηση σχεδίων με αυτοπεποίθηση.

Για παράδειγμα, σε συστήματα αυτόνομων οχημάτων, το AI και το ML χρησιμοποιούνται για την ενσωμάτωση της ανθρώπινης συμπεριφοράς στην αντίληψη της μηχανής. Ενώ τα σημερινά αυτόνομα συστήματα αντίληψης οχημάτων ταιριάζουν σχεδόν με τις ανθρώπινες αισθητηριακές ικανότητες, ειδικά σε τυπικές συνθήκες, υπολείπονται σε ακραίες καιρικές συνθήκες και πολύπλοκα σενάρια. Σιμκέντερ διαδικασία δημιουργίας σεναρίων συμβάλλει στη δημιουργία κρίσιμων σεναρίων για τους OEM και τους προμηθευτές AV, διασφαλίζοντας τη συμμόρφωση με τα πρότυπα ασφαλείας όπως η ασφάλεια της προβλεπόμενης λειτουργικότητας (SOTIF).

Ο μόνος βιώσιμος τρόπος για την ενσωμάτωση των συστημάτων οχημάτων είναι η προσέγγιση του σχεδιασμού και της μηχανικής ως ένα πλήρες οικοσύστημα. Αυτό επιτρέπει στους κατασκευαστές να επανασχεδιάζουν γρήγορα και να επαναχρησιμοποιούν τη ροή εργασίας καθώς αλλάζουν οι απαιτήσεις και να ανταλλάσσουν χαρακτηριστικά μεταξύ πολλών τομέων. Σε επίπεδο διαδικασίας, είναι σημαντικό να πληρούνται οι απαιτήσεις ενώ παραμένετε συνδεδεμένοι με το σύστημα διαχείρισης κύκλου ζωής προϊόντων (PLM) για να διασφαλιστεί ότι οι αλλαγές που γίνονται σε έναν τομέα αντικατοπτρίζονται σε ολόκληρο το σύστημα. Α προσέγγιση μηχανικής συστημάτων βάσει μοντέλων (MBSE) στην ανάπτυξη οχημάτων συνδέει τη μηχανική συστημάτων με τον υπόλοιπο οργανισμό ανάπτυξης, βελτιώνοντας τη συνεργασία και τη λήψη αποφάσεων.

Πάρτε το παράδειγμα του μηχανική ηλεκτρικής κίνησης. Ένα e-drive αποτελείται από έναν ηλεκτροκινητήρα, ένα κιβώτιο ταχυτήτων και ηλεκτρονικά ισχύος. Πολλοί ειδικοί από διαφορετικούς τομείς πρέπει να συνεργαστούν για να επιτύχουν μια αποτελεσματική, ολοκληρωμένη ηλεκτρική κίνηση. Ως εκ τούτου, είναι σημαντικό να αφήσουμε τα παραδοσιακά σιλό ανάπτυξης στο παρελθόν και να επιτρέψουμε τη μηχανική συστημάτων μεταξύ λειτουργιών και μεταξύ τομέων. Μόνο μια συνδεδεμένη προσέγγιση μηχανικής, με ολοκληρωμένες, επαναχρησιμοποιήσιμες ροές εργασίας μέσω της εφαρμογής του MBSE και ενός digital twin, παρέχει στους κατασκευαστές την αλυσίδα εργαλείων λογισμικού μηχανικής αυτοκινήτων για τη διαχείριση της σπειροειδούς πολυπλοκότητας της μηχανικής ηλεκτρικών οχημάτων - όχι μόνο του προϊόντος αλλά και της διαδικασίας ανάπτυξης.