Softvér pre automobilové inžinierstvo

Výkon vozidla súvisí s celkovými schopnosťami, účinnosťou a funkčnosťou vozidla a zahŕňa aspekty ako akcelerácia, dosah batérie, bezpečnosť, aerodynamika a manažment vody, pokročilé asistenčné systémy vodiča (ADAS), riadenie energie a tepla, hluk, vibrácie a tvrdosť (NVH) a akustika, pevnosť a životnosť, ovládanie vozidla a ovládanie vozidla.

Výkonné inžinierstvo automobilového priemyslu je riadené obchodnými požiadavkami a poskytuje komplexnú optimalizáciu systému prostredníctvom nepretržitého virtuálneho testovania a monitorovania. Použitie stratégia zmien doľava, výrobcovia a dodávatelia automobilov sa snažia poskytnúť lepšiu obchodnú hodnotu objavovaním potenciálnych problémov na začiatku vývojového cyklu. Použitím simulácie na začiatku procesu návrhu a praktickým testovaním, či výrobky spĺňajú požiadavky, môžu včas odhaliť problémy a napraviť ich v zrozumiteľnom digital twin. Okrem toho môžu preskúmať alternatívy dizajnu skôr vo fáze návrhu, keď je zmena návrhu jednoduchšia a menej rušivá.

Multifyzikálna simulácia sa týka analýzy viacerých simultánnych fyzikálnych javov systému alebo systémov a interakcií medzi nimi. Softvér multifyzikálneho automobilového inžinierstva, ktorý je poháňaný požiadavkami spotrebiteľov a obchodnými požiadavkami, sa zameriava na rýchlejšie navrhovanie bezpečných a vysoko výkonných produktov. Umožňuje modelovať zložitosť, preskúmať možnosti produktov fungujúcich v reálnych podmienkach a objaviť potenciálne problémy na začiatku vývojového cyklu.

Vezmite si napríklad vývoj batérií vozidla, projekčné a inžinierske tímy musia integrovať elektrochemické, elektrické, tepelné a stavebné inžinierstvo. Spúšťanie izolovaných kampaní zameraných na tieto samostatné atribúty vytvorí nadbytočné a niekedy protichodné modely a súbory údajov. Namiesto toho vám použitie multifyzikálneho prístupu typu všetko v jednom umožňuje presne pochopiť, ako budú komponenty fungovať, keď sú integrované s ostatnými, a zaisťuje, že aj prvý prototyp bude fungovať podľa plánu.

Čas, kedy bolo vykonané automobilové (systémové) testovanie na prototypoch, je dávno preč. Dnes sa vývoj nezastaví na konci V-cyklu. Namiesto toho pokračuje v nekonečnej slučke pomocou historických údajov, testovacích údajov a údajov z používaných vozidiel na vytvorenie modelov založených na testoch, ktoré definujú vzťah medzi charakteristikami vozidla a jeho výkonom.

Dobrým príkladom je testovanie systému založené na modeloch (MBST). MBST je inžiniersky rámec využívajúci tri kľúčové riešenia: virtuálne modely, virtuálno-fyzikálne systémy a fyzikálne prototypy. Využíva testovacie údaje na vytváranie, validáciu a zlepšovanie simulačných modelov, identifikuje interakcie prostredníctvom Xil v rôznych scenároch a vylepšuje testovacie údaje simulačnými modelmi pre fyzikálne prototypy. Výrobcovia používajúci MBST sú efektívnejší, rýchlejší a vyhýbajú sa chybám pri prenose dát alebo následnom spracovaní.

Ďalším vynikajúcim príkladom je virtuálne prototypovanie. Virtuálne prototypovanie je efektívna testovacia metóda, ktorá umožňuje preskúmať alternatívy montáže vozidiel pred vytvorením fyzikálnych prototypov. Špeciálne sa zaoberá výkonom NVH a používa analýzu prenosovej dráhy založenú na komponentoch (TPA) na rýchle vyhodnotenie rôznych návrhov, čím šetrí náklady včasným zisťovaním a kontrolou problémov.

Tradičné konštrukčné a inžinierske metódy zápasia s dnešnými zložitými pracovnými postupmi. Využívanie umelej inteligencie (AI) a strojové učenie (ML) urýchľuje rozhodovanie, zvyšuje produktivitu inžinierskych tímov a vyvíja inovatívne produkty v kratších časových rámcoch. Simcenter, ktorý vyhovuje akejkoľvek fáze vývojového cyklu, ponúka rámec na uplatňovanie umelej inteligencie na využívanie historických údajov, vyhýbanie sa chybám, urýchlenie analýzy a optimalizáciu návrhov s dôverou.

Napríklad v autonómnych systémoch vozidiel sa AI a ML používajú na začlenenie ľudského správania do vnímania stroja. Zatiaľ čo súčasné autonómne systémy vnímania vozidiel takmer zodpovedajú ľudským zmyslovým schopnostiam, najmä v štandardných podmienkach, v extrémnom počasí a zložitých scenároch nedosahujú. Simcenter proces vytvárania scenárov pomáha vytvárať kritické scenáre pre výrobcov OEM a dodávateľov AV a zabezpečuje dodržiavanie bezpečnostných noriem, ako je bezpečnosť zamýšľanej funkcie (SOTIF).

Jediným udržateľným spôsobom, ako integrovať systémy vozidiel, je pristupovať k dizajnu a inžinierstvu ako k kompletnému ecosystem. To umožňuje výrobcom rýchlo prepracovať a opätovne použiť pracovný postup, pretože požiadavky sa menia a vymieňajú atribúty medzi viacerými doménami. Na úrovni procesu je kľúčové splniť požiadavky a zároveň zostať v spojení so systémom riadenia životného cyklu produktu (PLM), aby sa zabezpečilo, že zmeny vykonané v jednej doméne sa odrážajú v celom systéme. A prístup systémového inžinierstva založeného na modeloch (MBSE) vo vývoji vozidiel spája systémové inžinierstvo so zvyškom vývojovej organizácie, zlepšuje spoluprácu a rozhodovanie.

Vezmite si príklad inžinierstvo elektrických pohonov. E-pohon pozostáva z elektromotora, prevodovky a výkonovej elektroniky. Viacerí odborníci z rôznych oblastí musia spolupracovať na dosiahnutí efektívneho a integrovaného elektrického pohonu. Preto je nevyhnutné opustiť tradičné vývojové silá v minulosti a umožniť krížové a medzidoménové systémové inžinierstvo. Iba prepojený inžiniersky prístup s integrovanými a opakovane použiteľnými pracovnými postupmi prostredníctvom aplikácie MBSE a digitálneho dvojčaťa poskytuje výrobcom softvérový reťazec nástrojov automobilového inžinierstva na zvládnutie špirálovitej zložitosti inžinierstva elektrických vozidiel — nielen produktu, ale aj vývojového procesu.