Programvara för fordonsteknik

Fordonsprestanda avser fordonets övergripande kapacitet, effektivitet och funktionalitet, som omfattar aspekter som acceleration, batteriräckvidd, säkerhet, aerodynamik och vattenhantering, avancerade förarassistanssystem (ADAS), energi- och värmehantering, buller, vibrationer och hårdhet (NVH) och akustik, styrka och hållbarhet, fordonskontroller och fordonshantering.

Prestandateknik för fordonsindustrin drivs av affärskrav och levererar systemoptimering från början till slut genom en kontinuerlig virtuell test- och övervakningsslinga. Använda en skift-vänster-strategi, biltillverkare och leverantörer strävar efter att ge bättre affärsvärde genom att upptäcka potentiella problem tidigt i utvecklingscykeln. Genom att använda simulering tidigt i designprocessen och virtuellt testa om produkterna uppfyller kraven kan de upptäcka problem tidigt och åtgärda dem i en begriplig digital twin. Dessutom kan de utforska designalternativ tidigare i designfasen när det är lättare och mindre störande att ändra design.

En multifysiksimulering avser analys av flera, samtidiga fysiska fenomen i ett system eller system och interaktionerna mellan dem. Driven av konsumenternas krav och affärskrav syftar multifysikprogramvaran för fordonsteknik till att designa säkra, högpresterande produkter snabbare. Det gör det möjligt för en att modellera komplexiteten, utforska möjligheterna för produkter som fungerar under verkliga förhållanden och upptäcka potentiella problem tidigt i utvecklingscykeln.

Ta till exempel fordonsbatteriutveckling, design- och ingenjörsteam måste integrera elektrokemisk, elektrisk, termisk och konstruktionsteknik. Att köra isolerade kampanjer riktade mot dessa separata attribut genererar överflödiga och ibland motstridiga modeller och datamängder. Istället kan du använda en allt-i-ett-multifysikmetod att förstå exakt hur komponenter kommer att fungera när de integreras med andra och säkerställer att även den första prototypen fungerar som planerat.

Tiden som fordons (system) testning utfördes på prototyper är långt borta. Idag slutar inte utvecklingen i slutet av V-cykeln. Istället fortsätter den i en oändlighetsslinga genom att använda historiska data, testdata och data från fordon som används för att skapa testbaserade modeller som definierar förhållandet mellan fordonets egenskaper och dess prestanda.

Ett bra exempel är modellbaserad systemtestning (MBST). MBST är ett ingenjörsramverk som använder tre viktiga lösningar: virtuella modeller, virtuella-fysiska system och fysiska prototyper. Den använder testdata för att bygga, validera och förbättra simuleringsmodeller, identifierar interaktioner genom XiL i olika scenarier och förbättrar testdata med simuleringsmodeller för fysiska prototyper. Tillverkare som använder MBST är effektivare, snabbare och undviker fel vid dataöverföring eller efterbehandling.

Ett annat enastående exempel är virtuell prototypning. Virtuell prototypning är en effektiv testmetod som gör det möjligt att utforska fordonsmonteringsalternativ innan fysiska prototyper byggs. Den behandlar specifikt NVH-prestanda och använder komponentbaserad överföringsvägsanalys (TPA) för att snabbt utvärdera olika konstruktioner, vilket sparar kostnader genom att upptäcka och kontrollera problem tidigt.

Traditionella design- och ingenjörsmetoder kämpar med dagens komplexa arbetsflöden. Utnyttja artificiell intelligens (AI) och maskininlärning (ML) påskyndar beslutsfattandet, förbättrar teknikteamens produktivitet och utvecklar innovativa produkter inom kortare tidsramar. Simcenter passar alla stadier i utvecklingscykeln och erbjuder ett ramverk för att tillämpa artificiell intelligens för att utnyttja historiska data, undvika misstag, påskynda analysen och optimera design med tillförsikt.

Till exempel, i autonoma fordonssystem används AI och ML för att bädda in mänskligt beteende i maskinuppfattning. Medan nuvarande autonoma fordonsuppfattningssystem nästan matchar mänskliga sensoriska förmågor, särskilt under standardförhållanden, kommer de till kort i extremt väder och komplexa scenarier. Simcenter's process för skapande av scenarier hjälper till att skapa kritiska scenarier för OEM-tillverkare och AV-leverantörer, vilket säkerställer överensstämmelse med säkerhetsstandarder som säkerheten för den avsedda funktionaliteten (SOTIF).

Det enda hållbara sättet att integrera fordonssystem är att närma sig design och konstruktion som ett komplett ekosystem. Detta gör det möjligt för tillverkare att snabbt omforma och återanvända arbetsflödet när kraven ändras och byta ut attribut mellan flera domäner. På processnivå är det viktigt att uppfylla kraven samtidigt som man håller kontakten med PLM-systemet (Product Lifecycle Management) för att säkerställa att ändringar som görs inom en domän återspeglas över hela systemet. EN modellbaserad systemteknik (MBSE) metod inom fordonsutveckling kopplar systemteknik med resten av utvecklingsorganisationen, vilket förbättrar samverkan och beslutsfattande.

Ta exemplet med eldrivningsteknik. En e-drive består av en elmotor, en växellåda och kraftelektronik. Flera experter från olika områden måste arbeta tillsammans för att uppnå en effektiv, integrerad elektrisk drivenhet. Det är därför viktigt att lämna de traditionella utvecklingssilorna i det förflutna och tillåta tvärfunktionella och tvärdomäner systemteknik. Endast en uppkopplad ingenjörsstrategi, med integrerade, återanvändbara arbetsflöden genom tillämpning av MBSE och en digital twin, ger tillverkarna verktygskedjan för fordonsteknik för att hantera den spiralökande komplexiteten i elfordonsteknik - inte bara av produkten utan också av utvecklingsprocessen.