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Simcenter™产品技术创新推动汽车工业数字化

发布: Simwe    来源:    发布时间:2018-04-20    收藏】 【打印】  复制连接 【 】 我来说两句:(0逛逛论坛

        2018年3月28日-30日Siemens PLM Software中国汽车整车企业高峰论坛在浙江宁波隆重举行!本次大会介绍了西门子如何帮助中国汽车的OBMs和OEMs通过建设数字化企业和优化创新过程来实现技术创新,并与全球和本地专家、客户探讨中国汽车制造业的发展现状及未来趋势。
 
        汽车工业作为制造业技术发展趋势的领军行业一直在快速发展。当前,该工业正在进入一个全新的新纪元:数字化。数字化技术将协助汽车工业更快、更高效地将理念变成现实。Siemens PLM Software帮助中国汽车制造商在整个研发周期中利用精确的仿真和实验技术开发出世界级性能产品。
 
社会发展新趋势推动汽车工程及研发的创新

        减排 汽车在节能减排问题上所遇到的挑战,Siemens PLM Software NV测试系统事业部副总裁 Bruno Massa先生指出“现在国家推行节能减排,低碳经济,可能会推行一些电气化的发动机和小排量的发动机以及一些轻量化的车型设计,对汽车行业来说会面临新的挑战,需要去迎合这个政策并针对这个政策提升创新能力。”

        轻量化是汽车行业实现减排的一个重要解决方案,也是当今全球汽车行业发展大趋势。这意味着未来汽车生产中将使用更多的轻质材料。

         新的出行及交通方式 除了减排,还会面临一些新的问题,随着科技不断发展,人们的生活水平也不断提升,互联网从以前的稀缺和陌生到今天家喻户晓,这不光是科技的进步,还象征着时代的进步。互联网以其广泛覆盖、高效连接等特性,改变了传统交通运输的模式,优化了运输服务要素的资源配置。“智慧交通”不仅有利于方便旅客出行、提高综合效率、改善出行体验,也是培育交通发展新动能、催生交通新业态、提升发展水平的重要方面。Bruno Massa先生指出后续西门子的产品会更加侧重于自动驾驶的研发以及出行服务,这里面包括整个交通领域充分利用物联网、空间感知、云计算、移动互联网、车与车的互联,因为现在互联网跟物联网的发展也给车的功能性带来更多的挑战,总之新的出行方式和交通方式给汽车行业带来的新的挑战。

        市场全球化 在全球化背景下,跨国汽车企业选择革新销售策略以适应目标国市场,从而顺应目标国消费者消费观念。从长远来看,全球化和本土化相互抵触、相互影响,二者的并行和融合将是一个长期的过程。汽车行业的市场全球化给车厂带来了众多机遇与挑战,车厂的目的不再把眼光只放于本国,而是希望能够更多的开拓国外市场,Bruno Massa先生提到不同的国家有不同的法规,比如中国对汽车的法规跟欧洲、日本、美国是不一样的,产品不光要迎合自己国家的法规,也要迎合别的国家的法规。

        另一方面,汽车制造厂商还需要着眼于用户定制化。如今,不同的用户群对汽车有一定的定制化要求的情况日益增多。除此之外,人们逐渐开始重视汽车疲劳的问题,比如在美国,疲劳问题等同于车的可靠性问题,摆在第一位,那么需要汽车研发人员花更大精力去着眼于汽车疲劳研发工作。随着中国品牌对汽车产业了解的日益深入以及多年来摸索学习和合资借鉴的经验总结,在面临激烈竞争的高压之下,仍然能够厚积薄发。
 
Simcenter注重实验与仿真结合

        早在2016年,西门子就推出了全新仿真和测试解决方案套件Simcenter™软件,Simcenter™是在原有的1D & 3D仿真解决方案基础上,集成NX CAE有限元仿真分析功能,结合Teamcenter的产品数据管理和 NX的产品设计功能,将测试、仿真、报告和数据分析等功能从数据层面进行了一次集成,通过数字化的工具或者数字化的思路,也就是数字双胞胎帮助客户提升产品创新能力及工作效率,汽车行业也不例外。

        Bruno Massa先生解释道:“Simcenter™的产品理念是实验跟仿真的闭环策略,提升客户工作效率的方法就是能够保证客户每一步重要的CAE环节都有相应的实验测试方案进行验证,进而保证了CAE仿真分析的正确性。通过实验跟仿真组合的方案去帮助客户避免掉一些不必要的冗杂的仿真和实验工作,直接达到想要的效果。”

        Bruno Massa先生再次提起:“实验周期比较长,成本比较高,用户可能更希望用一些CAE虚拟的模型,尽量的取代实验,因此提出CAE加实验相结合的方法理念。实验辅助CAE能够更高效,更准确的开发新车型,尤其在后面的EV车(电动汽车)里面会有更多的体现。”
 
与比亚迪、菲亚特合作,Simcenter帮助解决电动汽车的噪声难题

        伴随着挑战,应运而生的就是的纯电动汽车的蓬勃发展,纯电动汽车具有零排放、使用成本低和加速性能好等优点,但同样带了来很多新的问题。从传统汽车过渡到电动汽车,由于缺少对发动机噪声的掩盖,使得路面噪声、风噪、胎噪、空调噪声、压缩机和汽车附件等噪声就突显出来,即纯电动汽车有着独特的NVH问题。

        Bruno Massa先生介绍说:“在国内,西门子最先是与比亚迪合作,帮助客户搭建了相关HEV车型的CAE仿真模型,同时也定制了针对HEV车型的试验计划。根据仿真与试验相结合的理念,我们与客户一起完成了CAE与试验的NVH目标设定、目标分解。”

         Bruno Massa先生还谈到:“传统车很多细小噪声问题可以通过发动机掩盖住,但是从传统车到EV车过渡的时候,当把发动机拿掉之后,很多其他的一些噪声将会全部显现出来,包括路面、风、空调噪声、压缩机和汽车附件等等噪声,这个问题是Simcenter™软件目前一个重点的研发方向。整个Simcenter™解决方案围绕着来源、传递、接收点这种方式,从来源到传递的路径,以及到响应点都会有相应的解决方案分析噪音来源”

 
 
基于Simcenter,实现汽车产品创新
 
         汽车轻量化就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下,尽可能地降低汽车的整备质量,从而提高汽车的动力性,减少燃料消耗,降低排气污染。为迎合节能减排大策略,很多车厂把车体结构的优化,车身的轻量化作为一个重要的课题,Bruno Massa先生指出目前这也是Simcenter™主要研发方向。汽车车身变轻了之后,碰撞性能、操稳能、NVH性能等三块都是目前车身轻量化的重点。

         Bruno先生将汽车供应商遇到的问题总结为两个方面:首先,与传统汽车配套不同,电动汽车的整个动力总成发生了改变,以前的零部件已经不再适用于新的车身;其次,一些供应商的水平还停留在台架试验上,实际上汽车零部件在台架上的表现并不能完全重现它在整车上的表现。这也涉及到了整车集成的问题,即主机厂与供应商提供的整车目标(零部件安装在整车上的表现目标)是否匹配的问题。

         新材料投入使用,比如说碳纤维车身,通过实验去得到一个完整的NVH表现测试。Bruno Massa先生再次举了跟菲亚特合作的车身疲劳耐久性的案例,他提到在意大利都灵实验厂,Siemens完整的帮菲亚特采集了一个汽车试验场路谱,然后用Simcenter™软件搭建了一个虚拟的整车模型,通过实验与仿真相结合的过程帮助客户缩短整车开发周期,以及车的疲劳耐久性可以用数字模型比较精确的预测出来。

    汽车行业面临新的挑战,不光是给整车厂OEM带来的挑战,同样给零部件的供应商也带来相同的挑战,新的纯电动车或者混动车的研发对配件的要求不一样,如对空调、水泵、油泵的噪声以及电池、电机冷却系统的噪声都有不同的要求,需要更高端,更静音的系统。Simcenter还可以助力数字双胞胎,通过把一个仿真与实物的模型相结合,进而融入到数字双胞胎中来提高效率为新的平台汽车配件及整车集成问题的供应商提供解决方案。
 
LMS SCADAS数据采集系统,让仿真更高效

         SCADAS是Siemens PLM Software所推出的数据采集硬件,只有口袋大小,由12个普通的模拟采集通道加上GPS和CAN组成,是目前市面上最小,功能最全的一款前段数据采集硬件设备。在实验室内或者在现场进行所有类型的噪声、振动以及疲劳耐久性测量。 因其便携式的特点,在Simcenter平台提供的解决方案中被广泛应用,通过将实物传感器和虚拟传感器中的数据采集出来,进行虚拟与现实的对比或用作参考。

         用户可以根据自身的需求使用 LMS SCADAS 系统,将其作为独立记录仪或数据采集前端连接到个人电脑。 将 LMS Test.Lab 与 LMS Test.Xpress 软件无缝集成,有助于用户加速测试设置,并正确的提供格式化的结果。 LMS SCADAS 具备一流的数据采集功能,可以为用户提供可靠的测试结果和最佳测试效率。

         SCADAS系统支持多种类型的传感器与信号调理功能,可将数字与模拟信号结合并涵盖广泛的物理类型,包括振动、力、应变、温度、CAN总线信号等。Bruno先生最后强调:“未来,实物会越来越少,在Simcenter的新版本中,试验的软件都可以打开仿真模型,这点在其他公司是看不到的。”



 
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