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虚拟化车辆性能平台的建设与应用

2020/2/29    来源:Altair论文集    作者:邢志远      
关键字:CAE  虚拟化车辆性能平台  Altair-SDM  生命周期  
本文基于Altair-SDM系统,建立了虚拟化车辆性能平台,实现了CAE分析全生命周期管理,有序有效地推进分析能力和数据管理能力提升,提高产品的设计水平,缩短研发周期。
1 概述
 
       1.1 现状
 
       目前CAE仿真虚拟化技术在整车开发流过程中得到了广泛的应用,贯穿了车型研发各个阶段(概念设计、详细设计、OTS样车),指导设计与试验工作,如下图1所示。

CAE仿真虚拟化技术在整车开发流过程中得到的应用

图1 CAE仿真虚拟化技术在整车开发流过程中得到的应用
 
       有效的仿真分析数据快速增长,数据的查找、重用难度大,数据的横向对比、纵向对比深度加深。随着新能源和智能网联技术的发展,对CAE领域的需求更为广泛和复杂,CAE分析项目也随之不断扩充,原来传统的、相对零散的数据管理模式带来了很多障碍,阻碍了研发工作的高效发展与项目的推进。

对比

图2 对比
 
       1.2 突出的问题点
 
       需要建立统一规范的虚拟化车辆性能仿真平台,以解决传统CAE管理模式中突出的问题:a、数据共享:1)大量车型数据采用传统文件夹形式存储;2)安全性无法保证,数据共享沟通效率低;
 
       b、重用检索:1)历史车型数据缺乏谱系管理;2)无法进行快速检索与对比;3)无法实现对过程数据的管理,无法保证过程文件之间的关联性;
 
       c、版本追溯:1)设计与仿真版本同步性弱,难追溯;2)无流程化、规范化历史履历管控;
 
       d、知识积累:1)标准、流程、体系文件引用效率不够;2)缺乏权限管理。
 
2 平台建设目标
 
       2.1 实现CAE分析全生命周期数据管理
 
       通过仿真数据平台管理的实施,实现CAE过程和结果数据的管理,实现相关标准文档、试验数据、知识库的管理。
 
       2.2 实现CAE分析标准流程管理
 
       通过流程管理的实施,实现仿真分析的规范化,可实现项目过程的资源、任务状态、过程数据的实施监控,工作任务的自动流转等。
 
       2.3 实现仿真分析全过程的模型管理
 
       通过模型管理模块的实施,实现各学科仿真迭代过程的模型管理,保证分析过程中模型的统一性,同时可自动实现仿真模型的变更通知。

各学科仿真迭代过程的模型管理

图3 各学科仿真迭代过程的模型管理
 
3 方案确定与实施
 
       根据自身车型开发流程特点与需求,建立虚拟化车辆性能平台。该平台基于Altair-SDM进行定制开发,涵盖并构建了包括系统管理、仿真流程管理、仿真数据管理、计算作业管理4个模块。平台采用统一登录方式,各模块间可以无缝切换。

虚拟化车辆性能平台

图4 虚拟化车辆性能平台
 
       3.1 Process流程管理模块
 
       流程管理模块用于管理各种标准化的流程模板,管理流程任务的分发、执行、状态监控。工程师接受邮件通知,获得分配的任务,进入流程管理执行任务。每个工程师登录后可查看各自工作任务及任务执行状态,管理员用户查看集成室全体员工的工作任务状态及任务饱和度接口,同时实施流程管理与OA办公系统集成解决方案。

流程管理模块

图5 流程管理模块
 
       3.2 知识库管理模块
 
       建立整车CAE仿真知识库,将车型数据、标准体系文件、规范、材料数据、论文等科学地、系统地进行平台化管理。建立车型谱系管理体系,实现快速检索与对比、数据版本同步与追溯。
 
       同时针对管理平台中的系统用户及数据建立多个维度权限管理体制,实现可基于不同用户分组实现数据的权限管理。

整车CAE仿真知识库

图6 整车CAE仿真知识库
 
       3.3 KPT推送模块
 
       根据整车全学科CAE仿真项目,建立KPT标准库。工程师在进行某一分析工况分析时,系统将自动将该分析工况的分析标准、性能指标等一一推送,并实现仿真分析结果自动处理,大大提升了工程师分析效率。

KPT标准库

图7 KPT标准库
 
       3.4 ModelBuilder快速建模模块
 
       ModelBuilder快速建模模块主要基于CAE BOM方式管理车型各个阶段下的子系统模型,实现子系统模型重用、版本管理、模型变更通知。
 
       工程师通过邮件接受建模任务后,在HM中执行本地化建模,通过本地化定制开发功能完成建模并发布模型到ModelBuilder,每个子系统成功发布后项目组会接受邮件通知开展下一步分析工作,如果设计模型变更,工程师需要进行模型更新,系统自动进行版本管理。工程师也可通过ModelBuilder查看每个子系统的历史版本变化并下载某一历史版本。

快速建模模块

图8 快速建模模块
 
4 结论
 
       (1)基于Altair-SDM建立了虚拟化车辆性能平台,初步实现了CAE分析全生命周期管理,有序有效地推进分析能力和数据管理能力提升,提高产品的设计水平,缩短研发周期。
 
       (2)同时虚拟化车辆性能平台建设是一个漫长的过程,需结合现有车型发展规律与工程师使用习惯进行不断更新与成长。
责任编辑:程玥
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