知识驱动的自动化汽车开发

作者：UGS亚太区PLMCC汽车设计顾问 孙建兵

欢迎访问e展厅 展厅 4 汽车与公路设备展厅 乘用车/客车, 电动/混合动力汽车, 卡车/货车, 专用车, 交通安全设备, ... 前言 在过去的二十年中，随着计算机技术的发展，汽车制造商们通过对汽车设计和制造流程的改进，缩短了汽车设计到投产之间的时间。PLM技术如CAD和PDM系统的应用，实现了工程和制造数据之间的关联，设计和制造工程之间从传统的并行工程向并行工程进行了转变。 但是汽车市场激烈的而又残酷的竞争要求汽车制造商们再进一步的压缩汽车开发到投产之间的时间。由于汽车产品质量对人的生命安全有着重大的影响，同时质量又是汽车市场能否成功的一个基本要素，因而我们不能通过减少设计过程中的步骤，来达到减少时间的目标，否则我们将冒着降低产品质量的风险。 那么如何解决这个问题呢?UGS提出了下一代的技术——知识驱动的自动化设计(KDA)。通过对汽车开发过程中的专家知识经验和最佳流程进行捕捉和开发，形成相应的知识原型(Knowledge archetype)，同时将包含各种学科的验证(Multidisciplinary validation)应用到知识原型上，并且在统一的环境下对其进行管理。 在汽车开发的过程中，通过对知识原型的反复迭代获得最佳的设计方案，提高了产品的设计质量和效率，减少了对个别专家的依赖，降低了对应用人员的要求，增强了创建人员的信心，缩短开发和投产的时间。技术人员可以把更多时间和精力用于新产品的创新上，最大限度的帮助企业提高竞争力。 知识原型 知识原型包含两个部分: 第一部分就是知识原型的创建。通过对产品设计过程中的最佳实践(Best Practice)的方法和流程的捕捉，结合广泛需求及大量的验证生成知识原型。 第二部分就是原型的利用。根据不同的项目计划输入不同的需求，通过对不同输入条件下的设计和验证的反复研究和分析获得一个最佳的方案。 概念车的知识原型 在和各大汽车制造商合作的过程中我们发现，大部分厂商都试图寻求更为高效的设计流程和方法来缩短汽车概念设计阶段的时间。 汽车制造商们意识到他们需要将更多的精力放在概念车上，希望在进行详细设计和工程设计之前对它进行更多的验证。 为了缩短开发时间，我们试图建立一个通用的汽车架构的数字原型，由高级的2D和3D布局组成，2D数字原型包含了中心截面中主要尺寸参数(如腰线的位置，B柱位置，乘员空间布置等)，3D布置中包含横向截面的控制结构及代表外造型的三维表面数据。通过对电子表格(Spreadsheet)的驱动或相应的对话框(VCD)就可以快速的实现对概念车的配置和更新。 通过不同的电子表格我们就可以在同一个知识原型上获得一系列的配置方案，而不用创建多组的数字模型，从而驱动相应的校验的变更，极大的提高数据的利用率。 总体布置的知识原型(General Packaging) 总体布置在概念设计阶段有着大量的校验工作，例如乘员的空间布置和视野校核，子系统的布置和校验等，而输入条件一旦发生更改，大量的工作需要重新进行。 NX对汽车设计过程中总体布置的知识和流程进行了捕捉形成了一系列的知识原型，这些原型中包含了相关国际国家标准(如SAE、ECE、FMVSS等)的要求及设计流程的最佳实践。包含了整车布置(Vehicle Packaging)、H点设计(Hip point design)、2D人体模型(2D Manikin)、伸及界面(Hand reach zones)、眼椭圆(Eye ellipses)、仪表台视区可见性(Instrument panel visibility)、风窗可见区域(Windshield vision zones)、直接视野(Direct Field of View)、A柱障目角(A Pillar Obstruction)、镜像认证(Mirror certification)等多达十六项设计向导。 通过在概念车的知识原型中应用总体布置的知识原型，我们就可以快速的对概念车进行的验证。通过对概念车原型的反复迭代可以快速的获得最佳的设计方案，由于设计结果可以作为下游设计的输入，对概念车的任何设计变更都会传递到下游设计应用中，最大限度的保护了现有的工作和实现并行设计。 车身设计的知识原型(Advanced Body Design) 车身设计工作在整车开发过程中，是最为复杂的，而且设计质量的高低会严重的影响到制造工艺和成本。传统的车身设计工作必须是在造型工作完成后才能进行的，而且造型的任何变更和修改均会影响到后期的设计工作，严重制约了产品递交的时间，通过对车身设计过程中的知识原型的再利用，可以在很短的时间内对设计方案进行反复验证，保证了设计质量。 NX针对车身设计过程中的相关知识原型进行捕捉，提供了丰富的设计向导，向导中包含了各种学科的验证如运动分析和干涉检查以及制造工艺性的分析。包括了B柱设计(B Pillar)、玻璃升降(Glass Drop)、铰链位置(Hinge Location)、门开口线(Egress Curve)、门框(Door Opening)、石块冲击(Stone Impingement)、截面成形分析(Sectional Formability)等设计向导。 和概念车的知识原型结合起来，我们可以在一个车型方案设计的初期阶段就可以对车身的详细结构进行设计和分析，大大缩短了产品开发的周期。 KDA技术在汽车行业的应用前景 1998年Delphi OSAT(The Office for the Study of Automotive Transportation)的一项研究表明，全新平台的新车投产所需平均时间为44个月，并且预测到2008年可能会缩减到29个月; 而2005年Delphi CAR(The Center for Automotive Research)研究表明到2015年全新车型的开发到投产的平均时间将会缩短到24个月，基于现有平台的开发时间亦会相应缩减。 正是KDA技术的应用，才使得我们的汽车制造商们可以在未来的几年里以更快的开发速度，更高的设计质量和更短的投产时间来赢得市场。 NX的KDA技术推动着汽车设计和制造技术发展，也必将给汽车制造商们带来更大的生产力和竞争力。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (3/15/2007)