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構建整車研發CAE數據協同平台打破壁壘,構建整車研發CAE數據協同平台,整車研發CAE數據協同平台主要從PDM系統集成、仿真對標平台、CAE平台優化、業務流程管理優化、HPC集成五個方面進行方案規劃及架構實施。系統主要包含UC1—數據獲取、UC2—快速建模、UC3—報告管理,以及UC4—模型更新四大核心功能。通過整車研發CAE數據協同平台項目實施,構建了PDM與CAE數據協同平台,實現研發產品設計與仿真分析部門數據[1]雙向追溯,改善分析部門建模、數據管理方式,提高仿真分析建模效率,提升用戶使用便捷性。
目錄
一、案例簡介
為實現CAD和CAE數據雙向追溯、提高建模效率、提高分析數據管理效果、方便設計工程師查閱分析報告,奇瑞汽車規劃構建整車研發CAE數據協同平台。平台主要從PDM系統集成、仿真對標平台、CAE平台優化、業務流程管理優化、HPC集成五個方面進行方案規劃及架構實施。系統主要包含UC1—數據獲取、UC2—快速建模、UC3—報告管理,以及UC4—模型更新四大核心功能。
通過整車研發CAE數據協同平台項目實施,構建了PDM與CAE數據協同平台,實現研發產品設計與仿真分析部門數據雙向追溯,改善分析部門建模、數據管理方式,提高仿真分析建模效率,提升用戶使用便捷性。
二、案例背景介紹
奇瑞汽車股份有限公司整車研發CAE業務流程為設計數據接收與管理、建模與仿真、分析數據存儲與檢索、報告發布與查詢四階段,CAE仿真分析作為整車研發虛擬驗證中關鍵節點之一,主要存在以下四個方面痛點:
(1) 數據本地管理
ü 建模數據線下保存,不便於版本管理;
ü CAE模型和分析報告本地保存,不利於文件管理,且易丟失。
(2) 仿真建模效率低
ü 目前在工作站上做網格劃分,單機工作效率成為瓶頸;
ü 建模工作線下溝通,溝通效率偏低;
ü 新老模型對比工作量大,已有零部件模型重用率低。
(3) 數據追朔困難
ü 分析報告與產品設計CAD數據難以精確匹配;
ü 整車產品CAD數據差異更新時,無法有效模型重用。
(4) 報告查閱困難
ü 仿真數據的檢索繁瑣;
ü 分析報告線下傳遞,數據安全難管控。
為實現CAD和CAE數據雙向追溯、提高建模效率、提高分析數據管理效果、方便設計工程師[2]查閱分析報告,奇瑞汽車規劃構建整車研發CAE數據協同平台。
三、案例應用詳情
整車研發問題解決方案主要從系統(系統解決方案、流程管理、軟件集成)、數據源(統一輸入、數據溯源、結果跟蹤)、業務協同(設計仿真協同、仿真內部協同)、企業知識積累(業務流程、工具代碼、標準規範)四個方面進行。
整車研發CAE數據協同平台主要從PDM系統集成、仿真對標平台、CAE平台優化、業務流程管理優化、HPC集成五個方面進行方案規劃及架構實施。
通過技術支持部門、CAE仿真分析部門、數信中心、研發技術中心,以及供應商等公司內、外部門共同合作,歷時兩年多,經過項目啟動,方案設計、系統詳細設計、系統關鍵用戶驗證等多個階段,最終完成系統上線。期間,攻克多方面多類型技術難題,系統上線後基本實現項目目標,為跨部門數據協同應用提供基礎支撐。
系統主要包含四大核心功能:UC1—數據獲取、UC2—快速建模、UC3—報告管理,以及UC4—模型更新。其中,四大核心功能中包含的重點業務場景分別參見以下詳細內容:
(1)PDM系統端數據準備(UC1)
設計數據預檢查(數字樣車虛擬評審/學科多方案數據預檢查)、數據預發布。
(2)最終提交數據檢查與數據提交(UC1)
對映射完成的數據結構進行完整性、一致性檢查,並提交數據下發通知。
(3)SDM(仿真分析平台)端數據獲取(UC1)
如果PDM端有新的CADBOM則會自動推送到平台,包括CADBOM結構和CAD數據郵件通知用戶導入完成。
(4)CAE快速建模(UC2)
自動化網格劃分,屬性創建, CADBOM解析,模型組裝,並且支持多用戶協同建模和數據文件管理的系統。
(5)分析報告管理(UC3)
仿真報告的在SDM端的管理,包括上傳、審批和查詢功能;提供給設計工程師的PDM端仿真分析報告查詢。
(6)仿真模型更新(UC4)
研發CAE仿真分析工作中有相當一部分建模工作可以靠CAE平台提高模型比較的精確度,幫助快速替換零件,生成新的模型。即把已有裝配模型中的零部件替換為其他版本,以生成新的裝配模型,本質上,模型替換與模型復用判斷都是模型重用的範疇,即在裝配中部分使用庫存零件,加上新零件,組成新的有限元裝配體模型。
四、創新性與優勢
提高整車研發建模效率。研發CAE仿真分析工作中有相當一部分建模工作可以靠CAE平台提高模型比較的精確度,幫助快速替換零件,生成新的模型。即把已有裝配模型中的零部件替換為其他版本,以生成新的裝配模型,本質上,模型替換與模型復用判斷都是模型重用的範疇,即在裝配中部分使用庫存零件,加上新零件,組成新的有限元裝配體模型。
五、 案例應用效益分析
通過整車研發CAE數據協同平台項目實施,構建了PDM與CAE數據協同平台,實現研發產品設計與仿真分析部門數據雙向追溯,改善分析部門建模、數據管理方式,提高仿真分析建模效率,提升用戶使用便捷性。
1)建立PDM與SDM連接,實現CAD和CAE數據雙向追溯
系統間自動推送信息,獲取數據,減少人工干預,年度節約達400人時以上;
固化CAD數據版本,性能評估結論能對應數據狀態;
便於仿真與試驗衝突時的原因分析與定位,相比上線前,縮短風險排除的時間約30%;
便於深入比較新老數據差異,減少無效分析,相比上線前,縮短分析周期約40%。
2)提供統一平台,方便設計工程師查閱分析報告
報告審批之後自動發布,並可針對特定用戶發送通知信息,便於用戶及時了解進展;
用戶可從PDM客戶端一鍵查詢並瀏覽對應分析報告,快捷、方便;
從PDM端查詢,免於記錄、管理新的網址或安裝新的客戶端,更為方便;
從PDM端查詢,可免輸用戶名及密碼,減少不必要的操作。上述分析報告溝通、查閱年度約節約400人時。
3)改進CAE分析數據的管理方式,提升用戶應用體驗
將車型-性能-系統三級管理模式縮減為車型-性能兩個管理維度,降低結構識別難度;
實現對所有學科方向模型的管理;
簡化報告審批與流轉的操作步驟,年度節約達1600人時以上;
提供工作任務待處理區,實時提醒用戶處理審批任務。
4)改善建模方式,提高建模效率
整車快速自動化建模,縮短周期,年度約減少720人時以上;
通過雲系統,多人在線協同,有效提升整車研發建模規範化與標準化水平。
參考文獻
- ↑ 數據的來源以及數據是什麼?,搜狐,2021-07-26
- ↑ 工程師分為哪幾個等級?,搜狐,2022-05-16