2025-07-26 09:00来源:本站
受访者简介:
ESI集团Vdot项目流程平台经理 Scott Prey
ESI中国技术总监 Pierre Culiere
造车网:请问上海大众最初选择ESI软件作为辅助仿真工具是出于哪些方面的考虑?
叶威:我们是ESI的早期用户了。从最初2002年购置少部分的模块,到目前VPS(Virtual Performance Solution, 虚拟样机解决方案)全线产品作为公司的设计平台的全线贯通,公司对于ESI软件的优势一直很认可。
ESI在被动安全和碰撞方面在全球一直处于领先地位, 德国大众向来把质量看作是企业的生命线, 他们在质量安全上向来要求严苛。举一个例子就可以表明, 根据我国政府刚刚颁布的 C-NCAP(New Car Assessment Program,新车碰撞测试) 测试要求,境内本国生产及进口新车正面碰撞速度是提升到了64公里。这对很多车型来说简直就是梦魇,甚至只能等待降级的命运, 而对于大众公司来说,从年开始我们就一直要求所有车型碰撞速度达到64公里安全后才能达标下线。 因此德国大众作为ESI欧洲分部的长期的用户,总公司要求上海大众也使用ESI仿真软件来提升设计效率。
造车网:您在多年的使用过程中对软件最满意的地方是什么?
叶威: 有几点让我很满意。 首先,软件的操作很方便。 只需要几天的培训就可以上手, 界面很友好。第二,ESI团队对软件的不断完善不断进取为客户负责的精神很令人欣慰。以求解速度为例,他们每年的升级都可以使求解速度提高20%以上。
造车网:您能否举一些例子,ESI软件怎样帮助您的团队攻克设计难点的?
叶威: 就拿我们的新车型?来说吧。这款车型可以说凝聚了我们上海大众设计团队的很多心血。为什么这么说呢?因为她的诞生很不容易, 当时总部要求我们这是上海大众第一款要在亚洲,欧洲和北美同时上市的车型,这不但要求她的造型经典,适合多种文化的审美,而且要求她同时达到三大洲不同国家的五星级安全测试标准。 这个要求是很苛刻的, 我们都知道有些国家的标准之间是矛盾的, 这就要求车型的性能达到非常高的境界,能在多种制度要求下游刃有余。
这款车我们从设计到验证整个过程都是自主研发的。这里面的故事有很多。我只举一个例子, 在做侧碰安全仿真时,壁柱总是出现裂痕。 专业设计人员都了解,侧碰对于车身的设计要求相对比较高,因为它的变形空间比较小,又要最大限度地保护乘员安全。 它对壁柱(侧碰的主要受力单元)的要求非常高, 需要变换不同的碰撞角度综合多种设计意图, 才能确定优质的设计思路。对于壁柱撕裂缩形应变小于5%这一个工况, 我们初步测算后确定需要785149个分析单元。 如果是传统的仿真软件, 在12个CPU 同时运行也需要4.8个小时。这是众多工况中的一个, 如果所有工况都这样耗时费力,我们整个的设计周期一定会拖延。 而我们应用Vitual Performance Solution(VPS) 中的子结构功能, 求解器将这个具体工况所涉及的侧围各条件记录下来,下一次载荷级应变条件不用将整个车身的信息都纳入到计算过程,这样模板简化为5万,仅用了18分钟就完成了求解。 最终我们在很短的时间内就测算出能同时通过侧碰, 撞击,和挤压测试的设计方案。 仅这一个工况的设计就为大众节省了2千万欧元的成本。 这是让我们整个团队非常受鼓舞的一个事例。
再比如, 在行人保护这个工况中, 对于头部保护在车身上就要设计400个撞击点,要是做400次的重复性的工作就太耽误时间了。 在ESI的Virtual Environment中有流程自动化的功能, 从建模,定位,计算,到最后的生成报告都可以在软件中自动完成, 为设计人员节省了宝贵的时间。
我甚至可以举一个属于敏感话题的例子——新能源汽车。ESI软件也有让我们胜出同类车型的上佳表现。 在我们CNG(可压缩天然气)汽车后备厢中有一个液态天然气的气罐,由于它装载危险气体因此是不允许焊接的,而需要用预紧的方式固定在后备箱中。但这个预紧力大小的测试很有挑战。在做这个模态分析,即绑带与焊接的虚拟对比分析时,最初德国总部怀疑我们的数据不能再现真实的物理碰撞过程。 我们在这个没有任何前例可遵循的全新的任务下, 应用VPS隐式求解器加载,最后仿真与试验的比对结果很令总部满意。
造车网: 聪明的用户在使用软件时不但简化了工程计算过程,而且能够借鉴业界先进的工作流程,这样可以利用后发优势在短时间内获得行业巨头数十年积累的成功经验,以站在较高的门槛上竞争。在流程管理方面ESI怎样帮助中国企业理顺设计流程呢?
叶威:在设计流程方面, ESI的解决方案也是很出色的。主机厂在沿用传统的以设计为主导的设计流程时,CAE的角色很弱,而且是已经到了设计周期的末端才开始介入。 那时候设计已经定性,很多单元已经冻结,CAE的仿真功能是很被动的。 万一出现安全性问题, 那对车型来说就意味着致命的打击, 是无法弥补的损失。 而先进的虚拟制造的设计流程要求CAE从概念设计开始到生产阶段一直贯穿于设计流程中, 整个设计过程是以CAE为驱动的。 这就使开发周期明显缩短, 设计效率也很大地提高。设计师也不用担惊受怕在试验阶段出现严重的失误。 有软件在每个环节每个设计单元严格把关, 误差值是在可控范围之内的。 这一点,甚至比设计本身更重要。它奠定了未来所有设计工作的基础。
Scott: ESI产品线中有Vdot 这个产品专注于推动将CAE融于全方位设计这个已经被各行业证实的正确的设计流程。 它一方面方便管理层实时检查设计进度和各设计单元的表现, 另一方面它使设计人员在需要任何零件的历史数据或调用团队其它部门的设计数据时迅速找到产品数据,而不用担心数据迭代问题,也不用花费宝贵时间重复做数据的更改。它保证设计人员及时地精准地找到所需数据。因为这个软件在开发过程中就是完全根据拟定的设计流程而做的, 因此设计人员使用起来得心应手。 Virtual Environment 这个产品保证设计人员及时地精准地完成本单元的设计任务。 ICIDO 产品保证虚拟样机完全按照现实情况三维地展现在设计人员的桌面上进行虚拟装配。 因此VPS全线产品从各个方面保证了计算机辅助设计的各方面的需求。
同时,Vdot的灵活性适应各种程度的用户。以汽车行业为例,整车厂和大部分一级供应商的设计团队对于CAE的使用已经比较成熟,他们应用Vdot可以创建自己的各种子结构的设计流程,并且让程序记录这些流程固化下来,这就是自主流程的自动化。对于二三级供应商, 他们可以直接享用已经被我们固化在软件中的行业最佳实践的流程和模板,直接去使用就可以很大程度上拉近他们与世界级领先企业的距离。
造车网: 以CAE为主导的设计理念对于管理团队来说固然是明显利好消息, 但对于最终使用者----各设计单元的工程师来说, 相对于他们已经习惯的设计流程来说,这毕竟是一个新的理念, 在最初推动的时候是否遇到一些阻力呢
叶威:有的。 最初的确会有工程师怀疑仿真的精准度, 或者不习惯用CAE来验证设计前期的每一个设计意图,还有一些老一辈的工程师宁愿相信自己的建模和多年的工艺经验, 不愿意把仿真全部交由软件主导。 但是经过多次的尝试, 特别是重点攻关过程中CAE软件的卓越表现, 使大家逐渐的认可了CAE的主导地位。 从2002年我们试验性地购买少量ESI模块到06年上海大众启动Lavida车型以后, CAE驱动设计逐渐成为固化的流程, 现在所有人都认同如果没有CAE的全程介入,设计开发将很难推动。
造车网: 数据集成是困扰用户多年的问题。 目前用户普遍同时使用多种CAx软件,不同软件间以及CAD与CAE软件在前后期处理过程中的数据迭代和更改需要完全的兼容。在数据集成方面ESI软件的表现如何?
叶威:包括ESI在内的知名厂商推出的CAE产品目前在数据处理方面已经很成熟。像ESI有针对各种CAD软件的通用接口,前后处理以及几何数据的交换都很完善。
造车网:您为汽车设计界同仁总结一下CAE软件的选型原则好吗?
叶威:在选择仿真分析软件时一定要选择本行业的专业软件,这样对于仿真乃至整个设计团队都可以有事半功倍的效果,对设计效率有很大的提升。 ESI在汽车碰撞安全方面投入了很大的研发精力, 他们把很多典型工况的经验融入到了软件之中, 因此可以说使用户站在了高起点上,不用再花费时间从头开始摸索。 比如他们在假人,安全等模块已经非常成熟, 而且使用非常简单。 而且在很多模块中ESI为设计师预嵌了流程自动化的功能,使重复计算的仿真流程通过几键操作就可以快速自动完成,不需重复建模。
第二就是要选择有规范,标准流程的软件。 我们购买软件不但要求它能作为工具使设计工程师从繁琐的工程计算中解脱出来,从事真正的仿真设计决策和创新, 更重要的是软件将化为一个高效设计流程的监督机制,保证整个设计团队在高度融合,有效 的环境中完成设计任务。
造车网:从刚才的对话以及您在分会场做的主题发言不难看出,作为ESI的老用户,上海大众已经和ESI结成了战略伙伴,两个公司共同面对汽车行业的竞争压力, 共同促进专业优质的设计软件不断为中国汽车业的创新助力。就请您在采访最后对ESI公司提出几点希望,让双方站得更高飞得更远吧。
叶威:好的。 我们两家公司合作多年, 一直是伙伴关系坦诚相待。我们希望未来在求解器的速度方面继续保持令人满意的更新;也希望在产品线的丰富方面,比如壁障等专业模块的仿真优化,以及流程化产品,数据管理等模块能有创新式的发展。