仿真数据管理的关键技术.pdf
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1、汽车行业IM投稿网站: 2023年增刊 173仿真数据管理的关键技术周巍(华晨宝马汽车有限公司,辽宁 沈阳 110044)摘要:基于仿真业务数据管理、效率提升、协同和项目支撑等方面的需求,构建各个学科统一的仿真数据管理平台。该平台通过基于知识重用的数据管理、仿真自动化、兼容各个学科的架构和整体的仿真生态体系,赋能仿真业务。本文以某车企仿真业务为例,探讨仿真数据管理的应用和价值。基于 SimManager 的仿真数据管理平台的应用为促进仿真业务发展、提高产品质量提供了有力保障。关键词:SimManager;仿真数据管理平台;知识重用;仿真流程;仿真生成器1前言随着国内汽车行业的快速发展和越来越激
2、烈的竞争,国内主要汽车企业正在着手逐步建立完备的研发创新能力以应对缩短开发周期、提高产品质量的挑战。华晨宝马也正在稳步地推进建立完整体系支撑的研发创新能力。目前 CAE 仿真技术已在华晨宝马产品开发的各个阶段发挥了积极重要的作用,成为产品设计环节必不可少的工具。同时还和试验验证一道成为控制研发质量的重要手段。仿真的重要性、有效性得到了较广泛地认同。经过多年的积累,在结构、NVH、安全、流体力学和多体动力学等专业方向,华晨宝马形成了一套较为完整并经实践验证可行的分析流程和规范。随着产品性能要求的不断提升和新技术、新方法的应用,仿真专家也在不断对其进行更新和修订,保证 CAE 技术对设计的验证和指
3、导作用。就像设计业务发展到一定阶段引入设计数据管理,仿真业务发展到一定阶段,引入仿真数据管理平台(Simulation Data Managerment,SDM)成为提高效率和规范化的有利的工具,华晨宝马基于业内成熟的 SDM 产品 SimManager 构建了仿真数据管理平台,进一步促进仿真对项目的支撑作用。2仿真数据管理建设背景在仿真业务开展规模越来越大的发展过程中,通过仿真数据管理平台可以满足不同的需求。(1)仿真数据的高效管理和重用随着车型项目的不断增加,仿真业务规模随之快速增加,仿真数据量飞速增长。以奥迪公司为例,经过 10 年时间,车型、仿真性能指标、参数和模型细化粒度等方面因素的
4、叠加影响,使得仿真数据量超过 1 000 倍增长1。需要专门有效的技术手段,将大量的数据进行管理、使用并保证完整性、安全性。另外,不同的仿真工程师有自己的工作习惯,不同仿真学科,甚至同一仿真学科内部,仿真规范性无法得IM汽车行业174 2023年增刊到保证。大量的数据分散存储,检索性和重用性差,知识积累不足,无法发掘已有仿真数据的价值。存于硬盘上的大量仿真数据,除了产生仿真数据的工程师,其他人很难判断哪些数据有价值可长期保留,哪些数据没有价值或价值很低可以清理。对于时间过长的历史仿真数据,即使仿真工程师本人也很难准确了解和清理。因此形成大量历史数据堆砌。(2)如何利用平台提高效率在汽车行业,仿
5、真工作呈现大批量、成熟化的特征。仿真工具软件种类繁多,数据格式多种多样,存在大量的重复性工作。如果依赖手工交互完成,模型前后处理工作烦琐,工作量大。在目前市场竞争激烈,研发周期不断压缩的情况下,如何利用平台进一步提高效率就成为关注的重点。(3)促进业务协同设计、仿真和试验是车型产品研发的三大支柱,一般用户都已经建立了设计数据管理系统。但是在没有仿真数据管理手段的情况下,设计和试验数据的传输、版本的管控完全依赖手工,效率低、无法做到高效协同。(4)强化对项目支撑建设仿真数据管理的核心目的是支持项目研发。仿真数据管理平台可以在以下方面强化项目支撑,包括产品仿真性能达标评估和对标、仿真工作进度及虚拟
6、评审、仿真知识库不断积累,以及历史仿真数据挖掘与利用等。3仿真数据管理的关键技术在基于 SimManager 构建仿真数据管理平台的过程中,涉及到以下关键技术。3.1基于知识重用的仿真数据管理建立了以仿真分析项(工况)为基础的仿真数据和知识管理体系。结合实际开展的仿真分析工作,将仿真分析规范纳入分析流程之中,仿真工作均按照定义的分析规范去实施。使得不同的工程师基于相同的规范完成同一项工作并可得到一致性的仿真结果。基于该分析项的仿真分析结果,结构化存储在数据库中。用户在不同车型项目之间、同一项目的不同方案之间、当前车型和对标车型之间,以及同一方案下仿真结果和试验结果都可以从数据库调用并方便实现在
7、线对比。这对不同方案的权衡以选择采用方案是有效的工具。支持建立车型仿真目标值的管理体系。仿真目标值对不同的车型是不同的,仿真目标值可以针对不同的车型进行调整。在项目执行过程中,仿真目标值可以进行微调。调整后的目标值也需要提交审批流程生效后执行。在仿真工程师执行仿真计算后,可以立即与系统中存储的当前目标值进行对比,以颜色状态的方式展示达标状态。可以迅速帮助工程师判断方案的状态并指导形成下一步方案修改。利用仿真数据库还可以进行新方案快速预测或优化。仿真数据库数据积累了大量的仿真方案和结果数据,与机器学习相结合,能够基于当前的方案和结果数据样本,快速建立降维模型,实现对新方案的快速预测。这个也是在知
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