仿真技術(shù)驅(qū)動汽車設(shè)計
2016年7月13日 來源：科工網(wǎng)-國際互聯(lián)網(wǎng)+生態(tài)服務(wù)平臺 瀏覽 441 次 評論 0 次
“中國已經(jīng)發(fā)展成為世界的汽車消費市場之一，市場對于汽車的需求除了表現(xiàn)在激增的數(shù)字上，還表現(xiàn)在對車輛安全性、車型多樣化方面的渴求?！泵鎸Ω氨泵啦稍L的中國媒體，MechanicalSimulationCorporation(簡稱MSC)的胡進博士坦言，目前中國一些汽車制造商的設(shè)計和生產(chǎn)流程僅能滿足市場需求的低層次要求，若想滿足更深層次的需求、充分挖掘自身潛力，依靠仿真技術(shù)是一個很有效率的途徑。
的確，在老牌汽車工業(yè)國，仿真已經(jīng)作為一種重要的科學工具來指導日常生產(chǎn)活動。通過仿真模型，企業(yè)可以明晰，采用哪些方法可以獲得怎樣的效果，從而在不影響現(xiàn)實流程的情況下在虛擬環(huán)境中對其進行優(yōu)化和評估。而汽車行業(yè)使用仿真技術(shù)帶來的收益是顯而易見的。比如驅(qū)動設(shè)計，提高現(xiàn)有設(shè)備的生產(chǎn)效率，降低規(guī)劃新設(shè)備的投資，削減庫存縮短生產(chǎn)時間，優(yōu)化系統(tǒng)規(guī)模，減少投資風險，程度使用生產(chǎn)資源，提升生產(chǎn)線設(shè)計和時間安排等。
事實上，中國的汽車制造商也早已進行了這方面的實踐，仿真不僅用來解決有關(guān)提高產(chǎn)能和自動化程度的簡單問題，而且更多地應(yīng)用于生產(chǎn)戰(zhàn)略的制定當中，包括從焊裝到總裝過程中的生產(chǎn)序列調(diào)整等等。在諸多的仿真軟件中，MSC旗下的CarSim是一個口碑極佳的產(chǎn)品。
處處開花的CarSim
MSC成立于1996年，根源于國際著名的科研機構(gòu)UMTRI（密歇根大學交通運輸研究所），主要創(chuàng)始人是國際知名的車輛動力學專家ThomasD.Gillespie，MichaelSayers和SteveHann。
作為專業(yè)的汽車系統(tǒng)仿真軟件開發(fā)公司，MSC的主要商業(yè)產(chǎn)品是CarSim、TruckSim、BikeSim，實時仿真車輛模型，駕駛模擬器等。其系列軟件被國際上眾多的汽車制造商、零部件供應(yīng)商所采用，已成為汽車行業(yè)的標準軟件，享有很高的聲譽。在MSC出示的相關(guān)資料中，記者看到，GM，F(xiàn)ord，VOLVO，TOYOTA，HONDA，NISSAN，GMDAEWOO，MITSUBISHI，ISUZU，HYUNDAI，F(xiàn)IAT，SUZUKI，SUBARU，BOSCH，ADVIOS，AISIN，AAM，ArvinMeritor，Autoliv，BRIDGESTONE，Calspan，cidaut，Continental，DAIHATSU，DANA，DENSO，
DLR，DELPHI，F(xiàn)irestone，GOODYEAR，HENDRICKSON，HINO，HITACHI，JTEKT，KEIHIN，KOMAISU，Mack，MAGNA，MICHELIN，MILLENWORKS，MITSUBISHIELECTRIC，NHTSA，NISSANDIESEL，PACCAR，PIAGGIO，QinetiQ，RAHALLETTERMANRACING，RICARDO，SAAB，SKF，STEWART&STEVENSON，TAKATA，Visteon，YAMAHA，YOKOHAMA，一汽技術(shù)中心，泛亞汽車技術(shù)有限公司，上海汽車研究院，吉利汽車研究院，柳州五菱汽車有限責任公司，佳通輪胎等都是Carsim系列軟件的主要客戶。
據(jù)胡進介紹，MSC自主開發(fā)了多剛體動力學軟件VehicleSim，VehicleSim由人工智能語言LISP編寫而成，它可以根據(jù)用戶輸入的簡單系統(tǒng)定義，推導出復雜的多剛體機械系統(tǒng)動力學模型并生成相應(yīng)的計算機程序，因而被廣泛地應(yīng)用在汽車、機器人和衛(wèi)星等領(lǐng)域。正是利用VehicleSim技術(shù)，MSC開發(fā)出CarSim、TruckSim和BikeSim。依托強大的技術(shù)隊伍，MSC還可以為用戶提供完整的解決方案。
具體來說，CarSim是專門針對車輛動力學的仿真軟件，CarSim模型在計算機上運行的速度比實時快3~6倍，可以仿真車輛對駕駛員，路面及空氣動力學輸入的響應(yīng)，主要用來預測和仿真汽車整車的操縱穩(wěn)定性、制動性、平順性、動力性和經(jīng)濟性，同時被廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代汽車控制系統(tǒng)的開發(fā)。此外，CarSim還可以方便靈活地定義試驗環(huán)境和試驗過程，詳細定義整車各系統(tǒng)的特性參數(shù)和特性文件；助力智能駕駛和車輛主動安全；對競爭對手車輛進行分析等。
胡進表示，CarSim軟件適用于以下車型的建模仿真：轎車、輕型貨車、輕型多用途運輸車及SUV。可分析車輛的動力性、燃油經(jīng)濟性、操縱穩(wěn)定性、制動性及平順性；通過軟件如MATLAB，Excel等進行繪圖和分析；以圖形曲線及三維動畫形式觀察仿真的結(jié)果；包括圖形化數(shù)據(jù)管理界面，車輛模型求解器，繪圖工具，三維動畫回放工具，功率譜分析模塊；程序穩(wěn)定可靠。
此外，CarSim軟件可以擴展為CarSimRT，CarSimRT是實時車輛模型，提供與一些硬件實時系統(tǒng)的接口，可聯(lián)合進行HIL仿真；先進的事件處理技術(shù)，實現(xiàn)復雜工況的仿真；友好的圖形用戶界面，可快速方便實現(xiàn)建模仿真；提供多種車型的建模數(shù)據(jù)庫；可實現(xiàn)用戶自定義變量的仿真結(jié)果輸出；可實現(xiàn)與simulink的相互調(diào)用；具有多種仿真工況的批運行功能。
而中型到重型的卡車、客車和掛車動力學特性的仿真和分析，則可以利用Trucksim軟件包來進行。Trucksim與Carsim在操作上非常相近，但也有一些重要區(qū)別。與轎車相比，卡車和客車使用不同的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，而且還會有雙輪胎，多軸的布置形式，并有多種的拖車－掛車組合形式。Trucksim有兩個大的類別，一種是剛性車體，另一種車架可扭轉(zhuǎn)，而且?guī)я{駛室懸置，每一個類別里都有12種基本的整車布置形式。如客戶需要，可以定制特殊的整車布置形式，且工作在Trucksim環(huán)境下。其提供的車型種類幾乎涵蓋了世界上的大部分卡車和客車。
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