孙络典仿真驱动中国工程设计访美国克莱

年5月25日-26日,由CD-adapcoChina举办的“STAR中国用户大会”在上海隆重召开。本次大会特别邀请到了来自美国克莱斯勒汽车集团公司、拥有超过30年仿真工作经验的资深技术专家孙络典(RichardSun)先生进行主题演讲。孙络典先生结合自己丰富的仿真工作经验分析了虚拟仿真技术的发展历程,以及敏感度分析、基于系统工程的仿真流程建设在产品研发中的重要性,并展望了未来汽车领域仿真技术核心应用要素、仿真驱动设计和创新的趋势。

大会期间孙络典先生接受了来自来自e-works记者的采访,他结合自身工作经验为中国仿真技术应用发展给出了宝贵的建议。

孙络典先生

孙络典(英文名RichardSun)先生,从年至今供职于美国克莱斯勒汽车集团公司,目前是负责汽车空气动力学及热管理设计的资深技术专家及高级经理。孙先生管理着克莱斯勒汽车产品的空气动力学及整车热管理设计,在他的主持下,克莱斯勒将最新的测试及模拟技术纳入汽车产品的研发流程中;他领导的团队与联邦机构及研究机构合作,开发出极其高效率的汽车研发虚拟工具,并领导克莱斯勒全球多文化团队共同协作通过模拟方法开发具备最优燃油效率及环境友好的新型汽车。

孙先生年毕业于台湾成功大学,之后于年在英国帝国理工大学获得博士学位;他还参与了美国哈佛商学院及哥伦比亚商学院的高层管理人员培训项目。

e-works:首先请您介绍克莱斯勒汽车的仿真技术应用发展历程,在这个历程中CD-adapco公司提供了什么样的帮助?

孙络典:克莱斯勒汽车公司至今已有30年的仿真技术应用历史,最初计划引进仿真技术的时候可供我们选择的软件非常少,其中大部分是由美国政府研究机构如NASA开发,这类软件面向的领域和人群很狭窄,而且使用难度很高,不适合为一个汽车研发团队频繁使用,所以那时克莱斯勒汽车仿真工作进展相对比较缓慢。

年,CD-adapco公司成立也不过10年,虽然已经小有名气,但只有少数几家汽车公司在使用,抱着尝试的态度我直接与CD-adapco总裁SteveMacdonald先生取得联络,引进了CD-adapco的软件解决方案。最开始我们用CD-adapco的软件进行汽车外部空气阻力分析,然后扩展到整车热管理设计、发动机集成仿真、发动机水套模拟等课题。通过逐年彼此的紧密合作,我们不断提高汽车仿真水平,扩大仿真应用范围,并将仿真技术纳入到汽车产品研发流程,成为研发中至关重要的一环,而CD-adapco公司的软件产品和技术也日趋完善。近5年仿真技术使用量和人数大幅度增加,仿真工作得到内部研发高层的重视与支持。

现今克莱斯勒的每一款汽车研发、每一步设计决策都离不开仿真工作提供的依据,仿真技术应用对我们提升汽车性能质量、缩短研发周期、降低研发成本具有重要作用,我个人也觉得这30年来的工作非常有意义。

当然这些都离不开CD-adapco的帮助,除了提供先进的仿真软件之外,CD-adapco还非常重视工程咨询与客户服务。很多软件公司专注研发软件,但对工程应用了解甚少,而CD-adapco在全球都有很强大的工程咨询与服务团队,他们在与客户合作过程中积累了丰富的工程应用经验,在不涉及客户机密的前提下,他们会将经验与其他客户分享。CD-adapco也会经常举办软件应用培训与行业专题研讨,让用户了解最新技术动态。此外,从年开始,CD-adapco成立了客户咨询委员会(CustomerAdvisoryCouncil),委员会每年会举行两次会议,召集用户讨论仿真软件及技术需求来改进软件。作为委员之一,有一年会议上我也提出了克莱斯勒汽车研发对CD-adapco软件的多项需求,第二年惊喜地发现大部分需求在新版本软件中得以实现。这些都足以证明CD-adapco是一家非常重视客户需求,真正帮助客户解决难题的公司。

e-works:根据您多年的仿真工作经验来看,如何在仿真效率与精度之间取得平衡?

孙络典:随着产品复杂程度的提高,仿真涉及学科越来越多,而且要使仿真工作更加精确,仿真结果更加可信,仿真计算量绝对会增加的。理论上采用三维有限元模型无限加密是可以使仿真无限逼近真实的,但是这种降低仿真效率、拖延产品研发周期的做法无疑是得不偿失的,所以企业需要在计算量与精度之间寻找平衡,保证仿真精度满足产品性能要求的同时提高仿真效率。比如某些项目中修正复杂单元、简化模型,在保证仿真精度的提高效率都是很好的办法,而修正或简化的程度则视具体的标准而定,在模型加密到一定程度时,计算结果的变化范围已经小于一定的百分比(例如5%),此时继续对模型进行加密并不能带来计算精度的进一步提升,此时的网格尺寸就是合理的,继续加大精度降低了效率反而没有任何好处。

此外,不是所有仿真都要求高精度,尤其在产品研发早期进行定性分析时,只需要做方向性判断。而且某些时候低精度高效率的仿真手段是非常必要的,比如相对三维瞬态分析,一维系统分析对精度要求相对较低,可以在短时间内进行大量定性的分析,为产品研发提供决策。总之不能一味的追求仿真效率或是精度,要两者兼顾,通过不断总结与尝试找到两者之间的平衡点。

e-works:现今仿真在产品研发中的重要地位已经得到广泛肯定,“仿真驱动工程设计”也是一种共识,在这种情况下制造企业应当如何看待试验与仿真的关系?

孙络典:首先一个核心的观点是仿真与试验都是产品研发中的重要技术手段,二者相辅相成,形成互补,即用仿真指导试验方案设计,用试验结果去修正仿真流程。仿真和试验团队的紧密合作是企业提升综合研发实力的关键。

在汽车研发中试验与仿真也是缺一不可的,30年前克莱斯勒初引进仿真技术的时候,每次仿真完成我们都会进行充分的试验,来验证仿真结果的准确性。随着仿真软件和技术的改善,仿真的可信度得到大幅度提升,仿真的价值得到研发团队普遍认可,但是试验手段我们仍然没有舍弃,反而相应的试验技术在精度、广度、深度等方面也在不断进步。

高水平的仿真减少了试验成本、优化了试验方案,而先进的试验也修正了仿真结果、完善了仿真流程,通过两个团队的紧密协同、并行工作推动汽车研发创新,这30年来我们一直是这么做的,我相信未来30年我们仍会坚持。

e-works:您如何看待目前国内企业仿真技术应用现状及前景?

孙络典:近些年来我有担任过一些国际汽车工业会议的仿真课题主持人,从国内企业制造企业发表的论文来看,质量和数量都有显著提升。以前国内汽车制造企业在国际仿真领域发表的论文比较少,而且大多偏重基础应用,但是近几年数量增加了,论文虽然没有达到最高水平,但已经离开起步阶段,开始研究一些极有深度的课题,比如在已有仿真经验上探讨提高仿真效率和精确度。

本次参加CD-adapco中国用户年会的体会也是如此,来自企业的演讲精彩而深刻,参会者的专业程度和积极性也很高,国内仿真技术应用发展氛围越来越好,我相信未来几年中国制造企业仿真技术水平与国际先进水平的差距也会快速缩小。

目前国内仿真技术应用发展进程与国外早期是类似的,中国汽车工业仿真当然也会不断接近国外先进水平。而且在这个过程中国内企业也有几点优势,首先是工程师普遍年轻而有活力,对新技术的接受和学习能力更强,有利于企业高效开展仿真工作;其次当中国企业开始利用仿真技术驱动研发时,仿真技术就已经发展到一定高度,而且软件厂商经过多年发展积累的经验可以快速传递到国内企业,帮助企业解决实际问题,提供的软件也非常易用;最后中国企业或多或少通过国外成功案例认识到仿真技术在产品研发中的重要性,从而很容易接受仿真技术,随着仿真软件和计算硬件的价格越来越实惠,企业也愿意进行投资。

e-works:对于中国制造企业提高仿真技术应用水平,您有什么样的建议?

孙络典:我提一点我认为非常重要的建议——企业内部仿真流程的标准化。我们做过一个调查,不同的仿真工程师用相同的软件来分析相同的问题,其结果数据差别能达到25%以上,这表明仿真人员的经验、习惯与方法将在很大程度上影响仿真结果的准确度,所以要根据企业实际情况制定科学适用的标准化流程,来固化仿真工作的方法与规范。此外,当一个相对资深的仿真工程师离开企业,年轻工程师接手后能很快根据标准化流程开展仿真工作,而且仿真结果也不会受太大影响。

有一种观点认为由于仿真软件各有差异,而且版本不停更新,企业制定标准化的仿真流程不切实际。但我认为正是这样才要尽可能实施流程标准化,以防仿真工作混乱,就像法律即使不完善但可以保持改进,每个人都要遵守当前法律来保持秩序。当然流程标准化建设要结合企业具体仿真需求和经验来开展。

e-works:您认为一名优秀的仿真工程师应该具备什么样的素质?

孙络典:成为优秀的仿真工程师,除了要学习使用仿真软件来解决实际工程问题之外,还应该了解产品设计需求,知道如何仿真更要知道为什么要这么仿真,来驱动设计方案优化。

仿真可以无限接近现实只是理想情况,仿真工程师要清楚仿真的限制,不能因为无谓追求不必要的完美而浪费时间,也正因为这样仿真工程师要明确自身地位,有适当怀疑精神而不是盲目相信仿真结果,与试验、设计部门密切协同来开展工作。

最后,仿真是一种改善设计、驱动设计的手段,来帮助企业在最低成本、最短时间内研发出高质量的创新型产品,最终目的是让产品使用者满意,所以仿真工程师也要能洞察客户需求来调整仿真目标,与市场脱节的仿真是没有价值的。

预览时标签不可点



转载请注明地址:http://www.kelaisilea.com/kscx/5975.html
  • 上一篇文章:
  • 下一篇文章:
  • 热点文章

    • 没有热点文章

    推荐文章

    • 没有推荐文章