无油所携手安世亚太搭建协同仿真平台

作者:龚淑娟 文章来源:本网 发布时间:2010-12-14
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2010年10月25日,“无锡油泵油嘴研究所科研开发协同仿真平台项目验收会”在无锡举行。自2009年6月30日项目启动至今,通过一年零四个月的共同努力,由安世亚太科技(北京)有限公司(以下简称“安世亚太”)负责实施的、以PERA协同仿真平台为核心的无锡油泵油嘴研究所(以下简称“无油所”)科研开发协同仿真平台项目通过验收,正式交付运行。这标志着无油所成为了我国发动机行业成功实施协同仿真平台的首家企业,为整个行业的协同仿真树立了标杆。

一汽技术中心副主任/无锡油泵油嘴研究所所长朱剑明,无锡油泵油嘴研究所基础研究部部长宋国民、产品开发部CAE室主任夏兴兰博士、综合计划部部长杭勇,安世亚太科技(北京)有限公司高级副总裁田峰、项目总工曹军民博士,以及双方相关人员参加了验收会,大家共同回顾了项目历程,特别总结了经过一年多的工作所取得的丰硕成果,演示了全新的开发工作流程及典型模板,还展望了无油所今后在这个协同仿真平台项目基础之上,自主创新能力的提升和企业整体技术水平提升的发展蓝图。

据介绍,该项目以无油所电控共轨燃油喷射系统的喷油器产品的研发和仿真工作为背景,通过建设科研开发协同仿真平台,满足无油所建立电控共轨燃油喷射系统研发的自动化集成流程、燃油喷射系统性能改进及优化、CAx模型及知识共享协同、基于流程的项目管理、统一的平台门户等业务需求,可以实现对各种方案进行初步分析、评估及优化,从而支持规范产品开发仿真业务流程、固化产品CAE分析流程和促使产品开发仿真过程的知识积累。

在无油所的具体业务工作中,喷油器产品的开发可分为四个阶段:总体设计、产品设计、CAE分析、试制实验。总体设计由产品负责人完成喷油器的总体方案设计,形成总体方案报告。产品设计包括:硬件设计、软件设计、执行器设计、结构设计以及产品性能预估。硬件设计完成ECU的电路板的设计,软件设计完成嵌入式ECU软件开发,执行器设计完成电磁阀结构设计,结构设计完成喷油器的结构设计,产品性能预估完成产品性能初步分析评价。CAE分析包括:电磁分析、性能分析、结构分析和流场分析。试制实验阶段完成喷油器的样件制造以及相关实验。

在以往的开发过程中,这些工作涉及基础研究部、产品开发部以及综合计划部等多个部门的很多处室,研发流程较为复杂,难以很好地管理和监控,尤其是基础研究部和产品开发部CAE室,急需将设计与仿真工作协同共享,并形成知识工程,更重要的是,对于无油所而言,要想打造一个发动机领域的一流研发企业,必须从长远考虑,将整个开发流程规范化、系统化,让任务管理和流程管理更为清晰便捷,缩短开发周期,大幅提升研发效率和开发能力。

在这个项目的具体实施过程中,结合无油所的实际业务需求,安世亚太技术团队以PERA协同仿真平台为核心,为无油所定制设计了一套通用的协同仿真平台,并在平台功能的基础之上,为无油所建立了电控共轨燃油喷射系统喷油器典型设计和仿真流程等。

通用的协同仿真平台主要包括PERA/Workflow、PERA/MDOMan、PERA/WorkPortal、PERA/SimClient、PERA/DataMan以及PERA/CaxMan等模块。

具体到喷油器产品,安世亚太为无油所开发了3个典型设计模板、11个仿真模板和7大类53个仿真过程模板,还对一些典型仿真进行了性能优化的实例或模型。其中:设计模板是利用平台的流程管理功能,把无油所喷油器产品的设计工作流程固化为设计模板;仿真模板同样也是利用平台功能,按典型仿真工作流程为CAE室定制而成;仿真过程模板涉及8大类15种仿真软件,如AutoCAD、Pro/E、AVL.Boost、GT-Power、ANSYS、HyperMesh、AVL.Fire、Star-CD、ABAQUS、FE-Safe、AVL.Hydsim、AMESim和Matlab.Simulink等,针对各个软件的仿真过程,各选一个典型仿真实例(其中液力系统性能仿真实例模型为6~9种),进一步进行了定制,形成仿真向导;此外,该项目还进行了燃油喷射系统一维性能优化(仿真软件为AVL.Hydsim,模型较多)、电磁阀性能优化(仿真软件为Flux,实现一到两个典型模型)、发动机性能匹配优化(仿真软件为AVL.Boost,模型有四个),还针对AMESim、GT-Power、Star-CD、AVL.Fire、ABAQUS和ANSYS仿真软件各做一个优化实例(一个确定的模型),优化变量为模型边界条件。

通过这个平台,管理者对项目的进展可以一目了然,工程师则可直接利用多种设计模板和流程模板更高效地开展工作,不必再做很多重复性的工作,比如CAD工程师可以直接调用或完成很多已被流程化的CAE工作,更好地进行设计,而CAE工程师则可将更多的精力用于以前没做过的、更复杂更高深的创新性仿真工作……

显然,协同仿真平台为无油所带来了整个产品开发和研发流程的全新变革!

不仅如此,基于“精益研发”思想的PERA平台作为一个理念先进的技术框架,其应用绝不局限于某个单一产品,在喷油器产品的基础之上,以及今后成功应用经验的积累中,不久的将来,无油所完全可以“自己造血”,将平台逐步延伸到更多的产品和系统,甚至发动机整机,以蓬勃动力推进持续发展!

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