業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)
-創(chuàng)建可以產(chǎn)生可靠模型的虛擬設(shè)計(jì)
-在汽車研發(fā)開始之前預(yù)測(cè)道路載荷
-理解汽車對(duì)疲勞和誤用的響應(yīng)機(jī)制
-統(tǒng)一北美和歐洲試驗(yàn)場(chǎng)

成功關(guān)鍵
-菲亞特和Siemens PLM Software 之間的長(zhǎng)期合作關(guān)系
-Siemens PLM Software 提供定制解決方案的能力
-LMS 產(chǎn)品的易用性和強(qiáng)大功能

結(jié)果
-將實(shí)際載荷的誤差范圍減少至8%-15%
-降低了初始階段的不確定性，更快地提高質(zhì)量
-在制作樣車前進(jìn)行仿真，減少了過設(shè)計(jì)
-在兩個(gè)試驗(yàn)場(chǎng)之間建立等效性，降低了成本

行業(yè)
汽車及交通運(yùn)輸

客戶主要業(yè)務(wù)
自1899 年創(chuàng)立以來，菲亞特一直立足于汽車制造業(yè)，通過歷年無數(shù)次收購(gòu)，建立合伙企業(yè)，現(xiàn)在已經(jīng)成長(zhǎng)為行業(yè)巨頭。菲亞特1968 年收購(gòu)了藍(lán)旗亞，1969 年成為法拉第股東，1986 年從意大利政府手中接管了阿爾法· 羅密歐，1993 年收購(gòu)了瑪莎拉蒂，2011 年成為克萊斯勒的大股東。

解決方案/服務(wù)
LMS

客戶位置
都靈
意大利

"從絕對(duì)值上來說，根據(jù)任務(wù)的不同，我們的實(shí)際載荷誤差維持在8% 到15% 之間。我們的主要優(yōu)勢(shì)是能夠從一開始就進(jìn)行完整的虛擬預(yù)測(cè)，用試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型驗(yàn)證。"
Marco Spinelli

底盤CAE 部主管

菲亞特集團(tuán)汽車股份有限公司 





提高預(yù)測(cè)能力
自1899 年創(chuàng)立以來，菲亞特集團(tuán)汽車股份有限公司（菲亞特）始終致力于汽車設(shè)計(jì)與制造，因此當(dāng)他們指出汽車設(shè)計(jì)方法正在發(fā)生顯著變化時(shí)，用心傾聽其意見才是明智之舉。菲亞特相信，通過仿真可以大幅提高預(yù)測(cè)能力，使公司能夠創(chuàng)建更精確的模型，更好地平衡性能和重量，進(jìn)而更好地定義成本。

因此，菲亞特希望能夠在概念階段預(yù)測(cè)道路載荷，以便在開發(fā)樣車之前向設(shè)計(jì)人員提供必要信息。同時(shí)，他們也希望能夠探索汽車 在疲勞和誤用時(shí)的特性。

此外，公司還需要能夠創(chuàng)建虛擬設(shè)計(jì)和可靠模型，以便用于汽車開發(fā)流程。為了準(zhǔn)確預(yù)測(cè)載荷，必需擁有精確的多體模型，而通過虛擬方式驗(yàn)證子系統(tǒng)、零部件和整車模型（比如通過K&C 分析），并根據(jù)試車跑道的實(shí)際運(yùn)行條件進(jìn)行性能預(yù)測(cè)和驗(yàn)證，便可實(shí)現(xiàn)這一目的。

最后，菲亞特希望能夠?qū)ζ錃W洲和北美的耐久性方案進(jìn)行對(duì)比和關(guān)聯(lián)。為此，公司在其位于意大利巴洛科和美國(guó)密西根切爾西的兩個(gè)試驗(yàn)場(chǎng)之間建立了等效性。

在Siemens PLM Software 的耐久性應(yīng)用軟 件LMS Virtual.Lab™ 和LMS™ Tecware的幫助下，菲亞特實(shí)現(xiàn)了這些目標(biāo)。通過使用LMS Virtual.Lab，菲亞特能夠設(shè)計(jì)出耐久性性能最優(yōu)的汽車。LMS Virtual.Lab 是一款集成解決方案，可用于在項(xiàng)目之初便開始設(shè)計(jì)輕量、可靠且抗疲勞的產(chǎn)品。該軟件可預(yù)測(cè)零部件和整個(gè)系統(tǒng)的疲勞熱點(diǎn)，非常有助于在開發(fā)過程早期做出正確的設(shè)計(jì)決策。

而耐久性工程軟件LMS Tecware 可以幫助您準(zhǔn)確掌握產(chǎn)品在其預(yù)期使用壽命中將承受的載荷。獲取真實(shí)的載荷數(shù)據(jù)對(duì)虛擬和實(shí)物產(chǎn)品驗(yàn)證和優(yōu)化而言不可或缺。LMS Tecware是一款用于耐久性載荷數(shù)據(jù)處理的模塊化解決方案套件。

通過使用LMS Tecware，用戶可以簡(jiǎn)化相關(guān)流程，輕松地梳理所采集到的載荷數(shù)據(jù)，分析耐久性相關(guān)特性，進(jìn)行可靠性仿真，驗(yàn)證場(chǎng)試驗(yàn)及臺(tái)架試驗(yàn)，而無需任何神秘指令或編寫復(fù)雜程序。這樣一來，工程師便可以在整個(gè)開發(fā)過程中更準(zhǔn)確地了解新產(chǎn)品設(shè)計(jì)的耐久性性能。



這些解決方案已經(jīng)幫助菲亞特改進(jìn)了信息輸入，實(shí)現(xiàn)了正確的尺寸標(biāo)注和最優(yōu)重量，加快了新產(chǎn)品上市速度，并提高了產(chǎn)品質(zhì)量。此外，該軟件還降低了樣車開發(fā)成本，提高了仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性，進(jìn)而在性能和重量之間實(shí)現(xiàn)了最佳平衡。

菲亞特底盤(CAE) 部門主管Marco Spinelli 表示，“我相信LMS 工程服務(wù)解決方案能夠成為我們未來開發(fā)項(xiàng)目的工程合作伙伴。

提供早期輸入
菲亞特的總部位于意大利都靈。Circuito di 巴洛科試驗(yàn)跑道距離都靈東北60 公里，是菲亞特集團(tuán)的主要試驗(yàn)場(chǎng)，也是歐洲市場(chǎng)的首選試驗(yàn)場(chǎng)。Circuito di 巴洛科試驗(yàn)跑道由Alfa Romeo 于20 世紀(jì)60 年代建成，用于測(cè)試新車、樣車和賽車。跑道占地面積超過500 萬平方米，設(shè)有不同類型試驗(yàn)跑道，總長(zhǎng)度超過65 公里。巴洛科試驗(yàn)場(chǎng)展示了歐洲駕駛員可能遭遇的最壞路況，包括路面不平、有障礙物以及要求高側(cè)向加速度的跑道等。

對(duì)于北美市場(chǎng)，菲亞特使用位于美國(guó)密歇根州切爾西的試驗(yàn)場(chǎng)。切爾西試驗(yàn)場(chǎng)位于底特律以西93 公里，占地面積15.6 平方公里，道路和越野測(cè)試表面跑道總長(zhǎng)160 公里（包含下列測(cè)試區(qū)域：臺(tái)車碰撞試驗(yàn)場(chǎng)、帶覆蓋的防撞護(hù)欄、打滑牽引力區(qū)、里程累加器、排放認(rèn)證中心、風(fēng)洞、腐蝕測(cè)試設(shè)施、路邊碰撞試驗(yàn)以及32% 和15% 等級(jí)）。目前正在修建一條急轉(zhuǎn)彎道路。

由于美國(guó)的要求與歐盟不同，切爾西試驗(yàn)場(chǎng)更適合于北美客戶進(jìn)行最差路況的試驗(yàn)（包括在崎嶇地形行駛）。

菲亞特利用LMS Tecware，通過以下方法在跑道之間建立等效性：分析耐久性相關(guān)特性（比如基于從時(shí)間域到統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、雨流計(jì)數(shù)、穿級(jí)計(jì)數(shù)、程對(duì)計(jì)數(shù)的仿真結(jié)果預(yù)測(cè)載荷）和功率譜密度（PSD）；在計(jì)量和仿真（比如覆蓋統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、平交路口、PSD 和疲勞損壞比較等）之間建立相關(guān)性；合并不同的跑道特征（比如重復(fù)因子），并生成耐久性試驗(yàn)總體方案。

建造通用試驗(yàn)場(chǎng)
菲亞特成功的關(guān)鍵始自與Siemens PLM Software 之間的長(zhǎng)期合作伙伴關(guān)系。菲亞特以前就已成功驗(yàn)證過LMS 產(chǎn)品的有效性，因此清楚地知道LMS Tecware 和LMS Virtual.Lab 具備應(yīng)用其耐久性方法的所有必要特征。菲亞特發(fā)現(xiàn)，LMS Tecware 易于使用、可自定義，而LMS Virtual.Lab 提供了完整疲勞分析的所有必備解決方案。

十幾年來，菲亞特一直使用LMS Virtual.Lab Durability 軟件，因其提供了完整疲勞分析的所有必備解決方案 ， 如自動(dòng)應(yīng)力梯度影響和焊接疲勞方法等。LMS Tecware 可以整合并準(zhǔn)備載荷數(shù)據(jù)，直接用于疲勞分析。菲亞特尤其欣賞的是，LMS Virtual.Lab Durability 在自定義方面具有出色的開放性，并且允許公司所有求解器直接訪問有限元數(shù)據(jù)。

通過在兩個(gè)試驗(yàn)場(chǎng)之間建立等效性，菲亞特在巴洛科或切爾西開發(fā)的汽車可在全球任何地方行駛，此舉降低了試驗(yàn)成本。在對(duì)比歐洲和美國(guó)耐久性試驗(yàn)項(xiàng)目并建立關(guān)聯(lián)性之后，巴洛科和切爾西試驗(yàn)場(chǎng)可用于測(cè)試菲亞特的耐久性目標(biāo)。

Spinelli 表示，“我們的兩個(gè)試驗(yàn)場(chǎng)現(xiàn)在完全對(duì)等，可以互換。這意味著我們可以在巴洛科研發(fā)銷往美國(guó)或全球的汽車，也可以在切爾西研發(fā)銷往歐洲或全球的汽車。這樣一來，試驗(yàn)場(chǎng)便不再有歐盟或美國(guó)之分 – 我們同時(shí)擁有兩個(gè)全球試驗(yàn)場(chǎng)。”

減少過設(shè)計(jì)
Spinelli 表示，“由于以前沒有使用虛擬數(shù)據(jù)，我們無法估量改進(jìn)幅度，但是我們對(duì)使用LMS 產(chǎn)品后取得的成果非常滿意。從絕對(duì)值上來說，根據(jù)任務(wù)的不同，我們的實(shí)際載荷誤差維持在8% 到15% 之間。我們的主要優(yōu)勢(shì)是能夠從一開始就進(jìn)行完整的虛擬預(yù)測(cè)，用試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型驗(yàn)證。”

從技術(shù)角度而言，菲亞特能夠在制作樣車之前進(jìn)行仿真，這意味著團(tuán)隊(duì)能夠?qū)崿F(xiàn)正確估算，避免過設(shè)計(jì)。

從流程效率的角度而言，菲亞特能夠減少初始階段的不確定性，在更短的時(shí)間內(nèi)提升品質(zhì)，同時(shí)避免樣車制作階段的過設(shè)計(jì)。這是一大進(jìn)步，因?yàn)樵跇榆囯A段避免問題意味著減少了需要測(cè)試的零部件數(shù)量，節(jié)約了時(shí)間，降低了成本。