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一名合格的汽车主机厂CAE工程师需具备能力和知识

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导读:汽车产品代表了一个国家,通用民用产品技术水平的集大成者。一辆新车型的诞生,成本动辄上百亿,耗费三年左右时间,需要近万人的开发团队与数不胜数的各级零件供应商,为之通力协作而成。
在汽车产业中,强度性能开发的流程和方法都是什么?每一个阶段中,CAE工程师都扮演什么角色,一位合格的CAE工程师,应该具备哪些能力与知识,也许是很多人感兴趣的话题。考虑到整车及零部件开发时,涉及的各种岗位与专业分工过于浩繁,1月29日(明晚)20时,我在仿真秀平台的直播试图从非常概略的宏观视角进行介绍(见文末)。

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一、技术路线选择-对标逆向or全新开发
整车开发时,需要经历产品规划、概念开发、设计开发、试制实验与认证、生产准备、试生产与量产、售后及升级改型等七个阶段,方可召唤神龙。
在开始阶段,大家都会面对一个问题,是对标逆向一台市场上,已成功的车型(如比亚迪F3对丰田卡罗拉、保时泰T600对保时捷卡宴、陆风对路虎极光等),还是打破常规全新开发一个我们不一样的(比如观致)。
逆向开发固然简单、快速、低成本,也会面临未知的质量隐患以及知识产权侵权等代价,但这也是在社会主义初级阶段,历练团队的必经之路;全新开发可以更懂汽车,但是一切自己做,会极大的增加开发难度与成本。一般会考虑将部分关键零部件,分包给国际一流的工程公司,如FEV、麦格纳、AVL、博格华纳等完成,并付出一笔数量惊人的开发费。待本土工程师将其熟练吃透以后,再考虑全面转向自主开发。
二、竞品分析
无论是逆向还是全新开发,都绕不过竞品分析这一步。这是了解同行水平、性能、质量等最直接的手段。同时,已量产的竞品都经历的多轮开发验证,可以基本保障不出大问题。但是如果一味的参考竞品设计,就会陷入航空领域“修改原始设计,要慎之又慎”的羁绊之中。同时,能真正读懂对方的设计理念与性能,也需要工程师的能力与认知水平在同一层级。
三、确定主要结构及技术方向、关键技术指标、参考规范 
整车开发一般根据客户画像、竞品分析、主要性能与成本指标等,确立一些确定主要结构及技术方向、关键技术指标、参考规范等。以仿真为例,一般根据整车动力经济性仿真软件,计算出满足加速性、爬坡率、最高车速、百公里油耗等,需要的功率、扭矩、电池容量等,并将这些指标打包给发动机、变速箱等部件,作为其设计的输入条件。并根据法规要求,满足一些安全、环保、经济性、排放量、可靠性等性能。

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四、编制SOR
而后主机厂将根据不同零部件的需求,将以上资料汇总成一部数百页的技术规格书,又称为SOR(Specification of requirement) 
五、详细开发阶段与供应商开发
在详细设计阶段,零部件供应商根据整车SOR的各项需求,拆解分配给不同的部门,如仿真部门,其关键性能指标,如模态频率、关键载荷、实现扭矩需要的结构强度等,并经历A(概念样机)、B(手工模具样件)、C(量产模具样件)样的三轮设计开发,以及围绕不同设计阶段,搭配的各种DV及PV实验(如控制策略、效率、功率、扭矩、噪音振动、密封及涉水、高低温循环冲击、振动耐久、冲击跌落、盐雾及气体腐蚀、湿热循环耐久、高低温启动、等,各种可能的环境工况)验证,并多次修改优化设计。
此时的CAE工程师,需要根据SOR及项目节点的要求,并参考产品使用运行特点及各种规范标准,对产品从组装制造、设计工况运行、野蛮驾驶、异常工况、断裂失效调查、质量问题反馈等,各种需求进行合理的:设计与工艺方案的评审与指导、结构强度、重量、成本与耐久性能的实现与及优化、失效问题排查及质量归零、问题横展并避免再发生、梳理及汇总经验教训,并形成企业规范及作业指导书、固化仿真设计流程与方法,建立标准操作流程文件,并优化增效、培养新人与传承经验等工作。
当大部分问题已经封闭,各种性能指标已经达成,方可最终固化设计,并进入流水线调试与小批量试生产阶段(PT)。期间需修正各种生产与设计的问题,而后进入SOP(量产/批产)阶段,再经过一定时间的市场反馈,而后该项目结题,并裁掉这个项目组的大部分成员。
六、我的公开直播
以上内容是笔者关于汽车主机厂CAE分析的部分内容,受仿真秀平台邀请,1月29日20时(明晚),笔者将在2021大学生方程式赛车技术交流月第四期公开课《汽车主机厂CAE分析那些事》(完整视频版),帮助大学生方程式参与者和兴趣爱好者更好理解汽车主机厂CAE分析那些事。(点击文尾的阅读原文可观看)。
以下是课程安排(扫码即可观看直播)

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作者:刘老师,建筑环境专科毕业,仿真秀年度优秀讲师 ,11年工作经验,多年核电站用空调设计仿真经验及新能源汽车电驱动系统强度性能开发经历。多款电驱动量产经验。出版2部仿真著作。6篇发明专利申请。荣获共青团冀青之星称号。仿真秀签约作者。
声明:原创文章本文首发仿真秀App,部分图片源自网络,如有不当请联系我们,欢迎分享,禁止私自转载,转载请联系我们
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首次发布时间:2021-01-31
最近编辑:3年前
仿真圈
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1条评论
兰晓东
三分天注定,七分靠打拼!
3年前
刘老师厉害(ง •̀_•́)ง
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