借助PLM应对汽车系统复杂性增加的挑战

数字工具不仅可以帮助汽车工程师开发更加轻质的结构，还可以减少制造中的缺陷；现在，数字工具的应用还在不断朝工程设计的上游拓展。

虽然目前全球汽车销量正在反弹中，但是高油价和法规政策方面的措施依然让汽车工程师面临前所未有的压力，迫使他们不得不重新思考基础动力系统的设计。其他一些发展趋势比如更多智能汽车的开发，也意味着软件和电子系统将得到大量应用。汽车现在已经变成移动的计算平台了。在开发流程的最初阶段就采用仿真工具，显然可以帮助应付这种复杂度的提高。

提高汽车系统复杂性还有一个因素就是连接性。

Ricardo 软件开发全球总监David Higbie 举例说道： “内燃机并没有被淘汰，但是现在要与很多系统相连。”

内燃机现在不单是一个简单的零部件，而是包含电池、排放后处理系统、电机/ 发电机以及废热回收系统等在内的系统总成。这也是为什么Ricardo 公司的IGNITE 软件仿真工具是一套针对整车的仿真系统。IGNITE 采用模块仿真的方式可以在开发的早期提供整车性能概览。

开放源和优化

IGNITE 还包含了Ricardo 合作伙伴Red Cedar 技术公司的优化技术。“你可以输入大量的参数，然后针对各种输出参数进行仿真，”Higbie 表示。“将Red Cedar 的技术嵌入到我们的软件中，可以不必采用单独的优化软件进行同步仿真，避免了不同文件转换和面对不同用户界面的麻烦。”

IGNITE 采用开放源Modelica 编程语言，预置大量车辆零部件及系统模型，比如电池、发动机、变速器和车轮。其目的是为了让用户采用一些参数化模板通过一种相对灵活的方式来开发或导入他们自己的模型。“IGNITE模型库，比如动力系模型库，主要目的是提供车辆工厂仿真。用户可以将这些模型与他们自己的控制实施工具（比如通过Simulink） 相结合，用于控制系统设计及开发，”Higbie 说道。IGNITE 在出货版本中开放源模型库包含了1000 多个基于Modelica 语言的组件。

IGNITE 仿真速度非常快，它可以快速地分析上百个，甚至上千个变化模型。“取决于硬件的水平，根据我们提供的优化能力，用户可以在几分钟内运行上千次IGNITE 仿真。”Higbie 解释道。这帮助释放了一些隐藏的依赖关系和复杂的交互作用。“但是这也涉及到大量的数据， 也带来了新的挑战——如何通过这些数据的分析来作出最后的判断，” 他说道，并指出Red Cedar 公司可以帮助工程师来分析这些数据。

不过，他的观点让人联想到汽车行业面临的一个更大问题——庞大的数据是一方面，还有不断提升的功能。仿真数据管理（SDM）系统发展至今已可以处理庞大的仿真数据组。当仿真数据与其他源整合时，还会遇到信息过载的问题。

产品复杂性管理

一些大的PLM 公司比如Siemens PLM Software 也在寻求系统复杂性的解决方案，真切地反映汽车开发流程。西门子公司2011 年11 月收购了LMS 公司， 将其基于Modelica 语言的AMESim 车辆模拟平台添加到其NX、Technomatix 和Teamcenter 系列产品中。车辆设计小组通过AMESim 平台中简单的工厂模型和高保真3D FE 和CEF 模拟可以验证从燃油经济性到制造的各个环节。成本也可以得到验证。通过设计决策还可以来模拟车辆的人类工程学。“我们的工作涉及到汽车开发制造的各个方面，从设计和造型到车间的机加工，”Siemens PLM Software 汽车战略副总裁Kirk Gutmann 说道。其目的是要创建一个完整的闭环性能工程平台。

为了应对复杂数据及流程管理方面的挑战，Siemens PLM Software 在不断提升其Teamcenter 管理工具的能力。Teamcenter 是Siemens PLM Software 的旗舰产品，它融合了西门子所有的技术。不过，即使有这样一套工具，Siemens PLM Software 发现，很多组织机构却依然怠于实施全面的PLM 解决方案，或没有在其现有的PLM 系统中采用最新技术。这些情况往往是出于企业对成本增加的顾虑，以及企业担忧必须将标准的PLM 技术根据自身需求进行定制以适应独特的流程、数据结构及工作流程，由此带来的业务中断及其影响。

为了最大程度地减少业务中断发生的可能， Siemens PLM Software 于2013 年9 月份推出了最新的PLM 实施催化剂产品Industry Catalyst Series。

“Catalyst 可以加快PLM 的实施，”Siemens PLM Software 全球总裁兼首席执行官Chuck Grindstaff 表示。每个Industry Catalyst Series 产品由三个主要组件组成。第一个组件是一套数字指导方针和模板（行业最佳实践方案）。第二个是部署加速器：根据具体行业的部署，有针对性地推荐一套完整的产品选择、系统设计决策、配置程序以及最佳实践。第三个是开放、可配置的行业解决方案组件：利用软件组件，实施团队可以轻易控制实施Siemens PLM Software 系统的外观和特性，无需定制化编程。

第一个针对汽车行业的催化剂产品是Functional Safety Catalyst。它可以帮助汽车制造商按照ISO26262 规范对电气工程系统开发流程实施管理，根据规范创建所有关键的工作产品。