SLM助力整车厂发动机设计能力提升

    某自主品牌整车厂是中国最大的民营跨国汽车制造企业，拥有多个整车生产基地，具备发动机、变速器等核心零部件的自主配套能力，下属控股子公司40余家，员工7万余人。

在核心部件发动机的设计过程中，涉及到性能分析、燃烧分析、流动分析、结构分析、NVH分析等多种设计任务、数十位不同专业的仿真工程师以及多批次海量的仿真数据和分析报告。这些设计任务部分来自大项目的开发计划，部分来自于临时委托，众多的设计任务，不同风格的任务负责人，可能导致任务的进度、质量、工作量分配与统计等方面存在缺乏有效的监控和统一管理；部分仿真工程师是非常有经验的资深设计专家，部分则是刚走出校门的应届生，不同的设计经验会影响设计任务的质量和进度；大量不同专业和时间段累积的数据和报告，部分可能散落于各工程师的计算机中，部分虽然存在仿真服务器上但处于零散的状态，不利于设计过程的梳理和问题追溯。

全球3D技术和产品全生命周期管理解决方案的领导者达索系统，基于与该整车厂在Catia三维建模中的良好合作，提供了设计仿真生命周期管理的一体化解决方案，以助力该整车厂在发动机设计方面的能力提升。

    该整车厂发动机设计管理平台基于达索系统的仿真生命周期管理SLM平台的基本框架定制而成。SLM平台采用BS架构，服务器端部署了发动机设计各环节的统一设计管理系统，仿真工程师通过浏览器登录到该系统完成发动机设计相关的设计工作。

    针对汽车发动机设计能力的提升，该整车厂的发动机设计管理平台实现了规范化的设计任务管理、流程化的设计过程管理和标准化的设计数据管理。具体而言，汽车发动机设计的仿真周期生命管理包括如下内容：

~ 基于设计模板的仿真流程管理

~ 基于数据库的数据检入/检出、数据追溯、数据版本

~ 模型及分析结果轻量化显示

~ 结果曲线的自动化生成及显示

~ 不同机型计算结果对比分析

~ 结构化分析结果文件的批量化上传

~ 大文件上传的速度及系统稳定性

    针对汽车发动机的设计流程，将性能仿真、燃烧分析、流场仿真、结构仿真和NVH仿真的仿真任务模块化，每个仿真任务所涉及到的输入输出文件、数据、仿真工具、人员操作都预定义成标准模板，并根据工程师的使用习惯在定制成简洁的应用界面。不同专业的工程师登录到设计管理平台后，按照其角色和权限，按部就班地执行分配到的各项仿真任务，而各项仿真任务所需的输入输出文件、数据都直接通过后台存入到统一的数据库中，以便于分类管理和多人共享。

    针对发动机的整个设计开发过程，可以对进度、质量进行全程监控。

    发动机设计过程中所涉及到的文档、模型、代码等都统一存储到文件数据库中，不同的文件预定义了不同的类型、大小、主要参数、关联文件等属性以便于分类、查找、统计和追溯。

    在设计管理平台中无缝集成了三维可视化展示模块来实现模型在系统中的可视化，包括旋转、移动、局部放大缩小功能。轻量化展示功能支持了主流CAD/CAE软件，包括ANSYS、Abaqus、MSC.Nastran、MSC.Patran、MSC.MARC、NX.Nastran、LS-DYNA、Star-CCM+、Fluent、Ensight Gdd、FE-Safe、I-Deas等。展示中具有很高的压缩比，使得非常复杂的模型也具有很快地展示响应效果。

    设计管理平台支持了多种格式的文件解析，对于特殊格式的文件可以通过调用其生成软件来解析。通过界面定制，文件解析的结果能够自动生成结果曲线，进行发动机设计方案效果的对比，进而基于定制的报告模板自动生成设计报告，最终将设计过程中的数据、模型、报告等批量上传到文件服务器上集中存储。

    该整车厂发动机设计管理平台从技术调研到上线应用，前后历时两年于2014年4月完成。基于该平台，该整车厂成功实现了发动机机型设计的管理，包括设计过程中的数据、版本、性能参数的全生命周期管理；实现了开发项目的多项目管理，包括项目计划制定、分析任务委托、项目进度监控、项目交付物管理和工时统计等，都在同一个环境中统一集中管控起来；针对设计开发中的仿真过程，实现了分析流程的规范化、应用程序集成、性能数据管理、文件管理、数据的上传下载、结果数据对比、方案选择、数据清理以及与项目管理的无缝集成；通过对项目、流程和数据的统一管理，建立的分析流程模板库、主机和应用程序库、性能参数库、材料文档数据库以及相关设计仿真经验库，积累了设计经验，提升了整体的设计开发能力。