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如何通過新的技術(shù)手段幫助滑板底盤企業(yè)、傳統(tǒng)底盤企業(yè)、整車企業(yè)提升創(chuàng)新能力，減少研發(fā)周期，提高企業(yè)競爭力？2023年11月16日，在第三屆汽車智能底盤大會上，達(dá)索析統(tǒng)（上海）信息技術(shù)有限公司技術(shù)經(jīng)理孫健結(jié)合達(dá)索的滑板底盤數(shù)字化開發(fā)應(yīng)用展開分享。“達(dá)索首先與客戶共建滑板底盤數(shù)字化研發(fā)流程模板，開展滑板底盤正向研發(fā)方法中需求分析和仿真驗證工作；其次，結(jié)合MBSE方法+工業(yè)APP，構(gòu)建滑板底盤數(shù)字化研發(fā)的全流程，并形成滑板底盤研發(fā)的專用流程模板；最后，基于模型對智能網(wǎng)聯(lián)汽車的算法進(jìn)行分解和接口定義，進(jìn)而生成模塊化的代碼框架。”孫健從系統(tǒng)分析建模、車架碰撞及剛度優(yōu)化分析、底盤轉(zhuǎn)向穩(wěn)定分析等方面進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

孫健 | 達(dá)索析統(tǒng)（上海）信息技術(shù)有限公司技術(shù)經(jīng)理

以下為演講內(nèi)容整理：

達(dá)索系統(tǒng)3D體驗平臺

滑板底盤融合了三電、轉(zhuǎn)向、制動、熱管理、線控驅(qū)動等各種技術(shù)，它的高度集成化、創(chuàng)新能力和復(fù)雜性注定通過傳統(tǒng)底盤開發(fā)技術(shù)很難一蹴而就。因此要通過數(shù)字化的手段或虛擬孿生的技術(shù)幫助滑板底盤企業(yè)提升市場競爭力，加快研發(fā)周期，助力企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

1981年，達(dá)索系統(tǒng)從達(dá)索宇航中獨立出來，以便基于三維設(shè)計軟件更好地服務(wù)汽車行業(yè)及其他行業(yè)。從創(chuàng)立至今我們有近60次的收購，從CATIA三維設(shè)計軟件擴(kuò)展到仿真、工藝、制造、售后、運維等解決方案，實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的數(shù)字化管理。

近年來，隨著消費者的個性化需求不斷提升，我們不斷探索如何通過數(shù)字化手段幫助主機(jī)廠更好地服務(wù)消費者，以及幫助Tier1更好地服務(wù)OEM。我們于2012年推出了三維體驗平臺，希望幫助OEM更好服務(wù)客戶，并幫助OEM和Tier1以及Tier1和Tier2更好地協(xié)同。

達(dá)索系統(tǒng)三維體驗平臺有四個象限，左象限是三維設(shè)計，所有的產(chǎn)品包括底盤和整車都需要做三維設(shè)計，主要解決方案包括CATIA、Solidworks等。有了三維設(shè)計后，就需要考慮如何基于三維模型為下游服務(wù)，比如要做各種仿真。下面的象限提供了各種各樣的仿真解決方案，基于虛擬化手段做各種性能、功能的驗證。

 圖源：演講嘉賓素材

在上面的象限中，主要探討如何將負(fù)責(zé)結(jié)構(gòu)、電子和軟件等不同專業(yè)的人協(xié)同在一個平臺下工作，如何讓數(shù)據(jù)更快交互，加速迭代。通過數(shù)字化手段輔助產(chǎn)品開發(fā)、項目管控、數(shù)據(jù)變更等。右邊的象限則主要關(guān)注如何基于系統(tǒng)中大量的設(shè)計數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)、仿真數(shù)據(jù)、制造數(shù)據(jù)等，通過大數(shù)據(jù)分析來支持領(lǐng)導(dǎo)層快速地做出正確的決策。

滑板底盤數(shù)字化應(yīng)用開發(fā)

在做底盤開發(fā)前要先定義底盤運行的場景，包括有哪些需求和規(guī)格、市場和消費者的反饋等。要基于需求進(jìn)行分解，比如底盤要分解成不同功能，包括懸架、制動、三電等，不同功能之間的結(jié)構(gòu)、電子和軟件邏輯關(guān)系如何，要做系統(tǒng)架構(gòu)的定義，架構(gòu)設(shè)計完成后再去做相應(yīng)產(chǎn)品的開發(fā)。開發(fā)過程中，要做工藝的驗證，包括焊裝、機(jī)加、裝配能否滿足工藝要求，以及機(jī)電軟各專業(yè)要有不同的仿真能力，最后還要做滑板底盤系統(tǒng)級的驗證。

希望基于模型的系統(tǒng)工程的理念，通過數(shù)字化手段減少滑板底盤的研發(fā)周期，提升產(chǎn)品質(zhì)量、競爭力和創(chuàng)新能力。使用三維軟件做設(shè)計，希望設(shè)計出來的產(chǎn)品能夠滿足初始的需求，包括轉(zhuǎn)向、制動、懸架等的需求，并通過數(shù)字化手段模擬電機(jī)模型、電池模型以及相關(guān)參數(shù)，驗證其功能是否滿足需求。

 圖源：演講嘉賓素材

滑板底盤有許多功能需求和性能需求，如動力性、能耗、熱管理、電池等。此外，系統(tǒng)級、子系統(tǒng)級、零部件級都有不同需求，這些規(guī)格和參數(shù)細(xì)化后，不同部門的工程師才能更好開展工作，這是做滑板底盤的前提和基礎(chǔ)。

基于此，可以做功能樣機(jī)的定義。功能樣機(jī)要做需求的分解和細(xì)化，將其轉(zhuǎn)化成功能，開發(fā)懸架、制動、三電等不同功能。通過不同功能滿足需求，不同功能之間有邏輯的架構(gòu)關(guān)系，包括電池、電驅(qū)、底盤懸架之間是如何協(xié)同工作的，然后做產(chǎn)品的物理設(shè)計。

定義不同的架構(gòu)需要基于模型的系統(tǒng)工程。通常大家會通過寫WORD、EXCEL文檔記錄滑板底盤有哪些需求，要做哪些架構(gòu)。但這樣記錄會產(chǎn)生諸多問題，下游可能難以理解其需求。尤其是在未來進(jìn)行變更后，功能和邏輯也需要實時變更，難以保證下游變更的及時性和完整性。希望基于模型的系統(tǒng)工程MBSE技術(shù)幫助大家做滑板底盤的需求分解、功能定義、架構(gòu)定義，可視化的查看滑板底盤架構(gòu)的定義以及變更追溯。

在此過程中，做需求的分解細(xì)化、功能及邏輯架構(gòu)的定義，設(shè)計出來的產(chǎn)品是否能夠滿足需求？我們可以從功能角度做一些仿真驗證。以制動距離需要小于6.5米的需求為例，在虛擬環(huán)境中通過行為建模的控制系統(tǒng)軟件，可以將電機(jī)、電池相關(guān)的模型參數(shù)定義到系統(tǒng)中，基于Modelica語言建模進(jìn)行分析。因此通過數(shù)字化的手段，不需要把一臺車造出來，也不需要車真正去跑，通過虛擬環(huán)境就能驗證其是否符合需求。

底盤需要和主機(jī)廠其他專業(yè)進(jìn)行協(xié)同，如果發(fā)現(xiàn)干涉、碰撞等問題，需要考慮如何解決以及問題解決后是否可以形成知識庫，在未來進(jìn)行參考應(yīng)用。就變量化的平臺架構(gòu)而言，滑板底盤面向不同車型如何快速調(diào)整軸距、電機(jī)并滿足設(shè)計要求，可以在虛擬環(huán)境下快速驗證。

圖源：演講嘉賓素材

設(shè)計完成后，需要做CAE分析進(jìn)行滑板底盤的性能驗證。CAE分析主要關(guān)注碰撞情況、滑板車架剛度分析等。以前做分析要通過物理樣機(jī)測試，成本高，迭代慢。在數(shù)字化環(huán)境下，我們可以模擬碰撞工況、動力學(xué)工況等，通過數(shù)字化的手段進(jìn)行快速迭代，尋找最佳方案，滿足滑板底盤性能和功能的需求。就碰撞而言，從整車的正碰和側(cè)碰可以對滑板底盤施加不同力量，給它不同的速度，在固定的墻壁上做碰撞分析，比如碰撞后材料是否會產(chǎn)生影響，數(shù)字化手段可以直接對此進(jìn)行分析。

對底盤而言，最重要的性能是操穩(wěn)性。我們也可以通過數(shù)字化手段，結(jié)合多體動力學(xué)軟件SIMPACK以及臺架實驗，觀察加速和轉(zhuǎn)向情況，實時做仿真分析。

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就制造而言，希望能夠通過數(shù)字化手段進(jìn)行工藝的評審以及規(guī)劃，并進(jìn)行各種工藝驗證以評估滑板底盤的可制造性，最后形成三維作業(yè)指導(dǎo)書提供給工廠制造加工，保證一次制造成功。

制造的可行性分析可以基于CATIA三維數(shù)模通過最大化利用三維數(shù)據(jù)在下游做各種工藝驗證，包括機(jī)加、焊接和裝配等。比如總裝過程中分析看裝配是否有干涉，如果在裝配過程中發(fā)現(xiàn)不容易安裝，可以通過系統(tǒng)進(jìn)行安裝路徑自動尋優(yōu)。分析完成后，如果工藝沒有問題就會形成三維的作業(yè)指導(dǎo)書。現(xiàn)場可以通過移動端直接查看三維作業(yè)指導(dǎo)書和操作詳情，以便更好地指導(dǎo)生產(chǎn)。

整個滑板底盤研發(fā)過程中，涉及到功能驗證、性能驗證、工藝制造驗證等，這個過程會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，要做各種各樣的管理。為保證在規(guī)定時間內(nèi)將滑板底盤開發(fā)出來，并對所開發(fā)的產(chǎn)品進(jìn)行評估，我們希望對產(chǎn)品開發(fā)過程能夠進(jìn)行統(tǒng)一管控。下圖是五化管理流程圖，從需求規(guī)格化管理到項目體系化管理，再到產(chǎn)品平臺化管理、訂單配置化管理以及結(jié)構(gòu)統(tǒng)一化管理，將滑板底盤產(chǎn)品開發(fā)的全過程統(tǒng)一在一個系統(tǒng)中進(jìn)行管理。

 圖源：演講嘉賓素材

就項目體系化管理而言，我們要考慮如何通過數(shù)字化手段對項目進(jìn)度、問題、風(fēng)險、成本等進(jìn)行管控。我們希望達(dá)到的效果是，給領(lǐng)導(dǎo)層提供一個報表，他們就可以了解到整個滑板底盤的開發(fā)過程，并根據(jù)需要調(diào)整相關(guān)計劃。

滑板底盤的開發(fā)過程繞不開平臺化。平臺化的目的是希望通過滑板底盤拓展不同的平臺，幫助未來新的車型和平臺進(jìn)行開發(fā)，能夠最大化的重用已有車型和平臺。重新利用的數(shù)據(jù)越多，開發(fā)周期就越短，成本越低，開發(fā)質(zhì)量越高。

平臺化不僅是做設(shè)計過程的平臺化，還需要考慮到仿真、工藝和采購等。傳統(tǒng)手段可以做簡單的管控，但是當(dāng)車型越來越多，越來越復(fù)雜時，將很難進(jìn)行管控。因此我們希望通過數(shù)字化手段幫助滑板底盤企業(yè)更好的管控平臺化。

我們面向消費者有不同的配置，不同配置進(jìn)行組合之后形成訂單。面向消費者的配置如何轉(zhuǎn)化為企業(yè)內(nèi)部的技術(shù)配置，轉(zhuǎn)化到生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行快速生產(chǎn)，快速響應(yīng)訂單，這也需要通過數(shù)字化手段做統(tǒng)一管控，而不是通過人工做轉(zhuǎn)化和整理，那樣容易出現(xiàn)遺漏和錯誤。

最后是結(jié)構(gòu)統(tǒng)一化管理。在做產(chǎn)品研發(fā)過程中，滑板底盤有設(shè)計結(jié)構(gòu)，也有BOM結(jié)構(gòu)，BOM貫穿了整個產(chǎn)品開發(fā)過程，有EBOM、MBOM、SBOM等。因此我們需要考慮如何將所設(shè)計的結(jié)構(gòu)與EBOM結(jié)構(gòu)進(jìn)行融合。傳統(tǒng)的方式需要人工進(jìn)行同步，容易發(fā)生錯誤。希望將整個設(shè)計結(jié)構(gòu)和EBOM結(jié)構(gòu)融為一體，在同一個結(jié)構(gòu)下做相應(yīng)的管理，可以極大減少EBOM的不準(zhǔn)確性，保證EBOM的及時性和完整性。

希望將數(shù)字化手段貫穿整車產(chǎn)品開發(fā)、零部件開發(fā)的全過程，利用數(shù)字化能力提高產(chǎn)品研發(fā)的效率和質(zhì)量，減少無附加值的工作。

希望在數(shù)字環(huán)境下創(chuàng)造出一個滑板底盤的數(shù)字雙胞胎，通過數(shù)字雙胞胎進(jìn)行設(shè)計和驗證。滑板底盤在運行過程中發(fā)現(xiàn)什么問題都可以反饋到數(shù)字化環(huán)境下，進(jìn)行快速迭代和優(yōu)化，提升產(chǎn)品市場競爭力和創(chuàng)新能力，減少研發(fā)周期，提升產(chǎn)品的質(zhì)量。

（以上內(nèi)容來自達(dá)索析統(tǒng)（上海）信息技術(shù)有限公司技術(shù)經(jīng)理孫健于2023年11月16日-17日在第三屆汽車智能底盤大會發(fā)表的《滑板底盤數(shù)字化開發(fā)應(yīng)用實踐》主題演講。）