2024年09月03日

深耕CAE 让自主研发能力更强

记东风本田研发中心试验科仿真分析系系长龚怀

■龚怀在试验室进行实车检测

■龚怀测试CAE软件

■记者 王亦 文/图 通讯员 殷曼

计算机辅助工程仿真技术(CAE),在新车开发中扮演着至关重要的角色,是企业自主研发能力的重要组成部分。通过模拟和仿真分析车辆的各项性能指标,可帮助设计工程师在不同阶段进行高效精准的设计与优化,进而优化产品结构与性能,提升新车型的市场竞争力。

自2015年加入东风本田研发中心以来,龚怀始终扎根仿真分析领域,在研发中心能力提升中长期战略“分阶段提高自主研发能力”的背景下,面对多个车型项目的挑战,他带领团队攻坚克难,不断突破CAE技术瓶颈。东风本田仿真分析团队在系长龚怀的组织与推动下,不仅实现了CAE仿真分析能力的显著提升,更逐步构建起一套完善的自主能力框架,向着“整车性能开发自立化”的愿景大步迈进,为东风本田建强自主研发体系贡献力量。

从无到有 分阶段构筑CAE能力体系

2019年,龚怀肩负起东风本田研发中心试验科CAE仿真组组长一职。彼时,面对研发中心CAE领域人员配置的不完善,对应K/H(Know/How)、材料数据库及分析软件的相对匮乏,CAE团队仅能执行较为基础的仿真分析任务,大部分研发工作不得不依赖本田技研的协助完成。在此背景下,构建自主CAE能力体系,成为了CAE仿真组亟须攻克的核心挑战。

遵循东风本田研发中心“分阶段提高自主研发能力”的中长期战略规划,龚怀引领团队稳步迈向CAE能力体系的建设之路。

首先是搭建CAE能力框架。CAE仿真组规划出以碰撞、结构、振动噪声(NVH)、流体力学(CFD)、多体动力学(MBD)为细分领域的体系构架,保证每个分领域均拥有2名以上专职仿真分析工程师。龚怀带领团队多次展开各领域软件培训、理论学习以及项目实战培训,通过这些举措有效提升了团队成员的专业分析技能,初步形成了各领域均衡发展的良好态势。

为稳固CAE仿真分析的根基,在不断提升仿真分析软硬件能力的同时,龚怀带领团队通过查找图纸、查询HES系统(安全生产管理系统)、咨询服务供应商、咨询零部件生产厂家和钢铁生产厂商,成功构建起可用于CAE整车分析的材料数据库,为团队提供了强大的数据支持,在不断优化升级中持续发挥着关键作用。

“在没有经验可借鉴的前提下,团队遭遇了诸多挑战。面对分析方法和判断基准的缺失,我们一方面加强与供应商的紧密合作,积极吸收其先进方法;另一方面,将本田的成熟开发方法进行本土化改造,融合双方智慧,不断提升自身的自主开发能力。”龚怀说。

经过数年的不懈耕耘,龚怀带领的研发CAE团队已有17名专业仿真分析工程师,配备了15台高性能工作站及11款专业分析软件。团队不仅成功搭建起可用于整车分析的材料数据库,还编制完成了125份建模与分析规范,CAE能力体系初步成型。

主导开发 全力以赴打造灵悉L

2021年,龚怀担任灵悉L车型项目试验领域负责人。灵悉L,是东风本田研发中心主导产品设计开发的首款整车产品。项目开发过程中,研发团队面临着开发难度高、时间紧迫的双重考验。

在项目开发之初,试验科需要提出项目性能目标,依据项目组提出的商品概念,龚怀与CAE团队迎难而上,精准设定出灵悉L各领域的性能目标。结合项目设定的变化范围,他推动各性能领域共同检讨,通过细致的规划与团队协作,成功识别出99项CAE分析项目,保障了项目开发顺利进行。

在紧张的开发周期中,CAE团队面临着前所未有的分析压力。为确保性能预判的及时性与准确性,龚怀带领团队成员夜以继日地奋战在工作一线,无数次加班至深夜,用实际行动诠释了“全力以赴”的精神内核。在他们的努力之下,项目成功赶上了设计出图日程,为后续环节的顺利推进赢得了宝贵的时间。

“尽全力造好这台车,是这支开发团队的共同信念。”让龚怀印象最深刻的,是在2021年初。面对疫情封控措施的影响,为挽回损失的时间,CAE团队在复工后第一时间就不畏风险、主动出击,派遣多支试验小组分赴盐城、襄阳、天津等地,同步开展新车的试验验证工作。通过高效协同作战,团队成功赶在评审节点前圆满完成了试验任务,保障了阶段目标的达成。

在灵悉L的开发过程中,龚怀所在的CAE团队不畏挑战,克服了诸多技术难题。扭力梁的开发中,初期未能及时识别的风险点,在后续试验验证中暴露出问题。面对问题,CAE团队迅速响应,通过仿真分析深入排查原因、制定优化方案并加强结构设计。经过多轮次的仿真验证与实车改修验证,最终成功解决了这一难题。

此外,在灵悉L的碰撞开发试验中,为同时满足C-NCAP五星碰撞安全标准和中保研C-IASI碰撞安全标准,团队始终坚持高标准严要求,在数字样车阶段就进行了持续的结构优化,并提前做好风险预判工作,通过仿真验证与实测的多轮调试,确保了试验中的完美表现。

历经0X车(即“骡子车”)调校、多轮次的CAE分析和优化、D1车(开发数据确定后的第二轮试制车)的试验验证和性能调校,龚怀带领CAE团队高质量达成了项目开发任务,灵悉L新车的性能开发顺利通过项目各开发阶段的技评。

创新赋能 让CAE技术发挥更大价值

2023年,龚怀正式担任仿真分析系系长,负责自主品牌开发的仿真分析及优化以及能力体系构建工作。上任以来,他一方面加强构筑对应的K/H体系,一方面着力补齐科室能力短板,着力提升团队仿真分析技术实力,实现性能开发由实车测试转化为数字样车性能检讨。

为带动团队全员持续强化自身技术水平,掌握更为全面的开发方法。去年以来,龚怀与CAE团队用三个月时间反复研讨,梳理出仿真分析K/H清单,并同步展开缺失的CAE分析K/H的编制,截至目前已经完成125份K/H,预计在2025年前将完成全部的173份K/H的编制,搭建起完整的东风本田研发中心仿真分析技术文档体系,进一步指导团队保质保量地完成各项开发业务。

为补齐仿真分析系的部分能力短板,顺利实现“性能开发由实车测试转化为数字样车性能检讨”的目标,去年以来,龚怀带领团队针对目前能力不足的VPG虚拟试验场、一维热管理、风噪、KC等技术发起技术攻关。着力推进前瞻研究期间,团队先后与东风汽车研发总院、东风日产技术中心等单位展开数十次技术交流,技术攻关课题顺利推进。

“实际上,CAE本身就是一个数字化的过程,就是把实车转变成数字样车。”龚怀告诉记者,经由一系列技术提升,在下一款新车型的开发中,CAE团队可通过充分的数字样车性能检讨,提前预判并排除风险,缩短项目开发周期,降低开发成本,协助车型开发提质、降本、增效。

紧跟企业数字化转型的步伐,仿真分析系在数字化领域积极施策,着力加强数字化培训、锻炼数字化人才的同时,通过自主开发线上小程序,已实现试验车辆管理、文档管理、试验数据库的“线上化”,其中,试验数据库管理系统在东风本田数字化技能竞赛中荣获三等奖。2023年,龚怀与团队成员共同完成的管理创新课题《数字化赋能整车性能CAE仿真体系创新与重构》还获得了东风本田管理创新一等奖。

展望未来,龚怀表示:“当前,我们的CAE团队已基本实现了自主开发。下一步,团队会着力做好新车型项目的开发,同时加大前沿技术攻关力度,不断提升团队综合能力,努力在2025年实现‘整车性能开发自立化’的愿景,为东风本田的发展贡献更大的价值。”

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