V Marelli zkrátili významně dobu vývoje díky simulacím

Vše pohání neukojitelná spotřebitelská poptávka po stále sofistikovanějších funkcích, včetně pokročilých asistenčních systémů řidiče, které jsou definovány minimalistickými rozhraními displejů a bezdrátovými aktualizacemi. Výsledkem těchto inovací je exponenciální růst složitosti vozidel a nutnost dokonalé interoperability systémů – tedy schopnosti všech zapojených systémů pracovat bezpečně a bezchybně. Přivést nové technologie na takto vysoké úrovni složitosti do provozu v krátkém časovém rámci a současně splnit přísné bezpečnostní normy v oboru vyžaduje enormní úsilí.

Aby toho společnost Marelli dosáhla, vytváří platformy pro softwarově ovládaná vozidla, které zjednodušují návrh hardware i software. Nástroje a řešiče Ansys umožňují společnosti Marelli spolupracovat s výrobci v různých fázích vývoje a pomáhají rychle škálovat platformy. Tyto nástroje zároveň umožňují Marelli objevovat a vyvíjet nové možnosti v oblasti infotainmentu^? a personalizace vozidel.

Jsme odhodláni usnadnit našim zákazníkům přechod na centralizovanou architekturu vozidel. Naše řešení jsou navržena tak, aby splňovala požadavky propojených vozidel na silnicích i automatizovaných vozidel budoucnosti. Ansys nám pomáhá s návrhem a výrobou hardwaru i špičkovým vývojem, integrací a validací softwaru, který odpovídá průmyslovým normám pro bezpečnost a kybernetickou ochranu.

–Luciano Saracino
Vedoucí centra mechaniky a optiky, Marelli Electronic Systems

Simulační nástroje a řešiče zajišťují robustní digitální dvojče

V kokpitu existuje mnoho konfigurací, které musí výrobci testovat v souladu s řadou bezpečnostních standardů. Jednoho zákazníka tento problém přiměl obrátit se na Marelli s žádostí o optimalizaci pasivních bezpečnostních systémů a komponent kokpitu tak, aby splňovaly regulační požadavky.

Pasivní prvky kokpitu se obvykle hodnotí podle schopnosti plnit svou funkci (například airbagy a bezpečnostní pásy) nebo zachovat svou integritu při nárazu (například palubní deska).

Aby se minimalizovala potřeba fyzického prototypování a nákladného testování, byl vytvořeno digitální dvojče – integrovaná datová virtuální reprezentace reálných entit a procesů, která se synchronizovaně aktualizuje s určitou frekvencí a přesností. V tomto případě tým replikoval celý kokpit. Výsledný digitální model odpovídal fyzickému modelu z hlediska pevnosti, tuhosti a tepelného chování.

Díky digitálnímu dvojčeti bylo možné analyzovat selhání všech prvků kokpitu – od volantu přes displeje až po ventilační otvory. Kombinace digitálních dvojčat se simulačními nástroji Ansys umožnila Marelli modelovat chování infotainmentových systémů v různých podmínkách a zajistit jejich spolehlivost a funkčnost.

Za tímto účelem Marelli využívá různé nástroje Ansys, včetně:

• Ansys Discovery pro 3D simulaci geometrie a její přípravu
• Ansys Granta Materials Intelligence (MI) pro výběr materiálů a optimalizaci systémových komponent
• Ansys LS-DYNA pro nelineární dynamickou strukturální simulaci nárazových testů, penetrace a nasazení airbagů
• Ansys Mechanical pro lineární a nelineární statické simulace
• Ansys Speos pro optické simulace interiérových prvků

Nástroje Ansys jsou pro Marelli zásadní, protože umožňují společně s výrobci vytvářet design a řešení s vyšší úrovní personalizace, podporovat inovace a zkracovat dobu uvedení na trh. Díky nim můžeme vyvíjet řešení na míru, která splňují všechny projektové požadavky a přesně odpovídají potřebám našich zákazníků a uživatelů.

–Simone Calcopietro
Vedoucí simulací v týmu elektronických mechanických technologií, Marelli

Zajištění bezpečnosti celého kokpitu

Při zajišťování pasivní bezpečnosti infotainmentových prvků kokpitu je klíčové brát v úvahu jeho uspořádání jako celek. V případě nehody musí všechny komponenty zůstat pohromadě a zachovat svou integritu, aby ochránily pasažéry. Jakýkoli vystupující okraj, roztříštěné sklo nebo uvolněná součást může být pro cestující fatální.

Pro tento účel návrháři využívají Discovery software k vytvoření geometrie všech komponent kokpitu, kterou poté převedou na model určený pro analýzu metodou konečných prvků (FEM). Součástí procesu je také identifikace a přiřazení materiálů pomocí Granta MI software.

Každé součásti přiřazujeme její vlastnosti a materiály, říká Calcopietro. Například u kokpitu aplikujeme vlastnosti plastu nebo polypropylenu s uhlíkovými vlákny. Používáme Granta software k určení očekávaného chování každého materiálu, ať už jde o kov nebo plast.

Poté tým pomocí Ansys Mechanical definuje okrajové podmínky pro analýzu napětí. Například při testování nárazu ocelové koule do středu palubní desky byla simulována odolnost desky vůči zátěži – ocelová koule představovala lidskou hlavu a testovala deceleraci při nárazu, která by mohla být fatální pro přední pasažéry.

Marelli urychluje vývoj bezpečnostních řešení o 90 % díky Ansys

V automobilovém průmyslu je klíčovým faktorem úspěchu rychlost. Výrobci čelí neustálému tlaku na zkrácení vývojového cyklu, což se přenáší i na jejich dodavatele, kteří musí rychle reagovat na stále složitější návrhové výzvy.

Simulace umožňuje rychlejší a robustnější vývoj automobilových řešení, která splňují požadavky trhu. V Marelli díky nástrojům Ansys dokázali snížit vývojový čas a náklady až o 90 %, což přináší významné úspory i pro zákazníky.

Díky nástrojům Ansys jsme dosáhli 25% zkrácení vývojového cyklu, 15–20% úspor na inženýrských nákladech a 15–20% zlepšení výkonu produktů – k plné spokojenosti našich zákazníků, uzavírá Saracino.