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新聞中心 資訊共享 四維一體,正向重構|淺談輪胎行業(yè)正向研發(fā)平臺建設
四維一體,正向重構|淺談輪胎行業(yè)正向研發(fā)平臺建設

發(fā)布者:凱思軟件發(fā)布日期:2022-01-24瀏覽量:

  輪胎作為汽車(chē)的重要零部件,是發(fā)展汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的基礎。作為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)重要配套產(chǎn)業(yè)的輪胎行業(yè),與我國經(jīng)濟發(fā)展息息相關(guān)。近年來(lái),我國輪胎工業(yè)實(shí)現快速增長(cháng),自2006年以來(lái)穩居世界最大輪胎生產(chǎn)國和橡膠消費國,輪胎產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的四分之一。隨著(zhù)中國交通運輸、汽車(chē)機械等產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,輪胎行業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位有望繼續提升。

  隨著(zhù)我國汽車(chē)行業(yè)特別是電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展,對輪胎的升級換代速度在不斷加快。子午線(xiàn)、無(wú)內胎、扁平化、抗濕滑、低滾動(dòng)阻力等高性能輪胎在輪胎中所占比例不斷加大。輪胎行業(yè)對研發(fā)的重視和投入也在不斷加大,中國的輪胎行業(yè)已開(kāi)始從早先的逆向設計逐步向正向研發(fā)轉型。

  輪胎行業(yè)的正向研發(fā)體系建設主要分為兩大業(yè)務(wù)板塊的建設:配方研發(fā)板塊和成品研發(fā)板塊,涵蓋從微觀(guān)、介觀(guān)到宏觀(guān)的建模、仿真和試驗體系。同時(shí)需建立完整的正向研發(fā)流程和管理模式來(lái)支撐整個(gè)體系。

  輪胎行業(yè)正向研發(fā)體系建設的總體目標是圍繞以下四個(gè)維度:


 01正向業(yè)務(wù)體系建設

  傳統的逆向業(yè)務(wù)流程已不能支撐正向研發(fā)體系,需重構正向研發(fā)業(yè)務(wù)流程并構建統一的業(yè)務(wù)協(xié)同平臺實(shí)現研發(fā)、制造、采購、財務(wù)等各業(yè)務(wù)板塊之間的業(yè)務(wù)協(xié)同。

  同時(shí)研發(fā)數據是產(chǎn)品生命周期的數據起點(diǎn),應以研發(fā)數據為核心構建統一的數據管理平臺實(shí)現研發(fā)、制造、采購、財務(wù)等各業(yè)務(wù)板塊之間的數據互通。

  02正向設計體系建設

  配方正向設計體系分為4個(gè)等級,每個(gè)等級過(guò)程是循序漸進(jìn)的建設過(guò)程,其中L1是目前中國大多數輪胎企業(yè)所處位置即配方逆向開(kāi)發(fā),L2配方經(jīng)驗設計目前頭部企業(yè)在多年逆向開(kāi)發(fā)基礎上總結了一套自己的經(jīng)驗形成了一定的經(jīng)驗公式。L3智能設計是通過(guò)海量的設計數據、試驗數據、生產(chǎn)數據通過(guò)數據科學(xué)的手段指導配方設計,L3是中國輪胎企業(yè)當下最有可能實(shí)現的。L4通過(guò)納米級別的分子建模和仿真手段,真正了解配方開(kāi)發(fā)的微觀(guān)機理,目前全球只有幾個(gè)頭部輪胎企業(yè)應用在配方開(kāi)發(fā)先進(jìn)技術(shù)研究上。

  

  目前大多數國內輪胎企業(yè)所處等級位置,逆向流程是通過(guò)將市場(chǎng)上表現比較好的競品輪胎作為標桿進(jìn)行解剖分析,雖然在前期企業(yè)發(fā)展中有著(zhù)較快的實(shí)現新產(chǎn)品交付的優(yōu)勢,但隨著(zhù)企業(yè)的發(fā)展不能長(cháng)久支撐企業(yè)自主研發(fā)水平的支撐,因此隨著(zhù)企業(yè)研發(fā)的發(fā)展就需要歸納總結經(jīng)驗形成自己的產(chǎn)品設計體系,因此大部分中國輪胎的頭部企業(yè)已進(jìn)入L2階段,首先將幾何設計標準化并用參數表達。在L2建設的基礎上實(shí)現L3,將常規FEA分析標準化實(shí)現設計仿真一體化,同時(shí)L3中融入產(chǎn)品設計經(jīng)驗來(lái)驅動(dòng)產(chǎn)品設計。L4進(jìn)入智能設計,結合設計、仿真、試驗結果通過(guò)數據科學(xué)手段進(jìn)行優(yōu)化設計。


   03正向仿真體系建設

  正向仿真體系建設有4大目標:

  構建自主仿真能力,建立各學(xué)科的標準化流程、標準化網(wǎng)格、本構模型庫、試驗標定方法等。

  在仿真標準基礎上實(shí)現仿真自動(dòng)化、設計仿真一體化。設計仿真一體化需在標準的參數化、標準的流程、標準的網(wǎng)格和本構模型庫的基礎上應用模型驅動(dòng)網(wǎng)格生成,實(shí)現全參的自動(dòng)化仿真。

  實(shí)現結果驅動(dòng)的仿真設計,需在上述基礎上實(shí)現標準化之后才能實(shí)現,根據性能要求優(yōu)化設計,驅動(dòng)設計參數生成。

  達到整個(gè)平臺可持續迭代的目的。

  04智能研發(fā)平臺

  智能研發(fā)平臺是正向研發(fā)平臺建設的終極目標,需要前期各業(yè)務(wù)板塊實(shí)現標準化參數化之后通過(guò)大量的積累之后形成企業(yè)產(chǎn)品庫,并建立設計需求體系,使得需求體系和設計體系、仿真體系關(guān)聯(lián)最終實(shí)現智能設計。

  針對輪胎行業(yè)正向研發(fā)建設目標,提出了輪胎行業(yè)正向研發(fā)平臺的建設建議框圖,以產(chǎn)品開(kāi)發(fā)APQP為業(yè)務(wù)導向,使用項目管理模塊拉通各業(yè)務(wù)板塊的連接和協(xié)同,建立各業(yè)務(wù)板塊的標準化數據模型,實(shí)現從需求、立項、配方設計、結構設計、工業(yè)化到制造的數據連續,各輪胎企業(yè)可以根據企業(yè)實(shí)際情況進(jìn)行各模塊的建設并最終打通所有模塊。

  針對以上框圖,給出各大業(yè)務(wù)平臺建設規劃建議

  01基于模型的數據創(chuàng )建平臺,從微觀(guān)到介觀(guān)到宏觀(guān)的標準化、參數化的3D模型建模和仿真,實(shí)現V+R的數字孿生。
  02基于數字連續的數據管理平臺,是對創(chuàng )建的數據之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系、生命周期進(jìn)行管理管控。
  03基于模型驅動(dòng)的協(xié)同平臺,是以項目管理為核心的驅動(dòng)企業(yè)業(yè)務(wù)協(xié)同的統一平臺。
  04大數據平臺,為各大業(yè)務(wù)平臺提供數據分析和決策支撐。

  近年來(lái),中國輪胎企業(yè)都在進(jìn)行正向研發(fā)轉型,在正向研發(fā)轉型過(guò)程中對數字化的建設是轉型過(guò)程中重要的一個(gè)環(huán)節??v觀(guān)國內外輪胎企業(yè)的發(fā)展,國際上知名輪胎企業(yè)在技術(shù)積累、數字化手段上要明顯高于國內輪胎企業(yè)水平,但國內輪胎企業(yè)最近幾年在數字化建設中不斷探索適合自己的業(yè)務(wù)模式而并不是一味的跟隨和模仿國外輪胎企業(yè),已形成了“中國特色”的企業(yè)管理模式,我們在不斷的拉進(jìn)與國外知名企業(yè)的距離。

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