Réduire la durée des tests jusqu'à 12 % dans les environnements difficiles grâce à une configuration plus rapide

Repousser les limites des performances

La construction de meilleurs véhicules ne se limite pas à la performance. Pour être compétitives sur le marché mondial, les voitures doivent être conçues pour résister à de forts chocs et vibrations ainsi qu'à une plage de températures large afin d'assurer la durabilité, la sécurité et le confort des passagers. Les clients s'attendent à ce que les véhicules durent des années avant de tomber en panne, mais les équipes de développement ne peuvent pas tester les véhicules pendant des années pour déterminer leur durabilité. Pour tester efficacement cela, Hyundai Motor Company (Hyundai) doit déterminer les conditions de charge sur les sous-systèmes du véhicule tout au long de leur cycle de vie. Cela nécessite un système d'acquisition de données robuste en mesure de faire face à toutes ces conditions, tout en étant facile à intégrer dans le véhicule et à relier à tous les capteurs nécessaires.

Pour atteindre cet objectif, Hyundai a choisi le matériel et les logiciels Simcenter™, qui font partie de la plateforme de logiciels, de matériel et de services Siemens Xcelerator.

Tester la durabilité des sous-systèmes et de l'ensemble du véhicule

L'objectif de l'équipe de technologie de durabilité de Hyundai est de créer des calendriers de tests qui mesurent avec précision la durabilité des sous-systèmes du véhicule. Ces programmes de tests sont créés à partir de signaux vibratoires mesurés lors de campagnes d'acquisition de données de charge sur route (RLDA) sur leurs terrains d'essai. Les résultats de ces tests sont ensuite traités et analysés pour prédire le cycle de vie de la durabilité des sous-systèmes individuels, tels que les systèmes de batteries de véhicules électriques.

Jongwoo Kim, responsable technologique, explique que ces campagnes RLDA répondent à différents objectifs : "En plus de mesurer les accélérations pour les reproduire dans le cadre de nos tests, nous mesurons les forces de roue, les forces de transfert de pièces de châssis et la déformation de la carrosserie pour permettre des essais sur l'ensemble du véhicule", explique-t-il. "Ces données de charge servent également d'entrée pour la simulation lors du développement futur afin d'optimiser davantage la conception de chaque sous-système et de l'ensemble du véhicule."

En règle générale, l'équipe de M. Kim mesure 15 à 20 canaux d'accélération, mais ce nombre peut facilement atteindre jusqu'à 100 canaux pour effectuer des tests sur l'ensemble du véhicule. Dans ce cas, elle doit ajouter divers types de capteurs à sa configuration d'essai, tels que des jauges de contrainte, des accéléromètres, des capteurs de déplacement, des cellules de charge et des capteurs de force de roue.

"Chaque test dure environ deux à trois semaines", explique M. Kim. "Cela représente beaucoup de temps. Nous devons donc nous assurer que les résultats sont précis et que les tests ne prennent pas plus de temps que nécessaire, surtout lorsqu'ils sont exécutés dans des conditions environnementales extrêmes, ce qui est souvent le cas pour les tests de durabilité. Nous avons besoin des meilleurs outils qui permettent à nos ingénieurs de travailler facilement et commodément."

Acquérir des données de tests en conditions réelles dans des conditions difficiles

Ces exigences ont fait du matériel Simcenter SCADAS™ RS un excellent outil pour Hyundai, car il est conçu pour fonctionner dans des environnements difficiles et il conditionne et synchronise avec précision un large éventail de types de capteurs. L'application web intégrée permet aux ingénieurs de valider immédiatement les données sur place afin d'augmenter l'efficacité et de s'assurer que seules les bonnes données sont capturées.

Ce système peut évoluer jusqu'à plus de 1 000 canaux synchronisés et, grâce à une connectivité sans fil flexible, le système de mesure peut être consulté en toute sécurité par n'importe quel ingénieur, n'importe où et avec n'importe quel dispositif. Associé au logiciel Simcenter Testlab™, il fournit tout ce dont les ingénieurs ont besoin pour acquérir des données de test haute fidélité et analyser les résultats afin de permettre un dépannage efficace de la conception et une analyse des causes profondes.

Une fois que l'équipe a choisi d'implémenter la solution Simcenter, M. Kim affirme que les avantages ont été immédiats. "Sa taille compacte le rend beaucoup plus facile à installer dans le véhicule et il est plus simple de connecter tous les câbles de capteur qu'avec d'autres solutions", explique-t-il. "Sa robustesse lui permet de résister à de forts chocs et vibrations, ainsi qu'à la large plage de températures de fonctionnement typique des tests de durabilité. L'unité d'alimentation sans interruption est très utile pour éviter les arrêts indésirables et/ou les réexécutions de tests coûteuses. Simcenter Testlab s'est avéré également très simple à installer et à utiliser."

"Nous avons trouvé que Simcenter SCADAS RS était une solution de mesure extrêmement précise et fiable. Il est également beaucoup plus facile à connecter à une large gamme de capteurs. Nous pouvons même lire les données des bus de véhicules dans un protocole de communication spécifique, comme CAN-FD, que certaines solutions similaires sur le marché ne prennent pas en charge. La connectivité sans fil pour le contrôle de l'application web embarquée matérielle est très utile et l'architecture modulaire du système permet d'optimiser facilement la configuration pour les petites et grandes campagnes de test."

M. Kim a également fortement apprécié pour le service après-vente : "L'assistance technique de Siemens a été excellente dès le premier jour", déclare-t-il. "Elle a formé notre équipe pour que nous puissions rapidement devenir productifs avec les logiciels et le matériel, et nous avons eu des visites régulières d'un ingénieur de Siemens pour nous en dire plus sur le système et nous aider à en tirer le meilleur parti."

Depuis que l'équipe est passée à Simcenter SCADAS RS, M. Kim affirme que son efficacité s'est considérablement améliorée. "Nous avons considérablement réduit le temps de mise en place des canaux de mesure pendant la phase de préparation, en utilisant simplement un modèle plutôt que de repartir de zéro à chaque fois. Et le suivi en temps réel de la progression de la mesure avec l'application web a rendu beaucoup plus facile et plus rapide l'examen des données acquises pendant la mesure réelle. Grâce à toutes ces fonctionnalités de Simcenter SCADAS RS, nous estimons les économies d'un à deux jours sur un programme de test de deux à trois semaines (un gain de temps d'environ 12 %)."

Élargir les possibilités de test grâce à l'intelligence artificielle

M. Kim est convaincu que Siemens Digital Industries Software continuera à jouer un rôle clé dans le développement des produits de son entreprise. "Nous pensons que les outils d'analyse de la durabilité et des systèmes de Siemens ainsi que les outils d'analyse du bruit et des vibrations sont excellents et seront importants pour Hyundai pour notre développement futur dans des domaines tels que les véhicules électriques, les véhicules spécialisés, la mobilité aérienne urbaine et la robotique", a-t-il déclaré.

Il est également déterminé à tirer parti des dernières technologies d'intelligence artificielle (IA). "Récemment, nous avons analysé avec l'équipe des services d'ingénierie et de conseil de Siemens la possibilité d'utiliser un modèle 1D simplifié de véhicule complet pour prédire les forces exercées par les roues pour des profils de route donnés en vue d'une utilisation ultérieure dans le cadre d'une analyse d'usure détaillée des composants en 3D", explique M. Kim. "Nous envisageons d'utiliser une approche de correction de force de roue basée sur l'apprentissage automatique, basée sur des données mesurées réelles et un modèle de véhicule complet 1D qui, je pense, sera un outil important pour nous à l'avenir pour devancer nos concurrents."