使用 AI 将子系统参数优化时间从一周缩短到 15 分钟

AI 驱动的左移

在汽车开发流程中，尽可能实现 V 型周期的左移，对于企业是极有益处的。 通过避免后期设计变更，工程团队可以节省大量时间和成本，并加速产品上市进程。

人工智能 (AI) 已成为工程团队实施左移的热门工具，越来越受欢迎。 例如，工程师可以训练神经网络搜索大量仿真模型和数据，帮助确定理想的整车或零部件配置方案。

随着全球向电气化转型，迈向更可持续的未来，在人工智能驱动下实现研发周期的左移比以往任何时候都更加紧迫。 许多原始设备制造商 (OEM) 正处于从内燃机车型向电池动力车型的转型过程中。 这些车辆均积累了多年的研发数据与仿真模型，现在需要针对电动化需求进行适配调整。

用于车辆目标设定的神经网络

在电动化转型初期，现代汽车集团 (HMG) 就意识到需要运用人工智能技术实现电动汽车研发流程的无缝左移。 2023 年，该集团与 Simcenter™ 工程和咨询服务（Simcenter 工程服务）团队合作，共同构建神经网络，目的是在车辆研发概念阶段定义架构驱动的需求。

在设计流程的初期阶段（即 V 型周期的左侧），工程团队通常会对下一代车型形成初步构想，包括质量、尺寸、悬架技术等。工程师们需要以最高效的方式对这些初步构想进行探索和分析，以确定理想的设计和配置方案。 最佳质量、运动学特性、操控性、行驶平顺性等目标属性的设定，是工程
团队心目中需达成的主观关键绩效指标 (KPI)。 越早达成这些目标，企业就能节省越多的时间和成本。

舒适性工程师 Ilsoo Jeong 是现代汽车集团驾驶舒适性虚拟开发团队的一员。 他的团队负责为捷尼赛思 GV 80 的底盘开发设定目标，该车型的下一代将以电动汽车形式发布。

Ilsoo Jeong 说：“我们的目标是实现最佳的舒适性和操控性，因此必须考虑数百项底盘参数，例如质量分布、悬架运动学和安装系统。” “考虑到内燃机将被电池取代，我们还需要思考如何更改设计和配置方案。

“此外，我们还计划进行灵敏度分析，以快速了解单个部件的设计变更对其他部件的性能有何影响。 我们意识到，借助人工智能，我们可以快速高效地实现这一目标。 之所以选择与 Simcenter 工程和咨询服务团队合作构建神经
网络，因为他们在我们的首选工具 Simcenter Amesim 领域拥有最顶尖的专业知识，而且在车辆研发流程方面积累了深厚的经验。”

电动汽车架构优化

在现代汽车集团工程团队与 Simcenter 工程服务团队开展的另一个合作项目中，工程师们使用 Simcenter Amesim™ 软件开发了一套架构，可用于评估各种车辆的操纵情况，并具备自动后处理功能。 Simcenter 和 Simcenter 工程服务均为西门子 Xcelerator 软件、硬件和服务平台
的一部分。

该架构支持对各项评估标准进行独立权重计算（包括每项标准下 52个独立关键绩效指标），以得出综合评分，而且它还支持逾 350 项参数的输入。

在这个项目中，Simcenter 工程服务团队对该架构进行了扩展，将其应用于底盘研发中。 基于现代汽车集团提供的目标参数，Simcenter 工程师在 Simcenter Amesim 中生成了 20 多万个仿真模型，并通过实车测试对它们进行了验证。 他们将仿真结果保存在高性能计算 (HPC) 环境中，以便未来提升运行效率。

Ilsoo Jeong 解释道：“Simcenter Amesim 是我们为该项目选择西门子数字工业软件的关键原因。” “只有 Simcenter Amesim 具备我们需要的海量仿真运算能力，而且能够灵活地处理 NVH 频率等属性参数。 Simcenter Amesim 的优势还在于，我们可以使用自定义模板而非预置模板开展工作。 在灵活性和仿真时间方面，Simcenter Amesim 是最佳选择。”

借助 Simcenter 降阶建模软件，Simcenter 工程服务团队创建并训练了一套神经网络，它能够输出仿真结果，为后期流程中的模型直接优化提供支持。 该神经网络与 Simcenter HEEDS™ 软件集成，可协助现代汽车集团工程师确定理想的车辆配置方案。

“即使我们的目标或参数发生变更，我们也不需要从头重启整个流程，” Ilsoo Jeong 表示。 “现在我们只需要搜索 Simcenter 工程服务团队构建的神经网络，就可以快速找到最优参数组合。 能够轻松检索仿真结果，我们就可以非常快速地向每个子系统团队反馈理想的配置方案。 在后续开发阶段，我们还可以
利用神经网络检索到的基准数据，高效地对比车辆驾驶性能和目标参数。”

AI 帮助节约时间

与 Simcenter 工程服务团队的合作以及 Simcenter 软件的应用，帮助 Ilsoo Jeong 的团队优化了工程流程，带来了显著的效益。

“在该项目实施前，单项需求的仿真评估就需要耗时两分钟，” Ilsoo Jeong 说。 “借助由 Simcenter 工程服务团队开发的神经网络，需要的时间缩短到了 0.1 秒。 同样，过去我们的子系统参数优化流程需要耗费一周的时间。 在 Simcenter 工程服务团队的帮助下，这一流程已经缩短到了 15 分钟。”

Ilsoo Jeong 和 Simcenter 工程服务团队正携手致力于从该神经网络中挖掘更多效率提升空间。 他们即将完成 Teamcenter® 软件与该神经网络的集成，将实现参数和要求的全面对接，并提供可追溯性（Simcenter HEEDS 和Teamcenter 均为西门子 Xcelerator 平台的组成部分）。 通过该集成，缺乏仿真技术专业知识的项目经理也能直接输入需求，调用历史项目的参数，直接在网页端运行仿真。 然后他们可以预测系统性能或优化子系统参数组合。就这样，非专业人士也能使用强大的系统仿真功能。

“西门子的 Simcenter 产品组合和 Simcenter 工程服务将继续担任现代汽车集团的特殊开发合作伙伴，” Ilsoo Jeong 表示。 “我们两家企业有着牢固的合作关系，期待未来能开展更多的项目合作。”