实施端到端的 Simcenter 解决方案以进行基于测试的耐久性工程

根据当地的定制化需求来调整车辆

2017 年，日产打造了创纪录的一年，全球销量为 5,820,000 辆。那一年，雷诺-日产联盟成为全球领先的乘用车销售商，超过了大众汽车。

日产的品牌知名度和认知度达到了顶峰。事实上，YouGov BrandIndex 在欧洲衡量了数千个品牌的公众认知度，报告称日产是英国（UK）消费者排名第五的汽车供应商（共 38 家）。

为了继续提高品牌知名度以及提高质量排名，日产在工程质量和可靠性方面设定了高标准，因此了解和满足当地客户的需求和要求至关重要。日产欧洲技术中心（NTCE）的作用是支持日产的声誉，并确保新车设计和概念的性能属性符合欧洲消费者的期望。日产西班牙技术中心（NTCE-S）是日产欧洲生产工厂卓越的车辆设计和开发中心，专注于动力总成开发、轻型商用车工程和测试等关键活动。

日产致力于为欧洲客户提供最高标准的质量和可靠性。这也是 NTCE-S 投资购买 Siemens Digital Industries Software的 Simcenter™ 软件解决方案的原因之一，旨在进行基于测试的耐久性工程，以将其工程能力提升到一个新的水平。

耐久性是关键

NTCE-S 功能和耐久性部门的主要职责是验证发动机部件在车辆生命周期内的功能性能。为了评估性能，该团队对安装在 NTCE 发动机测功机（dyno）上的组件进行了广泛的测试。团队还评估了组件在完整总成配置中的性能，其间整车位于底盘测功机上。最后，该团队在测试台或测试跑道上对乘用车和轻型商用车（例如皮卡段）进行疲劳测试。

功能和耐久性团队执行的大量测试都是耐久性测试。耐久性是乘用车和轻型商用车的重要性能属性。在轻型商用车细分市场中，消费者倾向于选择他们信任的品牌来支持他们的日常需求。

“耐久性非常重要，”NTCE-S 功能和耐久性部门动力总成耐久性测试工程师阿图罗·巴雷乌 (Arturo Barreu) 说。“在欧洲，这种属性与对质量的感知密切相关。随着对质量要求的增加，我们需要确认车辆的耐用性。消费者希望汽车不只是在一年后不会发生故障，而是长达 20 年。”

其他属性，如乘坐和车内舒适性、发动机功率和燃油效率，在车辆设计中也很重要。耐久性工程师的角色变得更加复杂，因为耐久性工程团队在构思和测试下一代车辆的组件、子系统和完整系统时需要考虑更多参数。

简化流程

该团队为改进耐久性工程而采取的步骤之一是投资 Simcenter 产品组合中的解决方案。凭借其产品组合，Siemens Digital Industries Software 为基于测试的耐久性工程提供端到端解决方案，帮助简化工程流程。

完整的耐久性测试活动包括对发动机测功机的测量，然后对底盘测功机进行测量，然后测试团队进入测试轨道。由于工程师需要将测试设备从一个位置移动到另一个位置，并重新检测测试项目，因此他们很欣赏 Simcenter™ SCADAS 硬件的便携性和灵活性。

“我们使用 Simcenter SCADAS 完成所有数据采集任务，”巴雷乌说。“这是一种非常紧凑的便携式系统。它也是多功能的，可以根据我们的需求进行调整。有了它，我们可以使用相同的设备获取不同类型的数据，例如加速度或应变。我们的 Simcenter SCADAS 数据采集系统共有 100 多个通道，可以轻松地将这些通道从发动机测功机传输到底盘测功机，然后传输到测试轨道并返回。”

除了数据采集之外，该团队还依靠 Simcenter Testlab™ 软件进行载荷和疲劳分析，从而简化了耐久性工程流程。该软件有效地支持测试活动的每一步，从数据采集到载荷分类和疲劳寿命预测。此外，它还是专用于基于多物理场测试的性能工程的平台的一部分，因此，它有助于更好地平衡各种性能属性（如声学、舒适性和耐用性）以及低重量和燃油经济性对整体感知质量和可靠性的贡献。

功能和耐久性部门的主要职责是测试和验证发动机相关部件的功能性能。同时，工程师们采集、分析和比较大量部件和发动机子系统的测试数据。它们将耐久性分析的结果（例如水平时间、雨流计数、范围对计数、水平交叉和疲劳寿命预测）与典型的噪声、振动和声振粗糙度（NVH）分析结果相结合，其中包括峰值保持频谱、阶次截面、颜色图等。所有耐久性和 NVH 数据均使用相同的 Simcenter SCADAS 硬件采集，分析在单一软件环境中进行，这对工程团队来说是一个非常高效的过程。

“我们面临的主要挑战是巩固我们的知识，”巴雷乌说。“我们现在必须测试比以往任何时候都多的部件。这些部件也具有不同的性质。我们测试的电子元件越来越多，而机械部件越来越少。与西门子的合作对于适应这些变化和验证这些新部件至关重要。”

为了在测试台上验证部件，该团队使用 Simcenter Testlab 来合成等效的损坏曲线，从而模拟在测试台上测试轨道测量期间遇到的损坏事件。这种高效的过程通过真实地模拟部件在车辆使用寿命期间所经历的损坏，大大加快了测试速度。

NTCE 工程师发现，Simcenter Testlab 具有出色的稳定性，不受通道数的影响，可赋能轻松配置在线分析。借助 Process Designer 功能，该解决方案还提供快速、无差错的数据后处理，并提供即时、清晰的报告。

“Simcenter Testlab 是我们的首选耐久性验证工具，”巴雷乌说。“它很容易配置，也可以自动化处理。它也是一款非常好的软件，可以快速报告并与我们的同事共享数据。”

测试结果产生可靠的数据，可以一直操纵这些数据，以提供对部件疲劳行为的深入工程见解。这些数据支持进一步测试的定义，或为仿真模型提供可靠的验证信息。

“Simcenter Testlab 为载荷数据采集和处理提供了集成式端到端解决方案，”NTCE 功能和耐久性高级工程师吉列尔莫·冈萨雷斯 (Guillermo Gonzalez) 说。“在准备试验装置活动或可靠仿真时，此解决方案可以加快提供重要耐久性信息。它更快、更易于使用且更强大。”