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用生成式设计圆一个电动车的设计梦

陈名名 141 0

相信所有的人在儿时都曾有这样一个梦想:可以用一支轻巧的“魔法棒”变出自己脑海里想象的东西,也许是一身威武的铠甲,也许是一座高高的城堡,甚至是一双跟灰姑娘一样的水晶鞋。

把梦想变成现实,让想法变成产品——今天在工业领域,一种被称为“生成式设计”的全新设计模式,可以说,就是那些保持童年梦想的设计师们手中的那根“魔法棒”。

在传统的设计流程中,设计师需要借助包括CAD在内的设计工具,亦步亦趋地将自己脑中的设计,变成电脑系统里的三维模型。这是一个艰难的过程,因为在此过程中,设计师除了要考虑对最终产品的各种功能需求外,还要考虑加工、工艺、装配等各种标准,同时,也会受到设计师本人设计经验的影响。但是生成式设计不同:在生成式设计模型下,设计师只需要整理对于最终产品需求,计算机系统会综合考虑以上各种因素,并结合具体企业的设计知识,提供多个可供选择的设计方案。

生成式设计用基于规则的自动化为电气电子系统生成逻辑、软件、硬件和网络建议

简单地说,这就类似:设计师把自己的需求和想法给到计算机系统,然后用“魔法棒”一指,系统就会“自动”提供多个可供选择的设计。

如果把生成式设计简单理解为降低了设计师的工作强度,显然是低估了它真正的价值。事实上,对于类似电动汽车这样新兴且复杂的工业产品,生成式设计的价值是能够极大提高整车的设计效率——因为电动汽车的设计实在太有挑战了。

与传统燃油汽车相比,纯电动车将装有极为复杂的电气电子系统,包括传动系统和关键系统都要求用一个由计算机、传感器和执行器组成的复杂系统,来统一管理电池充放电系统、控制系统和电机。不仅如此,未来电动车将装有数十个传感器、数百个ECU和数英里电线,用于搜集、处理和传输先进特征所需数据。此外,开发这些车辆的工程师还需要平衡性能需求与耗电、物理空间约束以及与重量和热相关的因素。

西门子数字化工业软件发布的一本关于《电动车系统的生成式设计》的白皮书中,西门子对于生成式设计对于电动车——尤其是电动车设计当中的电气电子系统设计相关的挑战,给予了非常详尽的解决思路和路径。

在西门子提供的电动汽车电气电子系统相关的生成式设计流程中,最初的起点是设计师提供的功能模型——这是一个工程师在电动车设计之初,定义的电动车电气系统的功能和需求,包括通信网络、电源和部件等各个方面。

进而,在生成式设计框架下,用基于规则的自动化,生成关于该电动汽车的电气电子系统逻辑、网络、硬件和软件的潜在建议架构。在此过程中,企业以往产品设计过程中积累的设计经验、知识,以及相关的工程数据,都将成为设计规则的一部分。

最后,电动汽车的电气工程师再通过快速生成、评估和比较多个架构建议优化设计,工程师则通过电气工程师选定的架构建议中,提取离散逻辑系统,生成平台级网络设计和配电系统,合成每个子系统的线束设计,生成制造辅助设备和过程清单成本,发布电气服务数据,生成VIN专用服务文件——从而完成从功能需求到具体设计框架的整个过程

生成式设计确保从初始系统定义到生产及售后的数据连续性,确保完全可追溯并满足各项使用要求

显而易见,在电动车系统的生成式设计框架下,利用基于规则的自动化来快速实现的设计合成,使每个专业学科的工程师都能够在一个整车平台背景下来完成包括电子、电气、机械等各个学科的设计工作,所有领域的设计基础来源自同样的数据源,因此在很大程度上确保数据连续性,增强了各个域之间的一致性,促进了设计重用,提高了变更影响分析能力。最终,简化了电动车从构思到生产整个设计流的效率。

如果说“魔法棒”是为了满足孩子美好的想象,那么生成式设计就是在圆成年人一个创新的梦想。