Überwindung der Komplexität von EV und AV mit modellbasierter Systemtechnik
Entdecken Sie, wie generative Konstruktion und fortschrittliche Automatisierung Ihre Fahrzeugarchitektur revolutionieren können
Die rasanten Fortschritte bei den Technologien für Elektrofahrzeuge (EV) und autonome Fahrzeuge (AV) führen zu einem noch nie dagewesenen Maß an Komplexität in der Fahrzeugarchitektur. Dieser Komplexitätsschub stellt traditionelle Entwicklungsmethoden in Frage und erfordert neue Ansätze für Konstruktion, Engineering und Fertigung.
Die Integration unzähliger Sensoren, komplexer Softwaresysteme und fortschrittlicher Hardwarekomponenten in einem einzigen Fahrzeug schafft ein verworrenes Netz von Herausforderungen. Von der Verwaltung der schieren Datenmenge bis hin zur Gewährleistung nahtloser Interaktionen zwischen verschiedenen Systemen haben Automobilhersteller mit einem perfekten Sturm von Komplexitäten zu kämpfen.
Der traditionelle, isolierte Ansatz in der Fahrzeugentwicklung reicht nicht mehr aus, um den Anforderungen dieser neuen Ära gerecht zu werden.
Die Branche wendet sich innovativen Lösungen zu, um sich in dieser komplexen Landschaft zurechtzufinden. Modellbasiertes Systems Engineering (MBSE) und generative Konstruktion entwickeln sich zu leistungsstarken Tools, um diese Herausforderungen zu bewältigen.
Diese Technologien können die Entwicklung rationalisieren, Fehler reduzieren und die Markteinführungszeit verkürzen, indem sie eine ganzheitliche Sicht auf das Fahrzeug bieten und viele Konstruktionsprozesse automatisieren.
In diesem Blog werden wir tiefer in die Komplexität der Entwicklung von Elektrofahrzeugen und autonomen Fahrzeugen eintauchen, die Grenzen traditioneller Methoden untersuchen und aufdecken, wie MBSE und generative Konstruktion genutzt werden können, um Innovation und Effizienz in der Automobilindustrie voranzutreiben.
Die wachsende Komplexität der Entwicklung von Elektrofahrzeugen und autonomen Fahrzeugen
Die Integration fortschrittlicher Software, einer wachsenden Anzahl von Sensoren und neuartiger Hardwarekomponenten in Elektrofahrzeuge und autonome Fahrzeuge stellt traditionelle Konstruktions- und Entwicklungsprozesse vor erhebliche Herausforderungen.
Die Konstrukteure kämpfen mit der Integration dieser neuen Technologien in bestehende Fahrzeugarchitekturen, die bereits mit Modulen, Steuergeräten, Kabelbäumen und Verkabelung überlastet sind.
Die schiere Menge an Komponenten erhöht das Gewicht der Fahrzeuge und schafft ein komplexes Geflecht von Interaktionen, die schwer zu verwalten und zu optimieren sind. Darüber hinaus beschleunigt sich die softwaregesteuerte Natur moderner Fahrzeuge in einem noch nie dagewesenen Tempo, wobei sich die Codezeilen exponentiell vermehren.
Dieser Anstieg der Softwarekomplexität wird durch die Bedeutung der Gewährleistung einer fehlerfreien Leistung noch verstärkt, da Probleme in der Automobilsoftware schwerwiegende Folgen haben können.
Modellbasiertes Systems Engineering (MBSE) und generative Konstruktion zeichnen sich als potenzielle Lösungen ab, um diese Herausforderungen zu bewältigen, indem sie einen Rahmen für Konstruktion, Optimierung und Automatisierung auf Systemebene bieten.
Traditionelle Entwicklungsmethoden, die durch isolierte Teams und manuelle Prozesse gekennzeichnet sind, müssen für dieses Maß an Komplexität gerüstet sein. Die Branche erkennt zunehmend die Notwendigkeit eines ganzheitlichen Ansatzes, um das Zusammenspiel zwischen Software, Hardware und elektrischen Systemen effektiv zu managen.
Verständnis der Rolle von MBSE bei der Überwindung von Komplexität
Um den Herausforderungen der Komplexität in der Fahrzeugarchitektur zu begegnen, entwickelt sich MBSE zu einem kritischen Ansatz.
MBSE ist ein systematischer Ansatz zur Entwicklung komplexer Systeme, bei dem Modelle als primäres Kommunikations- und Analysemittel verwendet werden. Durch die Erstellung einer digitalen Abbildung des gesamten Fahrzeugsystems ermöglicht MBSE eine ganzheitliche Sichtweise, die es Ingenieuren ermöglicht, die komplizierten Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Komponenten und Subsystemen zu verstehen.
Ein Eckpfeiler von MBSE ist die Verwendung von Funktionsmodellen.
Diese Modelle stellen das gewünschte Verhalten des Fahrzeugsystems dar, ohne die zugrunde liegende Hardware- oder Softwareimplementierung zu spezifizieren. Durch die Integration von Funktionsmodellen in die Fahrzeugarchitektur können Konstrukteure verschiedene Konstruktionsoptionen untersuchen, Kompromisse bewerten und das System in Bezug auf Leistung, Kosten und Sicherheit optimieren. Dieser modellbasierte Ansatz fördert die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Engineering-Disziplinen, bricht Silos auf und beschleunigt den Entwicklungsprozess.
MBSE ermöglicht es Teams, auch generative Konstruktionstechniken zu nutzen. Durch die Definition von Konstruktionsparametern und -einschränkungen können Konstrukteure mehrere Konstruktionsalternativen generieren, die es ihnen ermöglichen, optimale Lösungen effizienter zu identifizieren.
Dieser iterative Prozess ermöglicht kontinuierliche Verbesserung und Innovation über den gesamten Fahrzeuglebenszyklus hinweg.
Durch die Einführung von MBSE können Automobilhersteller die zunehmende Komplexität von Elektrofahrzeugen und autonomen Fahrzeugen effektiv bewältigen, die Entwicklungskosten senken und die Markteinführung beschleunigen.
Die Kraft generativer Konstruktion
Generative Konstruktion ist ein leistungsstarkes Tool, das das Potenzial des modellbasierten Engineerings nutzt, um den Entwicklungsprozess zu revolutionieren.
Es handelt sich im Wesentlichen um einen algorithmischen Prozess, der mehrere Konstruktionslösungen auf der Grundlage definierter Parameter und Einschränkungen untersucht. Im Rahmen der Fahrzeugentwicklung kann damit alles von einzelnen Komponenten bis hin zur gesamten Fahrzeugarchitektur optimiert werden.
Durch die schnelle Generierung und Bewertung unzähliger Konstruktionsvarianten können Konstrukteure optimale Lösungen identifizieren, die Leistung, Gewicht, Kosten und andere kritische Ziele erfüllen.
Die Vorteile der generativen Konstruktion sind weitreichend. Sie beschleunigt die Entwicklungszyklen, indem es Routineaufgaben automatisiert und es Konstrukteuren ermöglicht, sich auf übergeordnete Konstruktionsentscheidungen zu konzentrieren.
Generative Konstruktion verbessert die Fahrzeugkonstruktion, indem ie Architektur und Komponenten optimiert, was zu leichteren, kraftstoffeffizienteren und sichereren Fahrzeugen führt. Bei Elektrofahrzeugen kann diese Technologie die Batteriereichweite und die Ladegeschwindigkeit maximieren. Und generative Konstruktion trägt dazu bei, robustere und zuverlässigere Sensorsysteme bei der Entwicklung von AVs zu schaffen.
Letztendlich ist generative Konstruktion auf dem besten Weg, zu einem Eckpfeiler der zukünftigen Fahrzeugentwicklung zu werden und es den Herstellern zu ermöglichen, Elektrofahrzeuge und AVs der nächsten Generation zu entwickeln, die nicht nur technologisch fortschrittlich, sondern auch nachhaltig und kostengünstig sind.
Die Herausforderungen bei der AV- und EV-Entwicklung meistern
Integration, Druck hinsichtlich der Markteinführungszeit und die schiere Menge an Daten belasten traditionelle Entwicklungsmethoden. Ein Paradigmenwechsel hin zu MBSE und generativer Konstruktion ist unerlässlich, um diese Hürden zu überwinden.
MBSE bietet einen strukturierten Ansatz für das Management der Komplexität, die der Entwicklung von Elektrofahrzeugen und autonomen Fahrzeugen innewohnt. Durch die Erstellung eines digitalen Zwillings des Fahrzeugs können Konstrukteure verschiedene Konstruktionsszenarien simulieren und analysieren, was die Entwicklung beschleunigt und kostspielige physische Prototypen reduziert.
Die Funktionen für generative Konstruktion von MBSE erkunden mehrere Konstruktionsoptionen und optimieren die Fahrzeugarchitektur für mehr Leistung, Effizienz und Sicherheit.
Durch den Einsatz von MBSE und generativer Konstruktion können Automobilhersteller beispielsweise die Fahrzeugarchitektur sowohl für den Elektroantrieb als auch für autonome Funktionen optimieren.
Dieser ganzheitliche Ansatz identifiziert Synergien zwischen verschiedenen Fahrzeugsystemen, die zu verbesserter Effizienz, reduziertem Gewicht und verbesserter Leistung führen. Dies ermöglicht es Konstrukteuren, die Reichweite und Ladegeschwindigkeit von Elektrofahrzeugen erheblich zu verbessern, indem sie generative Konstruktion auf Batteriepacks, Wärmemanagementsysteme und Sensorplatzierung anwenden.
Durch den Einsatz von MBSE und generativer Konstruktion kann die Automobilindustrie die Komplexität der Entwicklung von Elektrofahrzeugen und autonomen Fahrzeugen überwinden, die Markteinführung beschleunigen und innovative, hochwertige Fahrzeuge liefern, die den zukünftigen Anforderungen gerecht werden.
Neugestaltung der Fahrzeugarchitektur mit MBSE und generativer Konstruktion
Die Automobilindustrie befindet sich in einem transformativen Wandel, der durch die rasche Einführung von Elektrofahrzeugen und autonomen Fahrzeugen vorangetrieben wird. Diese Entwicklung führt zu einer noch nie dagewesenen Komplexität und erfordert innovative Ansätze für die Fahrzeugarchitektur.
Durch die Einführung von MBSE können Konstrukteure einen einheitlichen digitalen roten Faden einrichten, der Anforderungen, funktionale Konstruktionen und physische Komponenten miteinander verbindet. Dieser ganzheitliche Ansatz fördert die Zusammenarbeit zwischen den Disziplinen, beschleunigt Entwicklungszyklen und sichert die Produktqualität.
Auf der anderen Seite setzt generative Konstruktion seiner Kreativität freien Lauf, indem es unzählige Konstruktionsmöglichkeiten auslotet und Leistung, Gewicht und Kosten optimiert.
Zusammen ermöglichen MBSE und generative Konstruktion den Unternehmen, zukunftssichere Fahrzeugarchitekturen zu erstellen. Durch Linksverschiebung und Denken auf Systemebene können Konstrukteure frühzeitig in der Entwicklung fundierte Entscheidungen treffen.
Dieser proaktive Ansatz mindert Risiken, senkt Kosten und beschleunigt die Markteinführungszeit.
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