利用 MBSE 实现车辆系统工程的创新 

基于模型的系统工程 (MBSE) 为管理快速发展的电动汽车市场中日益复杂的车辆系统工程提供了工具。 

向电动动力总成的转变正在以前所未有的速度推动汽车行业的变革，并导致产品和流程的复杂性达到前所未有的水平。 

此外，随着越来越多的制造商进入市场，消费者的目光也从品牌转向电动汽车的功能和用户体验，因此，在降低成本的同时，加快创新的压力也与日俱增。  

要应对这一新挑战，就必须采用新的产品开发方法。该方法必须能够为制造商提供保持竞争力、敏捷性和成本效益的工具，同时还能满足质量、监管和可持续发展的要求。 

最近，我们的专家 Vijay Singh 主持了一场在线研讨会，探讨如何采用 MBSE 来保持竞争力、敏捷性和成本效益，同时应对质量、监管加强、可持续性和成本等挑战。他介绍了如何克服难题，以及如何确保需求数字主线贯穿从需求到设计、分析、验证和确认的整个建模环境。如需了解更多信息，请在这里注册参加在线研讨会： 采用系统工程方法应对汽车行业的复杂性。 

MBSE 为汽车工程提供了一种全新的功能性方法 

不同于传统上团队间基于文档的信息交换，MBSE 将模型用作整个汽车开发生命周期中各工程学科与各利益相关方之间进行信息沟通和信息交换的主要手段。 

这样就能对从初始需求、设计和最终验证乃至生命周期后期阶段的方方面面进行支持和跟踪。MBSE 通过创建一个贯穿整个开发过程的数字主线来实现这一目标。 

重要的是，MBSE 驱动的数字主线使制造商能够以一种不同的方式看待汽车系统工程，即采用功能性的整体方法来进行产品开发。换句话说，把重点放在客户所寻求的功能上，而不是背后的机械系统上。这使得制造商能够推出真正的软件定义汽车，并通过系统更新不断改进。 

在设计流程的早期探索架构 

定义产品包括提出一系列详细的需求，以及描述电驱系统各个方面的系统架构模型。电驱系统的架构为整个开发流程奠定了基础。它定义了整个系统的结构以及其组件之间的关系。 

在设计阶段早期探索电驱架构可以帮助工程师找到并评估逆变器、电机和变速箱的所有可能组合，以满足所定义的需求、约束和性能目标。这一过程可确保所设计的电力驱动系统能够出色、高效地运行，最终打造出更优秀的最终产品。 

让我们以电驱系统为例。这个系统中可以使用不同类型的电机，包括感应电机和永磁电机。在整个设计流程的早期阶段选择正确的概念至关重要，因为任何错误的决定都可能导致开发生命周期后期出现重大返工。这可能导致开发时间远超最初的预期时间，最终致使成本增加、产品发布推迟。 

为了推动电力驱动系统的架构探索，制造商充分利用了 Simcenter™ Amesim™ 软件和 Simcenter Studio 的强大功能。这些软件工具结合一流的系统仿真，为探索电力驱动架构选项提供了一个强大的平台。这使得工程师可以模拟每种架构选项的性能，包括效率、热性能、噪声与振动、成本和重量等因素。 

此外，通过在 Simcenter 集成环境中实施 MBSE，工程师可以借助人工智能 (AI) 大幅扩展设计空间。在人工智能的帮助下，工程师只需通过一个系统架构模型，就能评估数十种甚至数百种潜在的电子驱动架构。 

如需详细了解如何使用 MBSE 和 Simcenter 工具优化电力驱动系统，请阅读白皮书：在汽车开发中采用 MBSE。 

将架构与下游开发流程连接起来 

一旦确定了最佳架构，就使用相同的模型来驱动所有跨产品和下游关系。这样就可以在开发过程、更改、配置、工作流程、变体等过程中管理和控制所有工件。 

这就是 MBSE 方法的用武之地，它为集成不同工程领域所需的不同模型和仿真工具提供了一个强大的框架。模型可在不同的应用程序中重复使用，并且可以在整个开发链中有效地管理更改的影响，例如需求更改。  

无论你在系统架构方面做些什么，系统都会自动参考并反映你所设定的要求。您在参数管理方面所做的工作会自动与仿真和工程工作流程集成。 

如果您有兴趣进一步了解如何在电动汽车架构探索中使用创成式工程，请查看《Charged EVs》的这篇文章。

由车辆系统工程和数字主线支持的集成工作流程 

MBSE 中的数字主线在产品开发的不同阶段之间提供了无缝的信息和数据流。这样，仿真工程师就可以根据需要随时获取数据，然后将结果反哺到系统，根据仿真输出更新参数。  

这样便可在整个产品生命周期中增进协同，提升效率，缩短开发时间和减少成本，同时提高性能。 

例如，使用 Simcenter 解决方案，制造商可以利用 HEEDS™ 软件工作流管理器的强大功能，结合 Teamcenter® Motorsolve 仿真软件，在系统架构、需求和参数与 Simcenter 3D 或 Simcenter Motorsolve 软件中的仿真工作流程之间建立无缝集成。 

优化和可重复使用的工作流程 

MBSE 和数字主线实现了从需求到开发的数字连续性，将公司内的各个工程学科与最终产品连在了一起。 

但是，汽车系统工程并不是一个循序渐进的单向过程，而是一个不断递归迭代、循环往复的过程。通过实现可重复使用的工作流，MBSE 和 Simcenter 工具为设计优化和持续设定性能目标提供了一个强大的可重复流程，并对这一复杂的迭代流程进行高效管理。  

操作一次，记录下来，然后它就可以作为一个进程自动运行。因此，当业务需求或其他参数发生变化时，我们可以重新运行测试和分析，而无需聘请工程专家和技术专家。  

这样可以大大节省开发时间和成本，并为创新和汽车优化带来新的机会。 

重新连接各工程领域 

随着电动汽车市场的发展，客户不仅仅追求电动汽车，还同样关注质量、性能和成本等问题，以及耐用性、驱动动力、噪音和振动以及行驶里程等问题。  

要开发出符合市场预期的电动汽车，就必须开展必要的跨职能和跨领域系统工程，摆脱过去的开发孤岛。  

只有互联互通的工程方法以及应用了 MBSE 和数字孪生的可重用的集成式工作流程，才能为制造商提供工具链，供其管理日益复杂的电动汽车工程 – 这不仅包括产品，还包括开发流程。