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UGS：汽车CAE应用亟待突破 |
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| http://cn.newmaker.com
4/11/2007 10:38:00 PM
佳工机电网
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在汽车发展历史上，至今还没有什么技术能与CAE技术相比，为汽车企业带来巨大的回报。统计结果表明，应用CAE 技术后，新车开发期的费用占开发成本的比例从80%～90%下降到8%～12%。例如：美国福特汽车公司2000年应用CAE后，其新车型开发周期从36个月降低到12～18个月；开发后期设计修改率减少50%；原型车制造和试验成本减少50%；投资收益提高50%。
汽车行业是一个高速发展的行业，其竞争也日趋激烈，在这种情况下，新产品推出的速度也越来越快，这也对行业的CAE应用提出了越来越高的要求。CAE技术为汽车行业的高速发展提供具有中心价值地位的技术保障，可以为企业带来巨大的技术经济效益。
CAE应用分类
在汽车行业，包括整车和零部件企业，哪些部分需要应用到CAE技术呢？笼统地讲，每一个部件都可以做CAE分析，但主要包括以下三大关键部分：
整车。该部分的CAE通常要做运动学、动力学仿真，以模拟如车辆行驶的平顺性、舒适性和可通过性。这需要建立整车的虚拟样机，以确定整车参数。通常要确定的整车参数有：行驶性、操纵稳定性、振动、噪声和舒适性；轮胎、悬架的配备；车身的动静刚度、强度、寿命评价和车身固有频率；驾驶室（乘员室）通风、隔热、噪声；车身外流场特性、发动机舱的气流和热交换；主动安全性与被动安全性水平等。
大总成或者大的子系统。汽车通常划分为四大系统：车身、底盘、发动机、电子电器系统。整车分析确定的参数，分解到各个总成后，需要对各总成进行CAE分析，以确定这些参数可以在各总成实现。
零部件和小总成。这部分主要是对零部件（子总成）做CAE分析，如车门、车门密封条、发动机缸体、悬架、面板、曲轴活塞、进排气系统、轮胎、轮毂等等，以确定它们的力学特性是否符合总体设计要求，或者优化以进一步改进初始设计。
通过对这些关键部分的CAE仿真分析，可以在概念设计阶段就把握好产品的各个方面的性能，排除问题，这对于汽车行业来说极为重要，因为问题发现越早，解决问题的代价就越低。
国内汽车企业CAE应用现状
国际上一些著名的汽车厂家如通用、福特、丰田、日产等以及大的零部件供应商，在整车系统仿真、总成和零部件方面的CAE应用水平比较高，有自己的CAE应用规范和分析流程。而且这些企业长期与专业仿真软件和服务公司合作，共同发展、相互促进。
CAE在中国汽车行业的应用起步于二十世纪80年代中期，历经十几年的缓慢发展，到90年代后期开始加速，目前已经进入飞速发展期。中国汽车工业整车厂主要有中外合资、民营企业、国有企业、国内资本控股企业这些形式，零部件企业有国有、民营、私有、合资、独资等。从这些企业的资本组成形式可以比较清楚地了解这些企业CAE应用的现状和未来发展趋势。
中外合资的汽车以及零部件生产企业的CAE应用水平普遍比较低，因为这些合资企业的产品设计权在国外，他们的CAE应用一般停留在工艺更改后的验证层次，谈不上汽车关键部件的CAE应用，当然随着外国汽车以及零部件公司逐步在中国建立研发中心，他们的CAE的应用会越来越好。
国有汽车企业的CAE应用开始较早，但是发展缓慢，CAE人才流失比较多，有的单位CAE仿真技术应用20几年来还停留在基本分析阶段。民营或者国内股份企业因为没有现成的产品可以生产，开始是仿造，现在有的企业已经有自己的设计能力。有自己设计能力的企业，CAE应用比较好，企业领导层也很重视，而且CAE在关键部件应用水平也相对高。
国内一些自主品牌自主（半自主）开发的车型，对CAE分析的需求和依赖性较强，部件、子系统、整车运动与安全都在进行CAE分析。有的企业借助一些曾经在国外大汽车公司工作的“海归”带回的经验，并结合本企业CAE应用的经验，开始在着手建立自己的CAE应用规范和仿真流程。
轿车企业这方面走的步伐快一些，卡车和客车企业相对迟缓。总体来讲，中国的轿车企业CAE应用水平相对高，卡车次之，客车企业属于起步阶段。
解决应用难题
中国汽车工业高歌猛进，自主研发，自主生产，自主品牌又一次大量见诸媒体。就汽车行业来说，国内汽车厂家所用到的CAE软件跟国外汽车厂家所用的基本一样，那么国内汽车厂家普遍应用水平不高原因在哪里呢？
首先是企业领导对CAE的功能还没有能够充分认识，虽然现在汽车企业领导层普遍认识到CAE非常有用，但是对CAE应用的难度没有充分估计，不少企业认为买回来CAE软件就可以发挥立竿见影的作用，但事实上如果没有经验丰富的CAE人员，很难立刻见到成效；再就是CAE人员的培养问题，CAE分析专家既需要比较深厚的理论基础，也要具有相应行业的工程应用经验，CAE分析人员的培养非常不容易，周期相对较长；还有就是汽车企业通常缺乏自己的CAE分析标准或者规范。
要解决好汽车行业CAE 应用的上述问题，首先，汽车行业相关厂商的领导层要充分认识CAE的作用和难度，特别是后者。软件可以随时购买， 但是使用CAE软件的人从哪里来？是企业从头培养还是从相关行业引进CAE人才？如果是自己培养，那就要有长期见效的心理准备，而且要肯花钱培训CAE人员。当然如果企业想尽快见到成效，可以引进经验丰富的CAE人才，采取引进与自己培养相结合，这是一个较好的途径。
我国汽车CAE应用最大的问题就在于我们的汽车企业没有自己的标准，或者标准不完善，这就导致即使做了CAE分析，也无法有效地评价分析结果这种现象。因此，当企业有了CAE人员之后，就要努力建立企业自己的CAE分析标准。
建立CAE分析标准有两条途径，一是企业通过试验和仿真相互校核，建立相关产品的评价标准；二是利用相关行业已有的经验来辅助建立自己的CAE分析标准。CAE分析标准的建立相当不容易，需要做大量的工作，并且要结合试验结果，这个过程是必须要走的。
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