Aston Martin Red Bull Racing
Automotive & Transportation NX Teamcenter
Aston Martin Red Bull Racing

利用技术保持一级方程式赛道上的竞争优势

米尔顿·凯恩斯, United Kingdom

使用 NX 和 Teamcenter 实现红牛车队赛车的快速设计和开发

Automotive & Transportation NX Teamcenter

利用技术保持一级方程式赛道上的竞争优势

米尔顿·凯恩斯, United Kingdom

使用 NX 和 Teamcenter 实现红牛车队赛车的快速设计和开发

quotation marks 对于我们来说,创新是持续不懈、坚定不移的过程,每场比赛的跑道上都在公开上演这种创新。Siemens Digital Industries Software 作为创新合作伙伴,基于我们的现有知识和技术专业知识,协助构建创新流程,帮助我们进一步提高了效率和可靠性。我们的行业,成败就在一瞬间。 Alan Peasland, 技术合作伙伴关系负责人 Aston Martin Red Bull Racing
挑战
  • 通过开发升级提高每次比赛之间的速度和可靠性
  • 赛季开始前、进行中和结束后永不停息的开发周期
  • 高效管理大量更新
  • 应对一级方程式比赛资源上的限制
成功的关键
  • 在虚拟环境中比实际环境实现更多的设计迭代
  • 开发过程的效率
  • 安全的 Teamcenter 环境保证下游学科对设计几何模型的使用
  • 使用 Teamcenter 管理的数据直接流转至 ERP 系统
结果
  • 设计变更的有效管理,即使变更/升级量明显增加
  • 消除了非增值作业、减少了错误并且实现了最佳质量
  • 所有部门尽早了解设计变更,以便他们做出相应准备和应对
  • 阿斯顿·马丁红牛车队蝉联 2010、2011 和 2012 冠军

Aston Martin Red Bull Racing

阿斯顿·马丁红牛自 2005 年作为车队所有者涉足一级方程式赛事,迅速建立了同时富有创造力和创新精神的团队。车队在 2010、2011 和 2012 年连续夺得车手和制造商的世界头衔。

http://www.redbullracing.com

quotation marks 一级方程式赛车属于复杂产品,在大约 5 个月的周期内开发一辆赛车,作业强度极大,因此 PLM 架构必须极度稳健、高效,并配合世界级人才和高度发达的业务流程。 Alan Peasland, 技术合作伙伴关系负责人 Aston Martin Red Bull Racing
quotation marks 对于我们来说,创新是持续不懈、坚定不移的过程,每场比赛的跑道上都在公开上演这种创新。Siemens Digital Industries Software 作为创新合作伙伴,基于我们的现有知识和技术专业知识,协助构建创新流程,帮助我们进一步提高了效率和可靠性。我们的行业,成败就在一瞬间。 Alan Peasland, 技术合作伙伴关系负责人 Aston Martin Red Bull Racing

可靠性和速度 = 效率

“可靠性至少和速度一样重要,要做到最好,二者缺一不可。”这是阿斯顿·马丁红牛车队经理克里斯蒂安·霍纳 (Christian Horner) 得出的结论。红牛车队显然具备这些特性,它于 2010 年和 2011 年连续同时夺得世界车手和制造商冠军,并于 2012 年再次卫冕。

“赛车出发时位列排位之首、两辆赛车位列第一第二通过终点的比赛项目,这两种情况出现频率的高低明显体现了一致性和质量的水平,实现这一点离不开高度集成和高效 PLM(产品生命周期管理)解决方案的支持,”阿斯顿·马丁红牛车队技术合作伙伴关系负责人艾伦·皮斯兰德 (Alan Peasland) 表示。

获得这种成功,必须为首次比赛设计、建造一辆具有竞争力的赛车,然后通过一系列工程设计升级,不断提高车辆在整个赛季的每场比赛中的表现。

提高性能,或出现在排位的左边

一旦赛季开始,持续的改进成为人人关注的焦点,压力随着车队对分数和排位的争夺而不断增加。阿斯顿·马丁红牛赛车团队明确了解内在驱动的目标:保证可靠性的同时提高车速。例如 2011 年该团队整个赛季提高车速两秒以上。

实现此目标,赛道上和维修站中亮丽的表现需要幕后团队鼎力支持。从概念开始,贯穿设计和仿真,直到制造和装配,开发过程从未停止。

所有工程设计过程的集成至关重要,Siemens Digital Industries Software 解决方案——用于计算机辅助设计/加工/工程 (CAD/ CAM/CAE) 的 NX™ 软件和完整的 PLM Teamcenter® 软件,巩固了该团队的努力。它们的组合已成为阿斯顿·马丁红牛车队的数字化支柱。

在规则范围内突破极限

对性能提高的重点关注促进了大量更新,要实现这些更新,开发过程必须有条不紊、高效并且可以预测。这都要在每场比赛之间实现,需要全局性协调。关键是要不断迭代新想法,选择可以保证改进最大化的解决方案,提交生产实物产品之前尽可能进行虚拟开发过程。

一级方程式比赛资源上的限制是另一项需要应对的挑战。规则限制了赛道上的实际测试;人数与外部开销需要进行权衡;另外,空气动力学分析作业的总数受到限制,要求团队必须在计算流体力学 (CFD) 和风洞测试之间做出选择。一旦虚拟过程与实际情况建立关联并且证明有效,即虚拟过程能够满足对设备、在风洞中和赛道上实际测试的要求,这一切会催生对高效虚拟过程的需求。

有意思的是,即使允许存在大量实际测试,此类低效方法也无法配合能够保证竞争力的创新节奏。此外,车库宵禁政策的推出减少了装配、升级和修理赛车的可用时间。大部分情况下,完整的赛车升级过程初次都是在赛道上进行的。因此维修站人员第一次能否轻松、高效地组装赛车尤为重要。

优化概念

空气动力学优化与性能提升存在直接关联。NX 创建的新零件会先用于开发几何模型,然后在工程团队的 CFD 解算方案中进行虚拟测试,或者使用通过增材制造技术制作的零件在风洞中进行测试。增材制造能够直接使用 3D 几何模型快速制作出等比例的模型零件。空气动力学部门决定外部形式后,零件即可发布用于更详细的设计和验证,检验该设计是否可以制造,并且满足团队关于可靠性和性能准则的要求。

以上过程都是通过 Teamcenter 管理的环境完成的:不同的下游学科都可以利用和开发零件定义,以及用于制造、测试、检查和安装的关联详细信息。如此即可在设计流程的早期对线束等复杂零件进行优化,消除了对实体模型的依赖。

为了最大程度地实现设计概念带来的可能的效率提升,工程师会尽可能在允许的时间内进行最大数量的设计迭代。如果开发组件、装配或系统的虚拟环境可以精确地反应现实世界发生的场景,比如星期五的测试和星期六进行的比赛,工程师就有足够的信心增加对虚拟设计迭代和验证的依赖。这样可以比实际环境实现更多的设计迭代,有了更多的自由,这样达到最佳设计的信心也更大。

实现设计

团队自 2005 年成立以来,相对于设计人员的数量,每年设计变更的数量都在明显增加。工程设计流程的良好管理,对于确保最新信息能否在设计、仿真、制造、检验测试和最后的成品赛车之间正常流转必不可少。

在这一流程中,参赛的完整车辆从工厂到赛道对于团队中的每个人都可见。比如在赛道上,通过 Teamcenter 的可视化功能,可以看见并了解实时更新,这就能辅助装配并解决问题,工人也可以向工厂反馈改进功能的建议。另外,通过 Teamcenter 可以跟踪所有数据,用于和集团企业资源规划 (ERP) 系统共享信息,确保最新零件可以应用正确的材料和工装。此类共享信息的准确性和优化的流程消除了非增值作业、减少了错误并且实现了最佳质量。

尽早预见下一次更新

随着更改和新零件数量的增加,工程设计和制造流程中涉及的每个人能否尽早并且全面了解设计变更也很重要,这样他们就能做出相应准备和应对。使用 Siemens Digital Industries Software 的解决方案,每个人都可以自动根据下一次升级进行设计,并且工作环境既安全又保密。

我们会经常看见,零件加工的同时,NX 已经开始为设计的下一次优化更新加工程序。PLM 环境下进行协同工作,也意味着 CAM 编程人员可以在设计人员开发模型的同时开始任务,从而最大程度地缩短设计到制造的生产周期。

设计人员也会充分利用 NX 高级仿真工具在迭代设计和开发过程中进行零件应力分析。专门的有限元分析 (FEA) 团队与设计团队同步工作,共享相同的 3D 主几何模型。这有助于确保关键组件符合严苛的需求并且尽可能缩短设计时间。开放的 PLM 架构提供的平台能够实现定制自动化和功能强大的集成。

例如,加工设计可以向车间自动提供完整的信息包,具体包括通过 NX 进行集成仿真和验证的加工刀轨、刀具设置表、反馈表、刀具库信息和验证数据。

冷静且计算周密的方法

整个开发过程的效率在逐年提高,可以预见更多的更新将应用于赛车。通过经理、检验人员、机械师的规划,比赛团队在赛道和工厂之间汇报几何模型信息,供应商准备快速和准确的周转,新设计不断成熟,这一过程中都可以进行审核。

”一级方程式赛车属于复杂产品,在大约 5 个月的周期内开发一辆赛车,作业强度极大,因此 PLM 架构必须极度稳健、高效,并配合世界级人才和高度发达的业务流程,“皮斯兰德指出。

他总结道:”对于我们来说,创新是持续不懈、坚定不移的过程,每场比赛的跑道上都在公开上演这种创新。Siemens Digital Industries Software 作为创新合作伙伴,基于我们的现有知识和技术专业知识,协助构建创新流程,帮助我们进一步提高了效率和可靠性。我们的行业,成败就在一瞬间。“

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quotation marks 一级方程式赛车属于复杂产品,在大约 5 个月的周期内开发一辆赛车,作业强度极大,因此 PLM 架构必须极度稳健、高效,并配合世界级人才和高度发达的业务流程。 Alan Peasland, 技术合作伙伴关系负责人 Aston Martin Red Bull Racing