无人驾驶汽车将如何改变设计

自动化车辆（AVS）将扰乱机械工程师与同龄人合作的方式以及它们如何共享设计信息。这是你能期待的。

吉恩·蒂尔曼，高级编辑

明天的车辆将电气化，连接，并将包括许多自动化功能，包括在他们自己的道路上导航道路的能力。没有驾驶员的干预。

换句话说，他们将是由机电一体化，传感器，雷达，自动化功能和许多其他特征组成的令人难以置信的复杂系统。而且，与近年来介绍的其他令人难以置信的复杂系统一样，他们会扰乱机械工程师与对同龄人合作的方式和共享设计信息。

自动化车辆（AV）的年龄，也被称为无人驾驶汽车，在我们身上，WSP的斯科特Shogan表示，工程公司WSP的斯科特·斯科文（Scott Shogan），连接和自动化车辆领导者。

Shogan表示，政府官员和行业领导人预计AVS将开始在未来十年内前往未来十年内的美国街道。追随当地，国家和国际一级的AV趋势。

AVS可能不会是您可能想象的个人，无人驾驶的汽车，他们可能会采取共享汽车或小型公共汽车的形式，可以在您家中接送您。Shogan说，无人驾驶车辆将从您的门口到最近的自动化巴士站或火车站，以便在无人驾驶通勤中继续您。

虽然AVS可能尚未在现场，但今天越来越普遍的连接的车辆-AVS表兄弟。它们包括高级驾驶员的辅助系统等功能，带有车道定心，自适应巡航控制和转龙检测，特别是在特斯拉车辆上看到。

Shogan说，这些功能都不能让汽车自动驾驶，但它们确实可以帮助司机避免撞车。

电动汽车的发展已经开始了。Shogan表示，通用汽车已宣布将于明年在三个地点推出自动驾驶出租车。“我们不知道他们会是什么样子。但它显示出事态发展的速度有多快。”

Shogan说，沃尔沃宣布将在未来几年停止生产内燃机汽车。

奥布莱恩说，目前市场上已有大约350种电动汽车。“这些电力系统的复杂性已经大幅增加，”他补充道。

未来的电动汽车将使用传感器来收集有关车辆周围世界上发生的内容的即时信息，以帮助自动化系统进行分运第二决定。

它们还将比现在的汽车增加40%的硬件，并具有当今汽车所没有的安全、保障和电力需求。

设计系统

正如您所希望的那样，与今天设计的非自动化和非连接的车辆相比，自动化车辆设计是不同的球。Shogan说，无论是连接还是自动化，这些车都可能会在电动平台上建造。

设计自动驾驶汽车和其他新型、复杂的机器，如协作机器人，需要工程师之间的密切合作，他们必须采用“系统工程”方法进行设计、验证、测试和原型制作，Mentor公司集成电气系统部门副总裁马丁•奥布莱恩(Martin O 'Brien)表示。Mentor公司为电子设计开发软件。

他说，就像Cobots一样，AVS将包括电气，机械和软件系统以及提供关于车辆周围世界的反馈的传感器。

奥布莱恩说，虽然CAD在自动化车辆（AV）设计中有一个在自动化车（AV）设计中，CAD模型是构成较大设计系统的所有型号的一部分。CAD模型成为基于模型的系统工程过程的一部分，

这是一种基于创建和交换模型而不是该文件的系统工程方法。

奥布莱恩说，像AVS这样的复杂机器中的所有系统都需要旨在一起工作。因此，为系统工程方法共享软件和机电型号。

他说，系统建模方法允许工程师将多个域中的所有知识汇集在一个地点中。

“曾经彼此独立测试的系统现在如此紧密地集成，我们必须同时参与所有系统并测试它们，”他说。“电气系统必须在软件系统和整个3-D系统的上下文中设计。”

认识到这一点，工程软件制造商越来越多地创建了能够帮助在工程 - 电气，机械和软件中开展AVS的设计的软件。

该软件描绘了所有这些功能将如何在现实的操作机器中一起使用。当数字系统全部运行时和以预期的方式运行，开发人员通常将产品模型称为数字双胞胎。

例如，SimCenter 3D来自Siemens PLM软件，允许工程师创建模型来连接他们的设计，并在这些设计上进行1D仿真，测试和数据管理功能，称为全球营销副总裁Dave Taylor表示。

虽然解决方案与机械创建侧的Siemens NX CAD软件相关联，但它可以从任何CAD源导入几何图形，并为一系列多体仿真准备分析模型，包括有限元，边界元素，计算流体动力学和多体动态，泰勒增加了。

他补充说，通常公司会使用其产品生命周期管理系统来协调各种应用程序的工作。奥布莱恩说，以西门子为例，来自西门子的Teamcenter PLM可以用来协调使用西门子NX软件创建的机械设计，以及使用西门子公司Mentor的Capital电气设计软件创建的电气设计。

一旦它符合每个人的规格，整个系统的模型 - 在这种情况下整个AV - 成为数字双胞胎，用于几乎测试AV。由于数字双胞胎模拟机器如何运行，因此工程师能够在生产昂贵的产品之前找到和修复设计问题。

这就是数码双胞胎的用武之地。数字双胞胎将这些模型连接起来，专注于产品的一个方面或整个产品。

当CAD模型是数字双胞胎的一部分，因此构成了电气和软件系统的模型。O'Brain说，传感器信息也被纳入数字双胞胎中。

他补充说:“开发功能双胞胎是一项系统集成任务。”“基于模型的工程对于将功能、设备和信号整合到平台上取得成功至关重要。”

泰勒说，SimCenter允许工程师在域中分享他们的模型，以创建用于数字双胞胎的产品的系统范围仿真。

奥布莱恩说，数字双胞胎越来越多地用于测试，因为构建一个原型来测试AV或协作机器人等复杂机器的所有功能通常是不可能的。

“多物理模拟对于自动车辆至关重要，数字双床可以推动数十亿虚拟英里，我们的解决方案可以预测现实世界中会发生什么，”Hemmelgarn增加。

AV的某些部分不需要系统工程方法。

例如，当电动和软件等其他方面不在播放时，CAD在汽车行业中的工作方式仍然是设计过程的一部分，例如，对于在AV内部发现的功能。

当然，车辆的内部看起来比今天的内容不同，因为不需要方向盘，或者真的，驾驶员的座位。为了节省车辆的隔间内的空间，骑手可能会互相坐在彼此，或者他们可能不会坐在那里，谢泼说。

但座位仍然是一个座位。和机械工程师将被要求使用他们的CAD系统进行座椅设计。

也许一些AVS的内部将看起来像机场的火车，即码头之间的乘客之间的乘客：他们将在周边附近包括一些座位，尽管大多数AV的居住者将仍然站在短途跋涉。

在正确的轨道上

但是，测试和验证AV设计超出了数字双胞胎。测试AV需要用现实寿命发生。

安全验证必须包括三种方法的结构化组合：测试数字双胞胎，在美国移动中心建筑和基础设施发展副总裁Mark Chaput上测试了数字双胞胎，并在实际路上测试它。ACM）在MICH的Ypsilanti镇。

密歇根中心是一个自动驾驶汽车试验场，可以安全地测试这项技术。美国运输部在2017年指定了10个这样的地点。经过一段测试期后，这些站点的官员将分享安全测试和操作自动驾驶汽车的最佳做法。Chaput说，这些信息将使参与者和公众了解自动驾驶汽车，并将加快安全部署的步伐。

ACM是一个开放的轨道，即公司独立地测试其AVS。AVS可以在街道上的证明场地运行，因此工程师可以获得传感器反馈，当然，完善他们的车辆。

证明场是必要的，因为这些原型需要在封闭的环境中进行测试。

“你将无法以传统方式发展这种技术，”Chapaut说。“车辆制造商需要在AVS周围测试世界的看法，传统的汽车证明场所没有为此。”

他补充说，需要在数百万英里进行测试车辆以验证其所有技术功能。“例如，AV制造商奇迹如何将LIDAR和雷达集成，并且许多传感器需要自动将道路进入其AVS，”他说。

LIDAR允许AVS计算到对象的距离。它通过用脉冲激光照射目标来测量距离并用传感器测量反射脉冲。

5月，ACM引入了Prescan，这是西门子模拟和测试解决方案SimCenter套件的一部分。该程序用于物理和虚拟测试和验证自动驾驶汽车和联网车辆。

它基于物理原理，对自动驾驶汽车可以自动驾驶的潜在驾驶场景和交通状况的原始传感器数据进行模拟。通过运行这些类型的测试和模拟，开发人员可以更好地了解如何在他们的车辆上定位激光雷达和雷达，以及改进设计的许多其他方面。

Chaput说，当AV原型准备好，它可以在现实生活中在现实生活中进行测试，该路线包括氧化率，路克斯 - 基本上在驾驶道路上驾驶时发现的一切，包括自行车和行人。

当无人驾驶汽车最终成为公共领域的一部分时，你就会知道时间、承诺、协作以及许多测试和验证场景，这些都是安全创造的内容。

西门子PLM软件
www.plm.automation.siemens.com.

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提交：3D CAD世界那汽车
标记：Siemensplm.

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