Fahrzeugentwicklung mit Modellierung auf Systemebene

In allen Branchen werden ständig Innovationen verlangt und neue Produkte müssen immer höhere Leistungsstandards erfüllen, ohne dass sich dadurch die Zeit bis zur Markteinführung verlängern darf. Am deutlichsten zeigt sich das wahrscheinlich in der Automobilindustrie, wo verschiedene Technologien nahtlos ineinander fließen müssen, wenn ein Produkt Erfolg haben soll. 

Bei China Euro Vehicle Technology (CEVT) werden neue Entwicklungstechniken ersonnen, um neue Technologien in PKW einzubringen und eine erfolgreiche Integration der vielen verschiedenen Systeme in modernen Entwicklungen zu gewährleisten.

Eine der fortschrittlicheren Technologien für die heutige Automobilentwicklung ist die Modellierung auf Systemebene, bei der mit Spezialsoftware die verschiedenen Wechselwirkungen in einem Gesamtsystem modelliert werden. Mit Hilfe der Modellierung auf Systemebene erstellt Michael Palander, ein Ingenieur bei CEVT, eine leistungsfähige Test- und Simulationsplattform, um die Funktionalität der neuen Automotive-Technologien in frühen Stadien des Entwicklungsprozesses zu überprüfen. Wegen seines Modelica-Standards zur Systemmodellierung von Komponenten hatte das Team entschieden, MapleSim als Werkzeug zur Modellierung und Simulation für ihre größere Simulationsplattform zu testen.

Ziel des Teams bei CEVT ist eine leistungsfähige Simulationsplattform zur Validierung einer Vielzahl verschiedener Entwicklungskomponenten, von Software-Controllern bis zu einzelnen Hardware-Subsystemen, in sog. „In-the-Loop“-Simulationen. Für diese Art von Simulationen müssen die Modelle auf Systemebene nicht nur äußerst detailliert sein, sondern sich auch für den Einsatz auf Testplattformen in Echtzeit sehr recheneffizient ausführen lassen. Sie haben MapleSim gewählt, weil es effizienten und ohne Lizenzgebühren nutzbaren Code erzeugt, der in Echtzeit ausgeführt werden kann.

Um die typischen Verzögerungen bei der Einführung eines neuen Modellierungswerkzeugs zu vermeiden, hat das Forschungsteam bei Chalmers sich für kundenspezifische Schulungen durch Maplesoft Engineering Solutions entschieden. Während eines dreitägigen Schulungsprogramms haben die Experten von Maplesoft direkt mit dem Forschungsteam zusammengearbeitet und ihnen beim schnellen Einstieg in MapleSim geholfen. Das Team konnte die Grundlagen der Modellerzeugung sehr schnell durcharbeiten, bevor es mit der Schulung zu ihren speziellen Projektanforderungen weiterging, einschließlich der Codeerzeugung, des Exports der Modelle in den FMI-Standard (Functional Mock-up Interface) und der Erstellung benutzerdefinierter Komponenten für spezielle Entwicklungen. „Der Einstieg in MapleSim ist besonders einfach“, bemerkte Palander, als er sah, wie sein Team die entwicklungsspezifischen Bedürfnisse bei der Modellierung sehr schnell in den Griff bekam.

Dank der Zusammenarbeit mit den Modellierungsexperten von Maplesoft konnten die Teams bei Chalmers und CEVT sehr einfach und effizient ausführbare Prozesse zur Integration von MapleSim in ihre eigenen Werkzeuge, zum Beispiel ihre Simulationsplattform CarMaker, entwickeln. Sie setzen MapleSim nun ein, um Fahrzeugmodelle zu erstellen und in FMU (Functional Mock-up Unit) zu exportieren, die sich in ihre übrige Werkzeugkette einbinden lassen. Die Schulung hat den Ingenieuren und Forschern außerdem Techniken zur Optimierung der Modelle in MapleSim vermittelt, sodass sie schnelle Iterationen bei Entwicklungskonzepten vornehmen konnten, bevor sie die Tests auf ihre In-the-Loop-Simulationsplattformen übertragen haben.

Der Ansatz von CEVT bei der Bewertung von MapleSim und die Schulung als Team zur Modellierung auf Systemebene ist ein Zeichen ihres Engagements bei neuen, innovativen Ansätzen in der Fahrzeugentwicklung. Mit der Integration leistungsfähiger Werkzeuge zur Modellierung auf Systemebene, wie MapleSim, behauptet CEVT seine Position als führende Einrichtung bei virtuellen Entwicklungstechniken. CEVT hat durch den Einsatz von Maplesoft Engineering Solutions außerdem dafür gesorgt, dass die neue Software so schnell und wirtschaftlich wie möglich getestet werden konnte. Palander ist überzeugt, dass das Projekt von CEVT zur Modellierung auf Systemebene mit Hilfe von MapleSim auf dem richtigen Weg ist: „Ich bin absolut sicher, dass wir damit Erfolg haben werden.“