Case Study Karma Automotive

Firma Karma Automotive zoptymalizowała projekt elektryczno-hybrydowego sedana, poprawiła parametry NVH i skróciła czas wprowadzenia produktu na rynek, łącząc testy i symulacje w środowisku Simcenter oraz zarządzając projektem przez Polarion ALM.

Projektując nową wersję luksusowego sedana elektryczno-hybrydowego, Karma Automotive stanęła przed wieloma wyzwaniami – od optymalizacji parametrów NVH, przez ograniczenie liczby iteracji projektowych, aż po potrzebę usprawnienia współpracy między zespołami. Dzięki cyfrowemu podejściu opartemu na rozwiązaniach Simcenter i Polarion ALM, kalifornijski producent nie tylko spełnił ambitne cele techniczne, ale też znacząco skrócił czas wprowadzenia nowego modelu na rynek.

Opracowanie projektu luksusowego, sportowego sedana z napędem elektryczno-hybrydowym

Optymalizacja projektu pod kątem NVH (Noise, Vibration, and Harshness)

Zmniejszenie liczby koniecznych iteracji projektowych

Cyfryzacja procesu projektowego dzięki zastosowaniu modułów projektowych, testowych i symulacyjnych z portfolio Simcenter

Prowadzenie symulacji i testów w jednym środowisku

Wdrożenie rozwiązania do zarządzania cyklem życia aplikacji Polarion ALM w celu monitorowania i dokumentowania rozwoju oprogramowania pojazdu

Usprawnienie procesu projektowego

Poprawa parametrów NVH przy minimalnej liczbie iteracji projektowych

Poprawa przepływu informacji dzięki prowadzeniu testów i symulacji na jednej platformie

Lepsza współpraca między zespołami i działami dzięki uproszczonej wymianie danych

Karma Automotive to kalifornijski startup, który przejął aktywa po nieistniejącym już Fisker Automotive. Firma zachowała charakterystyczny dla projektów swojego poprzednika atrakcyjny włoski design, stawiając sobie za cel znaczne ulepszenie parametrów technicznych. Rezultatem jej działań w ramach opisywanego projektu jest stworzenie udoskonalonej wersji luksusowego sedana elektryczno-hybrydowego Fisker Karma, który w przeważającej części zachowuje oryginalny styl nadwozia i wnętrza oryginału, ale od pierwowzoru odróżniają go liczne usprawnienia i innowacje technologiczne. Mając świadomość, że w świecie startupów branży automotive rzadko ma się drugą szansę, przedsiębiorstwo Karma Automotive postawiło w toku procesu projektowego na rozwiązania, które pozwoliły otrzymać dobre wyniki za pierwszy razem i skrócić w efekcie czas wprowadzenia produktu na rynek.

W przypadku samochodów elektryczno-hybrydowych głównym wyzwaniem inżynierskim staje się dziś kwestia hałasu i wibracji – NVH. Z jednej strony nie ma wciąż wzorców tego, jak powinien brzmieć silnik elektrycznego samochodu sportowego. Z drugiej strony brak efektu maskowania przez hałas silnika spalinowego innych dźwięków – jak hałas drogowy lub odgłosy systemów HVAC – sprawia, że są one znacznie bardziej zauważalne. Co więcej, wysiłki zmierzające do optymalizacji NVH mogą przynieść efekt przeciwny do zamierzonego – szczególnie jeśli mają negatywny wpływ na inne atrybuty, takie jak masa, wytrzymałość, trwałość pojazdu i komfort jazdy. W tym kontekście korzystanie z testów i symulacji (czasami jednocześnie) jest niezbędne do odnalezienia odpowiedniego balansu. Karma zrozumiała to na samym początku projektu.

Proces projektowy starano się zorganizować tak, aby zminimalizować lub całkiem wyeliminować konieczność wprowadzania w fazie walidacji kosztownych poprawek. Jako podstawowe narzędzie realizacji tego celu Karma wybrała oprogramowanie Simcenter™ 3D. Łącząc wszystkie niezbędne rozwiązania, solwery i moduły symulacyjne, pozwala ono na optymalizację zróżnicowanych atrybutów pojazdu.

Podstawą pracy zespołu Karma Automotive było wykorzystanie hybrydowej metody modelowania w środowisku Simcenter 3D. W tym podejściu komponenty są modelowane za pomocą modułu 3D CAE, korzystającego z dokładnych, zredukowanych reprezentacji uzyskanych wyników testów. Oprócz oprogramowania Simcenter 3D CAE, do przeprowadzenia testów NVH wybrano oprogramowanie Simcenter Testlab™ i Simcenter SCADAS. Płynne połączenie tych narzędzi umożliwiło pokrycie szerokiego zakresu testów, takich jak:

eksperymentalna analiza modalna,

gromadzenie danych operacyjnych,

ocena jakości dźwięku.

Inżynierowie Karma Automotive szczególnie docenili możliwości przeglądania danych w środowisku Simcenter Testlab, które pozwoliły spojrzeć na te same dane z wielu perspektyw.

Testowanie okazało się ważne nie tylko na etapie analizy porównawczej, ustalania celów projektowych i walidacji wydajności prototypu. Odgrywało również kluczową rolę w wykorzystaniu pełnego potencjału symulacji. W sytuacji, gdy niektóre komponenty były nadal w fazie rozwoju i badania w Simcenter 3D, a inne części już istniały jako prototypy, walidacja oparta na testach w Simcenter Testlab miała ogromne znaczenie dla szybkości i dokładności procesu projektowego.

By sprawy nie wymknęły się spod kontroli, jednoczesna obsługa i rozwój funkcji oprogramowania w wielu działach i zespołach wymaga skutecznego narzędzia do śledzenia przepływu informacji i zarządzania danymi. Odpowiedź na to wyzwanie w przypadku Karma Automotive stanowiło oprogramowanie Polarion ALM™.

Polarion płynnie współpracuje z oprogramowaniem Simcenter, które było używane w Karma Automotive do optymalizacji NVH i równoważenia poszczególnych atrybutów pojazdu.

Karma Revero – bo tak nazywa się zmodernizowany Fisker Karma – spełnia oczekiwania pod względem ekonomiki projektu. Robi to w sposób przyjazny dla środowiska i przyjemny akustycznie. Korzystając z Simcenter przez ponad cztery lata, Karma wykroczyła poza optymalizację NVH i usprawniła cały proces rozwoju produktu. Połączenie testów i symulacji na jednej platformie w wyjątkowy sposób ułatwiło współpracę między zespołami i działami dzięki usprawnionej wymianie danych. Firma pokazała, że odpowiednie połączenie testów i symulacji pozwala inżynierom sprawnie budować model symulacyjny jak najdokładniej odzwierciedlający rzeczywistość, a w efekcie osiągać w krótkim czasie dobre parametry NVH i wysoką wydajność pojazdu.