南京2021年12月9日 /美通社/ -- 12月8日，2021 世界智能制造大會(huì)在南京國際博覽中心召開，開幕式上，中國科協(xié)智能制造學(xué)會(huì)聯(lián)合體專家委員會(huì)主任、中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)理事長、中國工程院院士李培根發(fā)布了“2021世界智能制造十大科技進(jìn)展”。Altair申報(bào)的“基于多學(xué)科優(yōu)化的結(jié)構(gòu)輕量化正向設(shè)計(jì)方法和流程”榮獲該獎(jiǎng)項(xiàng)。

該獎(jiǎng)項(xiàng)由國際智能制造聯(lián)盟（ICIM）學(xué)術(shù)委員會(huì)和產(chǎn)業(yè)委員會(huì)專家進(jìn)行評選。此獎(jiǎng)項(xiàng)聚焦于智能制造領(lǐng)域科技突破（智能制造裝備與技術(shù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能制造標(biāo)準(zhǔn)），以及智能制造領(lǐng)域重要的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，如應(yīng)用案例、解決方案。Altair提出的基于多學(xué)科優(yōu)化的輕量化結(jié)構(gòu)正向設(shè)計(jì)方法（Altair C123）在概念設(shè)計(jì)階段從粗略到詳細(xì)，從整體到局部，通過不斷對比、優(yōu)化探索設(shè)計(jì)可能性，釋放產(chǎn)品設(shè)計(jì)的創(chuàng)新力和產(chǎn)品力，已經(jīng)幫助國內(nèi)眾多車企實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新的車身結(jié)構(gòu)和減重目標(biāo)。

Altair C123應(yīng)用場景：解決傳統(tǒng)汽車白車身概念設(shè)計(jì)痛點(diǎn)

汽車白車身的概念設(shè)計(jì)是后續(xù)設(shè)計(jì)階段的基礎(chǔ)，較差的概念設(shè)計(jì)方案將會(huì)嚴(yán)重影響詳細(xì)設(shè)計(jì)階段的白車身性能，甚至造成無法補(bǔ)救的結(jié)構(gòu)短板，拖累整個(gè)研發(fā)周期。相反，好的概念設(shè)計(jì)方案能夠減少詳細(xì)設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)變更和迭代時(shí)間，保證白車身的性能目標(biāo)和輕量化目標(biāo)能夠?qū)崿F(xiàn)。傳統(tǒng)上，國內(nèi)缺乏白車身概念設(shè)計(jì)階段的流程和方法，多是通過在競品車或上一代車身的基礎(chǔ)上進(jìn)行漸進(jìn)式修改或創(chuàng)新，這大大限制了國產(chǎn)汽車品牌的創(chuàng)新力和產(chǎn)品力，亟需有效的正向設(shè)計(jì)方法的指導(dǎo)。

Altair C123技術(shù)要點(diǎn)：三階段打通設(shè)計(jì)流程

針對這一現(xiàn)狀，Altair 提出了基于多學(xué)科優(yōu)化的輕量化結(jié)構(gòu)正向設(shè)計(jì)方法（Altair C123）。C123是一套方法論，重點(diǎn)體現(xiàn)的思想是在概念設(shè)計(jì)階段從粗略到詳細(xì)，從整體到局部，通過不斷對比、優(yōu)化探索設(shè)計(jì)可能性，推動(dòng)方案逐漸走向成熟。

C123主要有三個(gè)階段：

一、拓?fù)?/strong>優(yōu)化：通過Altair OptiStruct?進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，使用碰撞工況線性化、MMO多模型優(yōu)化技術(shù)，基于影響整體結(jié)構(gòu)的工況尋找較優(yōu)的傳力路徑。

二、混合模型優(yōu)化：根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)果，利用梁單元、殼單元、剛性單元和質(zhì)量點(diǎn)單元?jiǎng)?chuàng)建低成熟度的混合模型，快速對方案進(jìn)行評估和迭代，確定最優(yōu)的結(jié)構(gòu)布局方案、接頭剛度分布、截面形狀和截面尺寸參數(shù)。

三、整體優(yōu)化：根據(jù)截面優(yōu)化結(jié)果，構(gòu)建詳細(xì)概念設(shè)計(jì)模型，綜合使用拓?fù)鋬?yōu)化、形狀優(yōu)化、尺寸優(yōu)化、自由尺寸優(yōu)化等，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部加強(qiáng)或整體調(diào)整。

Altair C123 優(yōu)化案例

C123的概念和思想同樣可以應(yīng)用于任何復(fù)雜產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)過程，如各類型乘用車白車身、商用車駕駛室、高速列車車廂、飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)，確保結(jié)構(gòu)達(dá)到目標(biāo)性能同時(shí)完成減重指標(biāo)。而且這套方法可以很好地服務(wù)正向設(shè)計(jì)流程，幫助工程師創(chuàng)造出創(chuàng)新性的產(chǎn)品。

Altair C123國內(nèi)外應(yīng)用案例

Altair C123方法在2011-2015年間于歐洲市場眾多整車咨詢項(xiàng)目中逐漸成熟，該方法已應(yīng)用于眾多知名主機(jī)廠的車型開發(fā)中，如奔馳、保時(shí)捷、歐寶、法拉利、CEVT、NEVS等。吉利中歐汽車技術(shù)中心（CEVT）在CMA平臺(tái)開發(fā)項(xiàng)目中使用C123方法，實(shí)現(xiàn)下車體減重7Kg。國能電動(dòng)車（NEVS）在新型電動(dòng)車開發(fā)過程中使用C123方法，實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新的車身結(jié)構(gòu)和減重目標(biāo)。

與此同時(shí)，從2016年開始，中國國內(nèi)一些主機(jī)廠嘗試應(yīng)用這一流程進(jìn)行正向開發(fā)。北汽越野車研究院的歐賀國及其團(tuán)隊(duì)開展了題為“優(yōu)化技術(shù)驅(qū)動(dòng)的輕量化白車身設(shè)計(jì)”的研究（Ou Heguo, et al. Lightweight Body-In-White Design Driven by Optimization Technology[J]. Automotive Innovation,2018,1(3)）。在BJ80白車身開發(fā)中，應(yīng)用C123流程，實(shí)現(xiàn)了比基礎(chǔ)設(shè)計(jì)減輕50.65公斤的創(chuàng)新白車身結(jié)構(gòu)，減重13.3%。廣汽研究院的陳東、趙永宏等應(yīng)用這一流程進(jìn)行了車身結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)。在綜合考慮整體剛度、局部動(dòng)剛度和碰撞性能的情況下，得到了減重10%的白車身結(jié)構(gòu)（陳東等，基于多模型拓?fù)?/strong>優(yōu)化方法的車身結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)輔助工程，2020,29(01)）。