Automation

Siemens, NVH için bileşen model çıkarımını otomatikleştiriyor

Siemens, NVH için bileşen model çıkarımını otomatikleştiriyor

Temel Çıkarımlar

  • Siemens + Bosch, günler yerine saatler içinde engelli-kuvvet modellerini çıkaran tam otomatik bir iş akışı sunar.
  • Frekans-Cevap Fonksiyonları (FRF) ölçüm süresi, geleneksel manuel testlere göre ≈ %93 azalır.
  • Çözüm, engelli-kuvvet çıkarımı için ISO 20270'i izler ve doğrudan Simcenter sanal-prototiplemeye besler.
  • Kalıcı olarak monte edilmiş sarsıcılar, ivmeölçerler ve bir kontrol ünitesiyle donatılmış kendi-kendini ölçen fikstür, operatöre bağlı değişkenliği ortadan kaldırır.
  • Yeniden kullanılabilir, simülasyon-hazır bileşen modelleri, sistem-seviyesi NVH doğrulamasını hızlandırır ve fiziksel prototip ihtiyacını azaltır.

Giriş

Siemens, NVH (Ses, Titreşim, Sertlik) bileşen modellerinin oluşturulmasını otomatikleştiren uç-uç donanım-yazılım paketini tanıttı. Bosch’un predictiveVIA teknolojisiyle birlikte geliştirilen sistem, ISO 20270'e göre engelli-kuvvet çıkarımını endüstriyelleştirerek mühendislerin geleneksel manuel yaklaşımlara kıyasla çok daha kısa sürede sanal testler için yüksek doğruluklu modeller üretmesini sağlar.


Neden Geleneksel Bileşen Karakterizasyonu Bir Darboğazdır

Aspect Conventional Manual Process Siemens-Bosch Automated Workflow
Measurement duration 1 – 3 days per component (≈ 8-24 h of bench time) 2 – 4 h (≈ 93 % reduction)
Operator involvement Highly skilled technician required for set-up, data acquisition, and post-processing Operator-independent; fixture self-measures
Repeatability Subject to human error; variability up to ± 5 % in FRF amplitudes Consistent within ± 0.5 % across runs
Data format Raw data often needs manual conversion before CAE import Direct export to Simcenter Testlab/SCADAS, simulation-ready
Scalability Limited; each new variant requires full re-test Fixture accommodates multiple variants with minimal re-calibration

Manuel yol tipik olarak sarsıcıların tekrarlı montajını, amplifikatörlerin elle bağlanmasını ve sanal-nokta adaptörlerinin titiz hizalanmasını içerir. Bu adımlar sadece zaman tüketmekle kalmaz, aynı zamanda aşağı yönlü simülasyonlarda tutarsızlıklar yaratarak sistem-seviyesi NVH tahminlerindeki belirsizliği artırır.


Otomatik Çözümün Mimarisi

1. Self-Measuring Test Fixture

  • Rigid virtual-point adapters serve as repeatable excitation points.
  • Integrated shakers (max 5 kN, 0-5 kHz bandwidth) and high-resolution accelerometers (≤ 0.01 g noise floor) are permanently mounted.
  • The fixture is calibrated once and remains unchanged for all subsequent component tests.

2. Automation Control Unit

  • A dedicated PLC-based controller drives the shakers through a high-power amplifier (up to 2 kW per channel).
  • Real-time data acquisition is handled by a 24-bit ADC, synchronized with the shaker drive signals.

3. Simcenter Software Stack

  • Simcenter Testlab orchestrates test sequences, performs FRF extraction, and applies ISO 20270-compliant blocked-force calculations.
  • Simcenter SCADAS provides the hardware interface and real-time monitoring.
  • Simcenter for Qsources integrates the generated component models into system-level NVH simulations, supporting both test-based and CAE-based representations of parts such as electric motors, gearboxes, and structural sub-assemblies.

4. Data Flow

  1. Operator selects component variant in the Simcenter UI.
  2. Control unit automatically executes the predefined excitation sweep (typically 20 Hz-5 kHz, 5 dB steps).
  3. FRFs are computed on-the-fly and stored in a simulation-ready database (XML/JSON).
  4. Engineers import the model into virtual-prototype studies without further processing.

Geliştirme Döngüleri Üzerindeki Etki

  • Lead-time compression: Early-stage digital twins can be validated within a single workday, enabling rapid design iterations.
  • Prototype reduction: Siemens estimates up to 30 % fewer physical prototypes for NVH-critical systems, translating into material savings of > 200 kg per vehicle program.
  • Cost efficiency: At an average labor rate of US $80 h⁻¹, the 93 % time reduction yields ≈ US $1,200 saved per component test, not counting downstream simulation savings.

Sonuç

Siemens’in Bosch’un predictiveVIA platformu üzerine inşa ettiği otomatik bileşen modeli çıkarımı, NVH karakterizasyonunu emek-yoğun, hata-eğilimli bir aktiviteden hızlı, tekrarlanabilir ve tamamen izlenebilir bir sürece dönüştürür. FRF ölçüm süresini yaklaşık %93 azaltarak ve ISO 20270 ile uyumlu simülasyon-hazır modeller sunarak, çözüm OEM ve tedarikçileri sanal doğrulamayı hızlandırmaya, prototip sayılarını azaltmaya ve daha sessiz, daha rafine ürünleri pazara daha hızlı sunmaya güçlendirir.

İlgili Makaleler