Разработка и внедрение технологии виртуального проектирования и компьютерного моделирования перспективных изделий автомобильной промышленности с использованием супер-ЭВМ г. ОАО «КАМАЗ» Разработка и внедрение технологии виртуального проектирования и компьютерного моделирования перспективных изделий автомобильной промышленности с использованием супер-ЭВМ

2 Ожидаемые результаты от внедрения суперкомпьютерной технологии проектирования новой автомобильной техники Сокращение: сроков разработки на 50% сроков постановки на производство на 40% Снижение: себестоимости на 20% энергоемкости на 18% материалоемкости отдельных узлов и агрегатов на 22% Уменьшение затрат на проектирование на 50% ТПП на 25 % Повышение надежности и ресурса в 1,5 раза

Разработка и внедрение технологии виртуального проектирования и компьютерного моделирования перспективных изделий автомобильной промышленности с использованием супер-ЭВМ 3 Направления работ по проекту –Разработка методологии оценки эксплуатационных характеристик автомобиля (характеристики устойчивости, управляемости, плавности хода, опорной проходимости при движении по деформируемому грунту) с использованием компьютерного моделирования –Оптимизация конструкции автомобиля с целью уменьшения массы (работы в рамках данного пункта проводятся по модели автомобиля КАМАЗ-5308) –Исследование и обоснование взрывозащищенности и бронестойкости автомобиля (работы в рамках данного пункта проводить по модели автомобиля КАМАЗ Выстрел ) –Исследование внутренней и внешней аэродинамики автомобиля (работы в рамках данного пункта проводить по моделям автомобилей КАМАЗ-5490, КАМАЗ-5308 и КАМАЗ ) –Исследование элементов конструкции двигателя на основе расчетов внутренней гидродинамики и системы охлаждения, а исследования с целью оценки возможности разработки и практического применения моделей горения топливных смесей

Разработка и внедрение технологии виртуального проектирования и компьютерного моделирования перспективных изделий автомобильной промышленности с использованием супер-ЭВМ 4 Организация работ по проекту «Виртуальный автомобиль» Оформлен приказ по ОАО КАМАЗ 253 от г. «Об организации работ по реализации Госконтракта «Разработка технологий проектирования и имитационного моделирования для суперЭВМ на основе базового программного обеспечения» Сформирована группа по управлению проектом в количестве 8 человек по каждому направлению и рабочая группа в количестве 35 человек из числа квалифицированных специалистов ОАО КАМАЗ для разработки расчетных моделей и проведения комплексных расчетов с верификацией Организована сквозная цепочка проектирования «конструктор-расчетчик-исследователь»

Разработка и внедрение технологии виртуального проектирования и компьютерного моделирования перспективных изделий автомобильной промышленности с использованием супер-ЭВМ 5 Подготовка кадров и получение новых компетенций 1.В июле 2010 г. на первом этапе организовано обучение 34 специалистов ОАО «КАМАЗ» базовому курсу для работы с программами ЛЭГАК-ДК и ЛОГОС. 2.Из числа специалистов НТЦ ОАО «КАМАЗ», прошедших базовый курс, на втором этапе создана группа из 14 человек, прошедших углубленный курс обучения суперкомпьютерным технологиям ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" в г. Саров, а также обучение работе на компактной супер-ЭВМ. 3.Применительно к различным конструктивным элементам автомобиля был сформирован перечень практических задач для их решения с помощью указанных программных продуктов. 4.На основе полученных знаний и опыта организованы расчетные исследования отдельных деталей и узлов автомобиля и двигателя. 5.Кроме того, проведено обучение: -Имитационному моделированию - 4 чел. -Методологии разработки и оптимизации виртуального двигателя и трансмиссии автомобиля с гибридным приводом - 8 чел. -Методологии разработки функциональной модели первого уровня – 8 чел. -Методологии обработки экспериментальных данных и расчету усталостной долговечности 5 чел.

Разработка и внедрение технологии виртуального проектирования и компьютерного моделирования перспективных изделий автомобильной промышленности с использованием супер-ЭВМ 6 «Виртуальный автомобиль» –интегрированная организационно-техническая система, состоящая из комплекса взаимосвязанных систем расчётов, виртуальных испытаний и моделирования процессов производства, обеспечивающая достижение заданных целевых показателей Концепция «Виртуальный автомобиль» на верхнем уровне и на уровне модулей

Разработка и внедрение технологии виртуального проектирования и компьютерного моделирования перспективных изделий автомобильной промышленности с использованием супер-ЭВМ 7 Инструменты виртуального моделирования и верификации расчетных исследований

Разработка и внедрение технологии виртуального проектирования и компьютерного моделирования перспективных изделий автомобильной промышленности с использованием супер-ЭВМ 8 Интегрированный сбор экспериментальной данных для верификации расчетных моделей и виртуальных испытаний Предложения по улучшению В процессе оптимизации конструкции картера моста получено снижение массы на 15%. Данные дорожных измерений Моделирование многомассовых систем Конечно элементная модель автомобиля Стендовые испытания Смещение акцента испытаний от физического к виртуальному

Разработка и внедрение технологии виртуального проектирования и компьютерного моделирования перспективных изделий автомобильной промышленности с использованием супер-ЭВМ 9 Методология функционального моделирования автомобиля

Разработка и внедрение технологии виртуального проектирования и компьютерного моделирования перспективных изделий автомобильной промышленности с использованием супер-ЭВМ 10 Блок-схема расчетной модели ДВС Расчетный блок ДВС представляет собой комплекс информационно взаимосвязанных математических моделей, позволяющих уже на стадии проектирования по заданным конструктивным параметрам провести оценку основных характеристик (экономичности, надежности, срока службы, экологической безопасности) разрабатываемого двигателя.

Разработка и внедрение технологии виртуального проектирования и компьютерного моделирования перспективных изделий автомобильной промышленности с использованием супер-ЭВМ 11 Расчет плавности хода. Расчет тягово-динамических и тормозных свойств. Расчет характеристик устойчивости и управляемости. Расчет характеристик опорной проходимости. Кинематический и динамический расчет механизмов. Оптимизация параметров модулей автомобиля. Согласование расчетных моделей с натурными испытаниями. Имитационное моделирование динамики автомобиля и определение нагрузок в его узлах и агрегатах

Разработка и внедрение технологии виртуального проектирования и компьютерного моделирования перспективных изделий автомобильной промышленности с использованием супер-ЭВМ 12 Расчетно-экспериментальные исследования кабины грузового автомобиля Сравнение экспериментальных и расчётных продольных скоростей и перемещений контрольной точки кабины