品牌正再次改變美國市場
福特，驅動力之一
美國汽車制造商福特公司正努力使公司重新回歸到公眾視野中來。今年年初，在密歇根州提爾伯恩，我們與動力總成負責人和專家們進行了交流，以了解福特公司正在發生的變化，及這種變化將如何改變它于100年前福特T型車時開始形成的公司世界觀。
在美國汽車界，福特汽車公司幾乎是一夜之間發生了改變。一個重獲新生和清潔的福特將更加全球化，更加綠色以及更有雄心地以最新的生態技術領導汽車工業。內部人士指出這一轉變的關鍵是首席執行官Alan Mulally的決策，以福特的全球化概念，將福特的區域化方法轉變為全球化方法，并以閃電般的速度將它實現。
“我們的戰略是明確的：提供最佳、新型的充滿駕駛樂趣的汽車，以及它擁有一流的質量及燃油效率”福特的美洲區總裁Mark Fields表示。“另外，我們的整體效益還來自于全新的動力總成、及福特獨有的智能技術與安全性能。”
全球化的車輪正向前行駛
對此，福特公司全球動力總成工程技術副總裁，Barb Samardizch解釋道。“現有的開發團隊針對具體車型，采用LMS工具解決汽車關鍵的NVH問題。為了擁有全球性平臺以及所有的福特汽車都具有唯一的特征，我們必須實現全球化。今天，我們正努力使所有我們的汽車實現同一目標，不論是動力總成的聲音品質，制動感覺或是操控性能。對于任一車型，在任何時刻，我們都能夠使用同一語言進行交流。”
領先于全球的綠色環保需求
這一全新的全球戰略賦予了福特靈活性。隨著油價的飆升，消費者開始對高燃油經濟性汽車產生需求，與此同時福特公司已為此做好準備。
“幾乎是一夜之間，汽油價格達到了每加侖3.50美元，卡車的銷量大幅下滑，大型SUV銷量也大大下降。幸運的是，我們已經擁有了來自歐洲的小型轎車產品；從產品研發線來講，我們的確處于一個良好的狀態，并且對將來的改變有著前瞻性的認識。當然它比我們的預計來得要快。”Barb Samardzich評價道。
EcoBoost的到來
對“綠色”成就做出重要貢獻的是福特全新的EcoBoost引擎技術戰略。通過汽油機渦輪增壓直噴技術，EcoBoost保證提高了20%的燃油經濟性、降低了15%的CO2排放以及比大排量發動機更好的駕駛性能。到2012年，福特公司將在超過80%的北美生產線上裝配EcoBoost。更加清潔以及具有更好燃油經濟性的Duratorq柴油引擎也是我們歐洲戰略的一大組成部分。在美國市場，EcoBoost V6發動機將裝配在福特的2010款林肯MKS以及時尚的福特Flex crossover上。4缸的EcoBoost引擎將于2010年首次在北美及歐洲推出。
EcoBoost的NVH挑戰
與其他的OEM廠商一樣，福特公司已經意識到消費者想要的是小型且具備良好燃油經濟性的轎車。福特公司認為他們已經掌握了適用于渦輪增壓、高扭矩的EcoBoost技術。顯然，這對于消費者們來說是雙贏的：保證具備良好燃油經濟性的同時不犧牲駕駛性能。但是這一技術的轉換意味著亨利福特NVH技術研究員——Abe博士及他在福特高級工程技術中心的團隊，必須解決諸多全新的NVH問題。“人們知道渦輪增壓發動機有著非常不同的噪音特性，Abe博士首先告訴你的是自然進氣式發動機更容易對聲音品質進行調整。對于渦輪增壓的EcoBoost發動機，我們面臨大量的NVH考驗。我們需要確定我們提供的是具備良好聲音品質的動力總成，并同時它具有強有力的聲音，這能使消費者對該引擎充滿信心。”Barb Samardzich補充道。
摒棄舊的NVH手段
傳統上，一個NVH部門對于隔音或振動控制總是依賴于質量較重的材料，但是現在具有良好燃油經濟性和更為輕質的汽車已深入人心，這就迫使NVH工程師尋找全新的方法以替代這些傳統的手段。
“NVH工程師曾有一個慣用的法則：越重越好。如今，我們不得不從依賴較重的隔音材料中走出來，并將習慣于采用更輕的材料以實現振動阻尼、聲音阻隔和吸收。我們需要用更輕、更經濟、更有利于環保的硬件實現更好的NVH特性。”Abe博士說。“采用全新的EcoBoost引擎，其聲音反映出強勁的發動機性能，而且對于習慣了以前發動機聲音的客戶，V8引擎仍具有足夠吸引力”
為全球打造的98g CO2福特Fiesta
消費者要求汽車在具有良好燃油經濟性的同時，也要求它是更“清潔”的，即更少的CO2和NO2排放。混合動力汽車如豐田普銳斯（104g/km CO2)及都市迷你型汽車如Smart (88g/km CO2)已經被很多具有生態意識的消費者所關注。
“消費者正在推動綠色革命。他們需要更多的綠色環保型汽車。我們希望通過走在發展趨勢的前沿來管理我們的業務。這就是為什么排放量達到低于100g CO2的水平對于福特來說非常重要的原因。”Barb Samardzich表示。
自8月以來，福特98g/km的環保型福特Fiesta已在科隆的德國工廠下線。2009年1月在西班牙瓦倫西亞開始生產的福特Fiesta是福特第一輛真正的全球性汽車。福特Fiesta也將在中國、泰國及墨西哥投產。
過多的混合動力宣傳？
在豐田和雷克薩斯高調的市場宣傳下，許多關注環境的消費者現在高度關注混合動力的發展。福特2005年的福特Escape是市場上第一輛帶混合動力的SUV。公司承諾明年將通過引進福特Fusion和Mercury Milan車型以使混合動力車型的數量翻翻。但是許多人開始考慮購買一輛混合動力汽車是否足夠環保？
很明顯混合動力的動力總成能夠應對一些棘手的挑戰，如提高燃油經濟性及更低的排放，但是專家同時指出在這項技術成熟以前仍有一段很長的路要走。
“一個主要的NVH挑戰是發動機驅動和電機驅動間無縫轉換的噪聲和振動。另一個挑戰是在不存在發動機噪聲的情況下電機驅動模式的超低噪聲水平，對于其它噪聲，它起到了重要的遮蔽作用。這對于動力總成噪聲、路噪及空氣動力噪聲來說意味著極為不同的聲音平衡。”Abe博士解釋道。
未來的綠色環保型汽車
大多數汽車專家在這一點上意見一致：即目前討論的混合動力并不是唯一的環保概念。福特正在努力開發一個具有良好燃油經濟性、低CO2和NO2排放的環保型汽車，并結合了汽車業中的混合動力技術。
“身為動力總成的專家，我認為未來是電氣化的。石油作為有限資源，總有一天會枯竭的，提煉石油將變得越來越昂貴，并且石油價格也會繼續上揚。這樣的情況將持續下去，可替換的動力裝置將隨之變得越來越吸引人。”
Barb Samardzich表示，“我認為在2015年左右，我們將在城市中駕駛電動汽車。隨著技術進步和基礎結構的發展，我們甚至可以在將汽車開進一個車站的十分鐘后擁有一個全新的電池組。這不是對未來的想象，也許在未來二十年內就能實現。”
同時Abe博士總結道：“我們對電氣化方面的定位比混合動力發動機廣泛得多。我們在尋找能源回收系統以及不同種類的混合動力及部分混合動力系統。福特的消費者，特別是在美國，期待具有冬季駕駛能力的汽車。所以我們要繼續努力將全輪驅動裝置性能加入到混合動力的變革中來。我們正在探索更廣泛的混合動力和電氣化領域。”
適于工作的NVH工具
福特公司北美區 P/T NVH經理，Mark Stickler談到小調整與大修改之間的不同，以及良好基礎工程的秘密。
如何應對不斷變化的汽車產業以及增長的產品研發任務？
顯然，福特公司正在降低它的工程成本并顯著縮短其產品研發周期。最好的促進方式是擁有出色的NVH工程師及最好的NVH工具以能夠在第一時間設計正確。我們感覺工作啟動的第一年是成功的關鍵。我們采用來自LMS的NVH分析工具是前期成功的一個關鍵性因素。
除了LMS的工具，還有哪些其它的成功因素？
我們也通過利用NVH的設計規則，在真正了解物理特性的情況下做大量的工作以避免出現失敗。我們試圖首先從架構的角度來獲得正確的設計，從這一角度出發的研發工作量要小得多。
為什么要這樣做？
良好的工程是從基礎的物理學以及良好的架構設計工作開始的。這是一個競爭優勢。我認為如今杰出的工程技術公司是快速、高效且靈活的。利用設計實踐及前期使用的分析工具才能具備快速的開發效率。它使得“調整階段”中較小的修改與主要的重新設計相比變得截然不同。
當前您面臨最大的NVH挑戰是什么？
我們的引擎從V8到V6再到I4。每一類引擎都有不同的NVH特性。確定這些引擎所產生的動力如何與車身結構以及車輛平臺相匹配，是一個巨大的挑戰。
那么您如何解釋品牌性的聲音品質呢？
從發動機的觀點出發，聲音必須是優雅的，因此它不能影響到我們品牌獨有的特性。我們必須調整到一個獨特的NVH特性。我們試圖將動力單元設計得盡可能安靜和優雅，然后我們就可以播放 “音樂”了，或者通過發動機設備來調整結構，如排氣裝置、感應器、支架系統等……它就像一個可調諧的管弦樂隊。這里有些基礎的東西可以加到動力單元，使之具有品牌DNA的特性。
LMS如何滿足這樣的要求?
在福特公司，我們正在經歷一場真正的文化變革。我們開發了世界一流的流程以滿足我們苛刻的研發時間要求。顯然，LMS解決方案及分析工具，諸如LMS Virtual.Lab和LMS Imagine.lab，都是其中的一部分，同樣還有測試軟件。我們正在對LMS Test.lab進行一個為期三年的升級計劃。
LMS Test.lab對此有什么優勢？
它在很大程度上滿足了我們在研發時間和成本上的要求。我們現在處于三年升級計劃中的第二年，并且我們也都看到效率獲得了顯著的提高——在一些地方差不多達到50%。獨特的LMS Test.lab升級版僅需一人進行數據采集。這對滿足工程效率目標有極大的幫助。
虛擬仿真技術在福特汽車設計中的作用
從傳統的V型設計流程，到虛擬設計流程的轉變，實際上對所有的汽車制造商來說是一種挑戰。與其它品牌汽車制造商一樣，福特公司已經迅速改進了其產品開發流程，稱為GPSD(全球產品研發系統)，以提高產品開發效率，在滿足高品質標準以及在不超出成本限制的情況下，能夠快速將其產品投放到市場中。動力總成NVH CAE技術經理Mario Felice堅信虛擬仿真技術變革是取得成功的重要因素。
“將CAE技術完全集成到全球產品研發系統中在提高效率方面至關重要，因為它在開發階段早期即可驅動設計優化，并極大地減少設計修改和物理樣機試驗。以往的開發流程是基于試驗的，而全球產品研發系統與此不同，它主要是基于CAE流程的分析評估和設計驗證，并在設計的最后階段進行試驗驗證。”Mario Felice表示。“福特在過去的兩到三年的時間里已經顯著改變了設計流程。我們承諾進行一次技術革命，并且這一全新的全球產品研發系統開發流程已使我們迅速成為全球排名第一的技術中心。”
今天，福特的CAE與CAD人員共同合作，以確保產品滿足所有的設計目標——屬性及功能品質目標——并滿足極短的設計凍結期限。
在設計凍結后，產品部件進入生產階段，此時用硬件進行驗證，同時，CAE技術部也能確保模型驗證。然后，他們就能追溯并汲取設計的經驗教訓，并對下一次的設計流程進行改進。“我們全新的GPDS非常有效。這是一個連續的循環系統，你沒有時間和特權，更容不得無所事事。” Mario Felice說。
過去，CAE設計在福特是一項次要的任務。而今，在產品開發過程中它已變成最首要的任務。CAE技術正驅動設計，并且福特的研發團隊發現需確保團隊中的每個人擁有合適的工具以優化設計并使其具有魯棒性。Mario Felice表示：“特別是作為一個全球性公司，要與其在北美、歐洲和南美的分支共享模型，使用相同的軟件工具和技術顯得尤為重要。在設計的后期，如果我們在比較兩種不同的設計方案A和B時，最好能夠確保員工采用的是相同的軟件進行相同的分析。這是一項真正的挑戰——開發過程中的跨區域溝通和合作。”
作為流程改進的一部分，福特決定在達索公司緊密集成CAE技術的CATIA平臺上實現全球標準化。福特的團隊正著手于將不同的CAE方法及優化技術進行集成和修改，使其與之全球最好的工程經驗相符。對此Mario Felice總結道“今天，設計要經過反復不斷的優化，直到滿足最終的目標。在過去，NVH人員只做NVH，耐久性分析專家只做耐久性方面的工作，工程師們一直致力于集成不同的CAE屬性從而進行魯棒性設計。得益于多領域軟件，如LMS Virtual.Lab和LMS Imagine.Lab，這一切即可實現。”
擺脫繁瑣的轉換
為了應對不同的物理領域，從動力學到液壓及流體方面的各種問題，Mario Felice和他的團隊從1D仿真工具LMS Imagine.Lab AMESim與3D仿真工具LMS Virtual.Lab的強大功能中獲益匪淺。他們利用LMS Virtual.Lab在有限元模型和聲學模型上進行從多體動力學到頻響分析的各種仿真計算，同時也采用LMS Imagine.Lab進行一維的流體動力學仿真分析。對于混合仿真的工程任務，他們通過導入從LMS Test.Lab中得到的試驗數據，創建數值模型進行分析。
“在分析過程中我們節省了大量的時間，因此在時間效率上得到了巨大的回報。現在，我們不必重組數據以及在不同軟件之間進行來回切換，這在以前是完全不可能的，這就像在單行車道上行駛一樣省去了很多麻煩。”Mario Felice說：“在多屬性工程中，你必須用一個優化程序進行多學科優化，這在開發過程中是至關重要的，但最終，用戶關心的不是NVH或是耐久性的問題。他們想要的是安全、安靜以及能夠達到他們所期望性能的產品。新的CAE方法和工具覆蓋了這些屬性，可以為客戶帶來他們所期望的一切。”
對于福特團隊來說，最大的挑戰之一是確保3.5升的EcoBoost V6引擎能與著名且強勁的福特V8引擎一樣可靠。
“EcoBoost的設計嚴格關注于質量，這需要工程技術人員以及供應商具備零缺陷意識。”集團副總裁、全球產品研發部Derrick Kuzak表示。
迄今為止，具有一組直噴雙渦輪增壓的3.5升EcoBoost V6引擎已經在位于密歇根州提爾伯恩的福特動力測試實驗室中經受了超過12000小時的耐久性運行。這相當于消費者駕駛了超過了500,000里或800,000千米的里程。福特嚴酷的測試包括20個功率水平的測試，旨在將引擎推至其極限。測試認定書證實了完整的發動機系統，包括引擎最大轉速和負載、冷卻劑和油溫以及消費者駕駛方式在內的情況下的可靠性。
發動機臺架耐久性測試，旨在再現現實中顧客駕駛工況以及車輛維護的模式。對于這種測試，具有EcoBoost技術的引擎要經受1000次冷啟動，緊接著要在340 lb-ft的扭矩峰值和340hp匹馬力的功率峰值下持續運轉。另外，福特公司建立了大量的渦輪及排氣管CAE模型，以確保EcoBoost技術不僅僅是持久耐用，并且具備了良好的發動機聲音品質。工程師們還進行了排氣系統的不同熱量以及機械疲勞性的仿真，檢驗其缸蓋接口、排氣歧管、三元催化器以及墊圈的工作情況。
福特，驅動力之一
美國汽車制造商福特公司正努力使公司重新回歸到公眾視野中來。今年年初，在密歇根州提爾伯恩，我們與動力總成負責人和專家們進行了交流，以了解福特公司正在發生的變化，及這種變化將如何改變它于100年前福特T型車時開始形成的公司世界觀。
在美國汽車界，福特汽車公司幾乎是一夜之間發生了改變。一個重獲新生和清潔的福特將更加全球化，更加綠色以及更有雄心地以最新的生態技術領導汽車工業。內部人士指出這一轉變的關鍵是首席執行官Alan Mulally的決策，以福特的全球化概念，將福特的區域化方法轉變為全球化方法，并以閃電般的速度將它實現。
“我們的戰略是明確的：提供最佳、新型的充滿駕駛樂趣的汽車，以及它擁有一流的質量及燃油效率”福特的美洲區總裁Mark Fields表示。“另外，我們的整體效益還來自于全新的動力總成、及福特獨有的智能技術與安全性能。”
全球化的車輪正向前行駛
對此，福特公司全球動力總成工程技術副總裁，Barb Samardizch解釋道。“現有的開發團隊針對具體車型，采用LMS工具解決汽車關鍵的NVH問題。為了擁有全球性平臺以及所有的福特汽車都具有唯一的特征，我們必須實現全球化。今天，我們正努力使所有我們的汽車實現同一目標，不論是動力總成的聲音品質，制動感覺或是操控性能。對于任一車型，在任何時刻，我們都能夠使用同一語言進行交流。”
領先于全球的綠色環保需求
這一全新的全球戰略賦予了福特靈活性。隨著油價的飆升，消費者開始對高燃油經濟性汽車產生需求，與此同時福特公司已為此做好準備。
“幾乎是一夜之間，汽油價格達到了每加侖3.50美元，卡車的銷量大幅下滑，大型SUV銷量也大大下降。幸運的是，我們已經擁有了來自歐洲的小型轎車產品；從產品研發線來講，我們的確處于一個良好的狀態，并且對將來的改變有著前瞻性的認識。當然它比我們的預計來得要快。”Barb Samardzich評價道。
EcoBoost的到來
對“綠色”成就做出重要貢獻的是福特全新的EcoBoost引擎技術戰略。通過汽油機渦輪增壓直噴技術，EcoBoost保證提高了20%的燃油經濟性、降低了15%的CO2排放以及比大排量發動機更好的駕駛性能。到2012年，福特公司將在超過80%的北美生產線上裝配EcoBoost。更加清潔以及具有更好燃油經濟性的Duratorq柴油引擎也是我們歐洲戰略的一大組成部分。在美國市場，EcoBoost V6發動機將裝配在福特的2010款林肯MKS以及時尚的福特Flex crossover上。4缸的EcoBoost引擎將于2010年首次在北美及歐洲推出。
EcoBoost的NVH挑戰
與其他的OEM廠商一樣，福特公司已經意識到消費者想要的是小型且具備良好燃油經濟性的轎車。福特公司認為他們已經掌握了適用于渦輪增壓、高扭矩的EcoBoost技術。顯然，這對于消費者們來說是雙贏的：保證具備良好燃油經濟性的同時不犧牲駕駛性能。但是這一技術的轉換意味著亨利福特NVH技術研究員——Abe博士及他在福特高級工程技術中心的團隊，必須解決諸多全新的NVH問題。“人們知道渦輪增壓發動機有著非常不同的噪音特性，Abe博士首先告訴你的是自然進氣式發動機更容易對聲音品質進行調整。對于渦輪增壓的EcoBoost發動機，我們面臨大量的NVH考驗。我們需要確定我們提供的是具備良好聲音品質的動力總成，并同時它具有強有力的聲音，這能使消費者對該引擎充滿信心。”Barb Samardzich補充道。
摒棄舊的NVH手段
傳統上，一個NVH部門對于隔音或振動控制總是依賴于質量較重的材料，但是現在具有良好燃油經濟性和更為輕質的汽車已深入人心，這就迫使NVH工程師尋找全新的方法以替代這些傳統的手段。
“NVH工程師曾有一個慣用的法則：越重越好。如今，我們不得不從依賴較重的隔音材料中走出來，并將習慣于采用更輕的材料以實現振動阻尼、聲音阻隔和吸收。我們需要用更輕、更經濟、更有利于環保的硬件實現更好的NVH特性。”Abe博士說。“采用全新的EcoBoost引擎，其聲音反映出強勁的發動機性能，而且對于習慣了以前發動機聲音的客戶，V8引擎仍具有足夠吸引力”
為全球打造的98g CO2福特Fiesta
消費者要求汽車在具有良好燃油經濟性的同時，也要求它是更“清潔”的，即更少的CO2和NO2排放。混合動力汽車如豐田普銳斯（104g/km CO2)及都市迷你型汽車如Smart (88g/km CO2)已經被很多具有生態意識的消費者所關注。
“消費者正在推動綠色革命。他們需要更多的綠色環保型汽車。我們希望通過走在發展趨勢的前沿來管理我們的業務。這就是為什么排放量達到低于100g CO2的水平對于福特來說非常重要的原因。”Barb Samardzich表示。
自8月以來，福特98g/km的環保型福特Fiesta已在科隆的德國工廠下線。2009年1月在西班牙瓦倫西亞開始生產的福特Fiesta是福特第一輛真正的全球性汽車。福特Fiesta也將在中國、泰國及墨西哥投產。
過多的混合動力宣傳？
在豐田和雷克薩斯高調的市場宣傳下，許多關注環境的消費者現在高度關注混合動力的發展。福特2005年的福特Escape是市場上第一輛帶混合動力的SUV。公司承諾明年將通過引進福特Fusion和Mercury Milan車型以使混合動力車型的數量翻翻。但是許多人開始考慮購買一輛混合動力汽車是否足夠環保？
很明顯混合動力的動力總成能夠應對一些棘手的挑戰，如提高燃油經濟性及更低的排放，但是專家同時指出在這項技術成熟以前仍有一段很長的路要走。
“一個主要的NVH挑戰是發動機驅動和電機驅動間無縫轉換的噪聲和振動。另一個挑戰是在不存在發動機噪聲的情況下電機驅動模式的超低噪聲水平，對于其它噪聲，它起到了重要的遮蔽作用。這對于動力總成噪聲、路噪及空氣動力噪聲來說意味著極為不同的聲音平衡。”Abe博士解釋道。
未來的綠色環保型汽車
大多數汽車專家在這一點上意見一致：即目前討論的混合動力并不是唯一的環保概念。福特正在努力開發一個具有良好燃油經濟性、低CO2和NO2排放的環保型汽車，并結合了汽車業中的混合動力技術。
“身為動力總成的專家，我認為未來是電氣化的。石油作為有限資源，總有一天會枯竭的，提煉石油將變得越來越昂貴，并且石油價格也會繼續上揚。這樣的情況將持續下去，可替換的動力裝置將隨之變得越來越吸引人。”
Barb Samardzich表示，“我認為在2015年左右，我們將在城市中駕駛電動汽車。隨著技術進步和基礎結構的發展，我們甚至可以在將汽車開進一個車站的十分鐘后擁有一個全新的電池組。這不是對未來的想象，也許在未來二十年內就能實現。”
同時Abe博士總結道：“我們對電氣化方面的定位比混合動力發動機廣泛得多。我們在尋找能源回收系統以及不同種類的混合動力及部分混合動力系統。福特的消費者，特別是在美國，期待具有冬季駕駛能力的汽車。所以我們要繼續努力將全輪驅動裝置性能加入到混合動力的變革中來。我們正在探索更廣泛的混合動力和電氣化領域。”
適于工作的NVH工具
福特公司北美區 P/T NVH經理，Mark Stickler談到小調整與大修改之間的不同，以及良好基礎工程的秘密。
如何應對不斷變化的汽車產業以及增長的產品研發任務？
顯然，福特公司正在降低它的工程成本并顯著縮短其產品研發周期。最好的促進方式是擁有出色的NVH工程師及最好的NVH工具以能夠在第一時間設計正確。我們感覺工作啟動的第一年是成功的關鍵。我們采用來自LMS的NVH分析工具是前期成功的一個關鍵性因素。
除了LMS的工具，還有哪些其它的成功因素？
我們也通過利用NVH的設計規則，在真正了解物理特性的情況下做大量的工作以避免出現失敗。我們試圖首先從架構的角度來獲得正確的設計，從這一角度出發的研發工作量要小得多。
為什么要這樣做？
良好的工程是從基礎的物理學以及良好的架構設計工作開始的。這是一個競爭優勢。我認為如今杰出的工程技術公司是快速、高效且靈活的。利用設計實踐及前期使用的分析工具才能具備快速的開發效率。它使得“調整階段”中較小的修改與主要的重新設計相比變得截然不同。
當前您面臨最大的NVH挑戰是什么？
我們的引擎從V8到V6再到I4。每一類引擎都有不同的NVH特性。確定這些引擎所產生的動力如何與車身結構以及車輛平臺相匹配，是一個巨大的挑戰。
那么您如何解釋品牌性的聲音品質呢？
從發動機的觀點出發，聲音必須是優雅的，因此它不能影響到我們品牌獨有的特性。我們必須調整到一個獨特的NVH特性。我們試圖將動力單元設計得盡可能安靜和優雅，然后我們就可以播放 “音樂”了，或者通過發動機設備來調整結構，如排氣裝置、感應器、支架系統等……它就像一個可調諧的管弦樂隊。這里有些基礎的東西可以加到動力單元，使之具有品牌DNA的特性。
LMS如何滿足這樣的要求?
在福特公司，我們正在經歷一場真正的文化變革。我們開發了世界一流的流程以滿足我們苛刻的研發時間要求。顯然，LMS解決方案及分析工具，諸如LMS Virtual.Lab和LMS Imagine.lab，都是其中的一部分，同樣還有測試軟件。我們正在對LMS Test.lab進行一個為期三年的升級計劃。
LMS Test.lab對此有什么優勢？
它在很大程度上滿足了我們在研發時間和成本上的要求。我們現在處于三年升級計劃中的第二年，并且我們也都看到效率獲得了顯著的提高——在一些地方差不多達到50%。獨特的LMS Test.lab升級版僅需一人進行數據采集。這對滿足工程效率目標有極大的幫助。
虛擬仿真技術在福特汽車設計中的作用
從傳統的V型設計流程，到虛擬設計流程的轉變，實際上對所有的汽車制造商來說是一種挑戰。與其它品牌汽車制造商一樣，福特公司已經迅速改進了其產品開發流程，稱為GPSD(全球產品研發系統)，以提高產品開發效率，在滿足高品質標準以及在不超出成本限制的情況下，能夠快速將其產品投放到市場中。動力總成NVH CAE技術經理Mario Felice堅信虛擬仿真技術變革是取得成功的重要因素。
“將CAE技術完全集成到全球產品研發系統中在提高效率方面至關重要，因為它在開發階段早期即可驅動設計優化，并極大地減少設計修改和物理樣機試驗。以往的開發流程是基于試驗的，而全球產品研發系統與此不同，它主要是基于CAE流程的分析評估和設計驗證，并在設計的最后階段進行試驗驗證。”Mario Felice表示。“福特在過去的兩到三年的時間里已經顯著改變了設計流程。我們承諾進行一次技術革命，并且這一全新的全球產品研發系統開發流程已使我們迅速成為全球排名第一的技術中心。”
今天，福特的CAE與CAD人員共同合作，以確保產品滿足所有的設計目標——屬性及功能品質目標——并滿足極短的設計凍結期限。
在設計凍結后，產品部件進入生產階段，此時用硬件進行驗證，同時，CAE技術部也能確保模型驗證。然后，他們就能追溯并汲取設計的經驗教訓，并對下一次的設計流程進行改進。“我們全新的GPDS非常有效。這是一個連續的循環系統，你沒有時間和特權，更容不得無所事事。” Mario Felice說。
過去，CAE設計在福特是一項次要的任務。而今，在產品開發過程中它已變成最首要的任務。CAE技術正驅動設計，并且福特的研發團隊發現需確保團隊中的每個人擁有合適的工具以優化設計并使其具有魯棒性。Mario Felice表示：“特別是作為一個全球性公司，要與其在北美、歐洲和南美的分支共享模型，使用相同的軟件工具和技術顯得尤為重要。在設計的后期，如果我們在比較兩種不同的設計方案A和B時，最好能夠確保員工采用的是相同的軟件進行相同的分析。這是一項真正的挑戰——開發過程中的跨區域溝通和合作。”
作為流程改進的一部分，福特決定在達索公司緊密集成CAE技術的CATIA平臺上實現全球標準化。福特的團隊正著手于將不同的CAE方法及優化技術進行集成和修改，使其與之全球最好的工程經驗相符。對此Mario Felice總結道“今天，設計要經過反復不斷的優化，直到滿足最終的目標。在過去，NVH人員只做NVH，耐久性分析專家只做耐久性方面的工作，工程師們一直致力于集成不同的CAE屬性從而進行魯棒性設計。得益于多領域軟件，如LMS Virtual.Lab和LMS Imagine.Lab，這一切即可實現。”
擺脫繁瑣的轉換
為了應對不同的物理領域，從動力學到液壓及流體方面的各種問題，Mario Felice和他的團隊從1D仿真工具LMS Imagine.Lab AMESim與3D仿真工具LMS Virtual.Lab的強大功能中獲益匪淺。他們利用LMS Virtual.Lab在有限元模型和聲學模型上進行從多體動力學到頻響分析的各種仿真計算，同時也采用LMS Imagine.Lab進行一維的流體動力學仿真分析。對于混合仿真的工程任務，他們通過導入從LMS Test.Lab中得到的試驗數據，創建數值模型進行分析。
“在分析過程中我們節省了大量的時間，因此在時間效率上得到了巨大的回報。現在，我們不必重組數據以及在不同軟件之間進行來回切換，這在以前是完全不可能的，這就像在單行車道上行駛一樣省去了很多麻煩。”Mario Felice說：“在多屬性工程中，你必須用一個優化程序進行多學科優化，這在開發過程中是至關重要的，但最終，用戶關心的不是NVH或是耐久性的問題。他們想要的是安全、安靜以及能夠達到他們所期望性能的產品。新的CAE方法和工具覆蓋了這些屬性，可以為客戶帶來他們所期望的一切。”
對于福特團隊來說，最大的挑戰之一是確保3.5升的EcoBoost V6引擎能與著名且強勁的福特V8引擎一樣可靠。
“EcoBoost的設計嚴格關注于質量，這需要工程技術人員以及供應商具備零缺陷意識。”集團副總裁、全球產品研發部Derrick Kuzak表示。
迄今為止，具有一組直噴雙渦輪增壓的3.5升EcoBoost V6引擎已經在位于密歇根州提爾伯恩的福特動力測試實驗室中經受了超過12000小時的耐久性運行。這相當于消費者駕駛了超過了500,000里或800,000千米的里程。福特嚴酷的測試包括20個功率水平的測試，旨在將引擎推至其極限。測試認定書證實了完整的發動機系統，包括引擎最大轉速和負載、冷卻劑和油溫以及消費者駕駛方式在內的情況下的可靠性。
發動機臺架耐久性測試，旨在再現現實中顧客駕駛工況以及車輛維護的模式。對于這種測試，具有EcoBoost技術的引擎要經受1000次冷啟動，緊接著要在340 lb-ft的扭矩峰值和340hp匹馬力的功率峰值下持續運轉。另外，福特公司建立了大量的渦輪及排氣管CAE模型，以確保EcoBoost技術不僅僅是持久耐用，并且具備了良好的發動機聲音品質。工程師們還進行了排氣系統的不同熱量以及機械疲勞性的仿真，檢驗其缸蓋接口、排氣歧管、三元催化器以及墊圈的工作情況。
浙公網安備: 33028102000314號