¬аше окно в мир —јѕ–
 
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

4 €нвар€ 2017

¬клад ANSYS в надЄжность самоуправл€емых автомобилей

–упиндер “ара, главный редактор Engineering.com

–упиндер “ара

ќригинал: Self-Driving Cars Safer by Analysis. ѕеревод ќльги Ћукашенко.
ѕо данным ¬семирной организации здравоохранени€ в автокатастрофах во всем мире ежегодно гибнет 1,25 миллиона человек. ѕосчитайте сами: каждые две минуты кто-то погибает из-за автомашин. Ќо дл€ некоторых среди нас Ч инженеров, старающихс€ спроектировать автопилотируемые машины Ч эта частота не столько впечатл€юща: причина в том, что суммарный километраж пробега между последовательными ƒ“ѕ достаточно значителен.

—огласно недавнему исследованию Randin Ђ¬ождение к безопасностиї, предполагаемое рассто€ние зарегистрированного пробега, достаточное дл€ того, чтобы убедить общественность и законодателей в том, что автомобили достаточно безопасны, составл€ет 14,17 миллиардов км. ƒл€ этого потребуетс€ 400 лет работы сотен автомобилей при езде со скоростью 40 км/ч круглосуточно без перерыва каждый божий день.

Google Ц лидеру дорожно-автодромных испытаний самоуправл€емых автомобилей Ц удалось накатать только 3,22 миллиона км исключительно в режиме автономного управлени€: 6 лет, в течение которых испытываемые автомобили попапи в 14 аварий. Ќе наша вина, утверждает Google. Ћадно, Google, это замечательно. Ќо при таких темпах потребуетс€ свыше 2000 лет, чтобы выйти на отметку 14,17 миллиардов км.

 ак избавитьс€ от безнадЄжных 2000 лет

ќчевидно, что столько времени у нас нет. —андип —овани (Sandeep Sovani), директор по разработкам дл€ автомобилестроени€ в фирме ANSYS (на фото), утверждает, что большую часть всех этих миллиардов километров можно смоделировать. ANSYS самоуправл€емые авто —овани, защитивший докторскую диссертацию в области проектировани€ механических систем в университете Purdue, считает себ€ работающим на стыке автомобилестроени€ и моделировани€. ќн изучал электротранспортные средства и анализировал взаимоотношени€ человека и машины с позиций философии и футурологии.

¬ последние несколько лет —овани зан€лс€ разработкой самоуправл€емых автомобилей. ЂЁто замкнута€ система управлени€, но весьма сложна€ї, Ц говорит —овани. ЂЌа самом деле, это возможно сама€ сложна€ система управлени€ в миреї.

≈сли вы полагаете, что самолеты и космические корабли сложнее, вы ошибаетесь. ¬ открытом космосе относительно немного угроз. ƒаже ситуации, кошмарные дл€ летчиков-истребителей, требуют, скорее, быстрой реакции, а не всестороннего анализа угрозы. «аклинившие шасси Ц это ничто по сравнению с парковкой торгового центра в п€тницу, когда начинаютс€ традиционные рождественские распродажи.

’от€ в самоуправл€емом автомобиле всего только около 12 датчиков: радар, камеры, лидар (LIDAR англ. Light Identification Detection and Ranging Ч световое обнаружение и определение дальности) и пр.), комбинации комплексных входных сигналов и ситуаций, в которых машина может оказатьс€, просто ошеломл€ют.

—истемы дл€ моделировани€ разных сред автомобил€ должны формировать виртуальные деревь€, поребрики и даже людей. Ќужно моделировать услови€, иногда безжалостные, дл€ тестировани€ пределов возможностей профессиональных пилотов-автогонщиков. Ќапример, когда под колесами гоночного автомобил€ оказываетс€ наледь?

—редства ANSYS

’орошо известна€ разработками в области моделировани€ механических систем дл€ автомобилестроени€, фирма ANSYS первоначально предлагала решени€ дл€ деформаций, напр€жени€ и износа кузова и запчастей легковых автомобилей. ѕосле приобретени€ в 2006 году Fluent за 398 миллионов долларов, ANSYS начала анализировать, как автомобили перемещаютс€ в воздушном потоке. ќднако моделирование движени€ машин в потоке транспорта требует профессионального мастерства в другой области: электромагнетизме.

»ндикаци€ близости к другим объектам при движущемс€ автомобиле осуществл€етс€ путем отражени€ от них электромагнитных волн. Ёто то, как работает зрительный аппарат и мозг человека с магнитными волнами в видимой части спектра. » то, что радары, лидары и компьютеры осуществл€ют в остальной части спектра.

Ёлектромагнетизм путем поглощени€

¬ 2008 году ANSYS приобретает Ansoft за 832 миллиона долларов.  омпании практически €вл€ютс€ сосед€ми Ц обе расположены в ѕиттсбурге или его окрестност€х. » благодар€ основной продукции Ansoft (Maxwell и Simplorer) ANSYS мгновенно превратилась в поставщика решений в сфере моделировани€ электроники и электромагнетизма.

¬ то врем€ эти две компании не знали, насколько важным окажетс€ данное приобретение дл€ позиционировани€ ANSYS в плане развити€ самоуправл€емых транспортных средств. ѕутем дополнительных приобретений ANSYS получила инструментарий дл€ проектировани€ и анализа автопилотируемых автомобилей. “ак, в 2012 году Esterel Technologies купили ради программного обеспечени€ SCADE. “еперь ANSYS SCADE разрабатывает управл€ющие программы на базе решений системного проектировани€, основанного на модели (MBSE). SCADE Suite, SCADE Display, SCADE Test и SCADE LifeCycle также будут способствовать дальнейшему проектированию и оптимизации встраиваемых систем, превративших современный автомобиль в компьютерную систему на колесах.

ј приобретение Delcross Technology в 2015 г. состо€лось дл€ получени€ технологии, трансформированной затем в ANSYS HFSS SBR+ (возбуждение и отражение лучей), с помощью которой разрабатываютс€ решени€ дл€ трехмерных антенн и электромагнитного излучени€ от радиолокационных станций.

Ђ оридорї автоматики в јллеганских горах

ANSYS самоуправл€емые авто

¬иртуальное моделирование радара самоуправл€емого автомобил€ в системе обнаружени€ пешеходов на основе HFSS (‘ото предоставлено ANSYS)

ƒл€ радарных датчиков обнаружени€ положени€ соседних машин ANSYS предлагает ANSYS HFSS, название которого расшифровываетс€ как моделирование высокочастотных электронных полей. HFSS, нар€ду с HBR+, обеспечивает трехмерное прогнозирование силы и формы электромагнитных непосредственно при прохождении и отражении от наход€щихс€ р€дом объектов дл€ обеспечени€ адекватного покрыти€ пространства установленными на автомобиле датчиками и отсутстви€ Ђмертвых зонї.

ANSYS Electronics Desktop €вл€етс€ комплексной платформой дл€ анализа электромагнитного излучени€. — помощью обычного интерфейса пользовател€ дл€ первичной и заключительной обработки задействуетс€ комплект инструментов ANSYS из электронных решателей, например, ANSYS HFSS, Maxwell, Q3D Extractor и Simplorer.

ANSYS самоуправл€емые авто

—истемна€ модель автопилотируемого автомобил€ ANSYS Simplorer (фото предоставлено ANSYS)

ѕрограммное обеспечение ANSYS Simplorer позвол€ет примен€ть модельно-ориентированное проектирование в разных отрасл€х, в том числе, промышленном оборудовании, авиакосмической промышленности, электронике Ч и в автомобилестроении. ѕо мнению —овани, Simplorer может служить платформой дл€ моделировани€ транспортных средств. ѕри моделировании самоуправл€емого автомобил€ инженер будет работать в Simplorer, выполн€€ MBSE, а затем с помощью SCADE сможет написать код дл€ установленных на машине управл€ющих программ.

ѕочему ANSYS?

—уществует целый р€д мощных программ моделировани€ автопилотируемых автомобилей, включа€ PreScan от TASS International и CarSim от Mechanical Simulation. Ёто быстро развивающа€с€ область, признаетс€ —андип —овани. „ем же может быть полезна ANSYS?

—овани предполагает, что ANSYS, благодар€ своим сильным сторонам в моделировании Ч анализу конечных элементов (FEA) и вычислительной гидродинамике, в частности Ч занимает хорошие позиции дл€ развити€ аналитики другого рода. ќсуществив сделки поглощени€, ANSYS теперь обладает полным набором инструментов электромагнитного анализа. ѕо мере того, как автомобиль все больше нашпигован электроникой, возрастает важность моделировани€ электронных устройств.

ѕока другие компании предлагают программное обеспечение дл€ моделировани€ самоуправл€емых автомобилей на базе простых аналитических или эмпирических моделей, ANSYS опираетс€ на свое преимущество в области глубокого компьютерного анализа структурных элементов: датчиков, установленных в автопилотируемых автомобил€х.

Ђћы можем точно моделировать и предсказывать параметры датчиковї, утверждает —овани. Ђ— этой целью мы примен€ем FEAї.

ѕриступа€ к работе над самоуправл€емыми авто

√онки (во всех смыслах этого слова) самоуправл€емых автомобилей Ц €вление не новое. ¬ —Ўј правительственна€ организаци€ Ц јгентство по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам в 2004 году поставило задачу, решение которой требовало многомиллионных вложений: автопилотируемые машины должны были пересечь пустыню ћохаве. ’валеные исследовательские группы из  алифорнийского технологического института, университета  арнеги-ћеллон и других учреждений буквально разбивались в лепешку и перегорали, но ни один автомобиль не преодолел и первых 13 км из 177-ми километрового маршрута, что журнал ЂPopular Scienceї назвал катастрофой. ќднако в 2006 году тюнингованный в —тенфордском университете ‘ольксваген Touareg (названный —тэнли) пересек финишную черту после весьма коварных 213 км пути через пустыню, за что был присужден суперприз в 2 миллиона долларов.

— того момента началс€ ажиотаж. —отрудников —тенфордской группы нан€ла Google. ѕример Ђгиганта поисковиков, превратившегос€ в изготовител€ автомобилейї подтолкнул производителей компьютеров (Apple) и даже чипов (NVIDIA) вв€затьс€ в гонку. —тало вдруг очевидным, что машины, с которыми мы росли, св€заны не столько с традиционной технологией поршневого сжати€, сколько с компьютерами и программным обеспечением. ѕочему бы тогда не дать возможность заниматьс€ этим компьютерных компани€м и разработчикам программных средств? „то в последнее врем€ удалось достичь в ƒетройте? ¬се действи€ предпринимались в —иликоновой долине и в технологических зонах и кампусах Ѕостона, и отрасль все больше поворачиваетс€ к п€точку земли в западной ѕенсильвании в северной части јллеганских гор.

ѕланы на будущее

ANSYS самоуправл€емые авто

¬ партнерстве с университетом  арнеги - ћеллон ANSYS планирует в 2018 г. начать работу в новом трехэтажном здании, площадью почти 3000 м², где будут находитьс€ производственные помещени€, лаборатории и аудитории (фото предоставлено ANSYS)

¬заимодействие ANSYS с исследовательскими институтами Ц еще одно указание на то, что ANSYS внимательно следит за потенциальными возможност€ми будущего. ANSYS повезло с географией: компани€ базируетс€ в местечке  анонсбург, штат ѕенсильвани€, поблизости от ѕиттсбурга, где находитс€ университет  арнеги-ћеллон. ¬ этом учебном заведении активно ведутс€ исследовани€ самоуправл€емых автомобилей и поддерживаютс€ тесные св€зи с ANSYS. ANSYS финансирует строительство трехэтажного исследовательского центра площадью почти 3000 м², на первом этаже которого размест€тс€ производственные помещени€. јнонсированна€ цель Ц дать возможность инженерам ANSYS обучать студентов моделированию. ¬ университетах работы в этой области ведутс€, как правило, уже аспирантами и сотрудниками. ќткрытие центра запланировано на 2018 год.

»нтерес ANSYS к моделированию электромагнитных компонентов показывает готовность и способность компании быть в курсе кардинальных перемен в автомобилестроении, которые продолжатс€ в следующие два дес€тка лет, по мере того как автопилотируемые автомобили постепенно станут по€вл€тьс€ и выходить на передний план на наших дорогах.


ANSYS €вл€етс€ спонсором публикации, дл€ подготовки которой был предоставлен доступ к продукции компании и возможности общени€ с сотрудникам. ѕри этом ANSYS не участвовала в работе над содержанием статьи. ¬се мнени€, представленные в статье, €вл€ютс€ авторскими, за исключением цитат.


„итайте также:


¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: ћолоток, лопата и порождающее проектирование
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

¬ы всЄ ещЄ чертите? ќтечественное BIM-проектирование уже здесь! — ≈катерина  увшинова, архитектор, ≈катеринбург (17 июл€ 2017)
isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2017 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.