Digitalisatie in de ontwikkelingsfase
Vroeger werden nieuwe onderdelen getest op rijdende prototypes, tegenwoordig worden componenten en nieuwe functies steeds vaker digitaal beproefd. Enkele voorbeelden.
Hybride ontwikkeling
Porsche ontwikkelt simulatie- en testmethoden waarbij nieuwe componenten virtueel getest kunnen worden. Een voorbeeld hiervan is de led-matrix-koplamp die ontwikkeld is in een virtuele omgeving. Met gebruik van 3D graphics werd een realistische rijsituatie met tegemoetkomend verkeer virtueel omgezet. Vervolgens zijn deze beelden geüpload naar een computer die de optimale lichtprojectie berekende en de leds in de koplampen bediende. “In de toekomst kunnen we tal van complexe functies van het voertuig virtueel uitproberen”, zegt Stephan Singer van de afdeling Virtual Testing. Steffen Strebel, van de afdeling Testing and Validation, voegt toe: “Op deze wijze kunnen we bepaalde situaties objectief en meerdere keren testen, die op de openbare weg moeilijk te reproduceren zijn.”
De ontwikkeling van elektrische auto’s brengt tal van innovaties op het gebied van hydride ontwikkeling met zich mee. Een voorbeeld is het thermisch management waarmee de temperatuur van de accu en de elektromotor binnen vastgestelde grenswaarden moet blijven. In het ‘Flow Laboratory’ in Weissach kunnen thermische managementsystemen gekoppeld worden aan digitale prototypes. Via deze hybride ontwikkeling wordt veel tijd bespaard en zijn bovendien minder proefmodellen nodig.
Data-gestuurde ontwikkeling
Hoe gebruiken klanten hun auto? Dat is een vraag waarop de ontwikkelingsafdelingen heel graag een antwoord willen. Ook al is een nieuwe auto met positief resultaat getest op een testbank en op de weg, dan hebben de ingenieurs nog geen informatie over het gedrag van de gebruiker. “Tot nu toe gebruikten we data die gebaseerd waren op ervaringen met oudere modellen,” vertelt Alexander Haug, hoofd Operation Stability of Materials. “Dankzij de Taycan en PDRM wordt dit helemaal anders.”
PDRM staat voor Porsche Driving Reflection Module. Door tijdens het gebruik tal van gegevens te verzamelen kan het gebruik van de auto worden geanalyseerd. De Taycan is uitgerust met high-performance controle-units en een online verbinding. Zo’n 750 verschillende parameters worden verwerkt en regelmatig naar het Porsche Data Lake gestuurd. Met al deze data kan in de toekomst meer worden geleerd over het gebruik van de auto. “Hoe vaak wordt de Sport-knop ingedrukt? Welk rijprogramma wordt het vaakst gebruikt? Deze informatie, verzameld door PDRM, wordt direct gebruikt voor de ontwikkeling van onze toekomstige modellen,” zegt Alexander Haug. Uiteraard kan iedere Taycan-klant er zelf voor kiezen om bij te dragen aan de data-analyse. Hoe dan ook blijft de verstrekker van de gegevens anoniem. “Met PDRM kunnen we alleen zien dat de auto bijvoorbeeld in de file heeft gestaan. Niet waar of wanneer.”
Gesimuleerde entiteit: menselijke modellen
“Met de opkomst van autonoom rijdende auto’s zitten crashtestdummy’s aan de top van hun mogelijkheden”, vertelt Bastian Keding, hoofd van CAE Occupant Protection. “Op het gebied van veiligheid en comfort zijn ze niet meer berekend op onze toekomstige eisen en behoeften.” Zodoende wordt gegrepen naar de digitale wereld. Naast crashtestdummy’s gebruikt Porsche ook ‘menselijke modellen’, zogenaamde THUMS (Total Human Models for Safety). Op basis van zeer nauwkeurige data wordt met deze modellen het lichaam en de biomechanica van een menselijk wezen gesimuleerd, inclusief geraamte, gewrichten, gewrichtsbanden, organen, spieren en zelfs menselijk weefsel. De crashtestdummy is voorzien van acceleratiesensoren, krachtmeetapparatuur en systemen waarmee de impact op bepaalde gebieden van het menselijk lichaam worden gemeten. Er bestaan dummy’s voor frontale, zijdelingse en achterwaartse crashes.
Voor de THUMS is de menselijke anatomie nauwkeurig gekopieerd, zodat bewegingsprocessen onderzocht kunnen worden. Bijvoorbeeld om te kijken wat het effect is van een actief veiligheidssysteem als de noodrem-assistent. Huidige THUMS maken het zelfs mogelijk om het risico op verwondingen te calculeren. Ze zijn van onschatbare waarde voor het berekenen van nieuwe ongeval-scenario’s die met autonoom rijdende auto’s kunnen ontstaan. Op die manier kunnen ze ook invloed uitoefenen op de wetgeving. Organisaties als de Amerikaanse NHTSA en Europese NCAP zijn beide groot voorstander van het gebruik van THUMS.
Virtuele hulpmiddelen in de ontwerpstudio
Pen en papier blijven belangrijke gereedschappen om ideeën te verwerken in een design. Maar door het toenemend aantal interactieve displays in de auto zijn ook nieuwe hulpmiddelen nodig. Met de XPerience Engine beschikt Style Porsche over een tool waarmee de User Experience (UX) veel gemakkelijker kan worden gesimuleerd dan voorheen. Met name voor het interieur biedt dit nieuwe mogelijkheden in de ontwikkeling van User Interfaces (UI) en UX. Met een VR-bril kunnen de ontwerpen al vroeg in het ontwikkelingsstadium in een driedimensionale omgeving worden bekeken. Maar nu kunnen ze ook de functionaliteit van de bedieningsconcepten in virtual reality beoordelen. Het beeld van de VR-bril is bovendien eenvoudig te projecteren op een groot beeldscherm zodat meerdere mensen de presentatie real time kunnen volgen. Het geheel kan verder worden verfijnd door elementen toe te voegen als de bestuurdersstoel, het stuur en de centrale armleuning. Zo krijgt men een realistische impressie van een nieuwe interieurontwerp, tot in de kleinste details.
