Oprogramowanie, które pomaga zwyciężać

W tym roku, jeden z głównych faworytów do zwycięstwa w cyklu wyścigów Formuły 1 zespoł Red Bull Racing jest bardzo blisko osiągnięcia końcowego triumfu. Cyfrowy model bolidu wyścigowego Red Bull Racing, poczynając od specyfikacji projektowych, które spełniają Techniczne Regulacje Formuły 1 kończąc na przestrzennych modelach każdej części, został stworzony przy użyciu oprogramowania NX CAD/CAM/CAE.

System Teamcenter umożliwił współpracę w czasie rzeczywistym i efektywne zarządzanie rozproszonymi danymi. Steve Nevey, Business Development Manager i specjalny gość konferencji Siemens PLM Connection 2010 opowiada o tym, w jaki sposób oprogramowanie Siemens PLM Software pomaga jego zespołowi odnosić zwycięstwa.

 

Pracuję dla firmy Red Bull Technology, która projektuje i wykonuje bolidy Formuły 1 dla zespołu Red Bull Racing. Do moich obowiązków należy budowanie i zarządzanie relacjami ze sponsorami, projektantami i dostawcami po to, by tworzyć najlepsze samochody wyścigowe.

Kluczem do naszego sukcesu jest optymalny projekt samochodów wyścigowych. Około 200 inżynierów konstruktorów wspólnie tworzy części i poszczególne systemy bolidu. Aby wygrać potrzebujemy narzędzi projektowania, które mogą zoptymalizować rozwiązania projektowe i co równie ważne, umożliwiają efektywną interakcję. Rozwiązania PLM od Siemens PLM Software pozwalają nam zarządzać wirtualną współpracą. W zasadzie można powiedzieć, że narzędzia te tworzą naszą cyfrową platformę.

 

 

Po pierwsze, produkty Siemens PLM Software umożliwiają bardzo szybkie projektowanie i rozwój naszych bolidów. Naszą specyfiką jest to, że nie posiadamy produkcji seryjnej. Każdy samochód jest eksperymentalnym prototypem. Im szybciej jesteśmy w stanie modyfikować prototypy, tym szybciej uzyskujemy finalny samochód wyścigowy. Każdy nowy bolid, który tworzymy zawiera wiele udoskonaleń w porównaniu do poprzedniego modelu. Im więcej iteracji możemy przeprowadzić, tym wyższe prawdopodobieństwo, że znajdziemy optymalne, najlepsze rozwiązanie.
 

Do projektowania samochodów wykorzystujemy oprogramowanie NX. Drugim niezwykle ważnym systemem jest Teamcenter. Zapewnia on możliwość zarządzania danymi i gwarantuje, że pracujemy na najnowszych wersjach części czy podzespołów. Rozwiązanie Teamcenter nazywamy cyfrowym kręgosłupem naszego systemu. Nasi eksperci umieszczają w nim wszystkie dane inżynierskie i produkcyjne. Uważam, że jest to najważniejsze narzędzie biznesowe spośród wszystkich, które wykorzystujemy.

 

 

NX 6.

 

 

Brzmi świetnie. Uaktualnianie oprogramowania nie należy do moich obowiązków ale jestem przekonany, że prędzej czy później zaczniemy wykorzystywać nową wersję. Nasza działalność ma charakter cykliczny. Jest czas kiedy możemy nieco zwolnić i wówczas dokonywane są aktualizacje systemów a później następuje gwałtowne przyspieszenie i pracujemy pełna parą.
 

 

 

Obecnie modelujemy niektóre właściwości bolidów takie jak: aerodynamika, dynamika zawieszenia oraz przeprowadzamy analizy strukturalne. Myślę, że podobnie jak wiele innych firm na świecie, staramy się opracować modele, które zawierają wiele podzespołów. Aktualnie koncentrujemy się na narzędziu modelowania, które łączy różne parametry i poczyniliśmy znaczące postępy w tej dziedzinie. Na przykład, w chwili obecnej tworzymy jedynie 10% prototypów w porównaniu z poprzednimi okresami. Mimo to musimy zbudować około 10-20 prototypów fizycznych w celu przeprowadzenia testów. Dziś, w momencie kiedy tworzymy fizyczny model jesteśmy znacznie bliżej końcowego rozwiązania niż byliśmy 5 lat temu.

 

 

Należą do nich materiały kompozytowe głównie ze względu na ich wielowarstwową, niejednorodną strukturę. Nawet podczas testów prototypów fizycznych materiały początkowo wytrzymywały obciążenia by następnie rozpaść się na kawałki. W obszarze aerodynamiki najtrudniejszymi elementami do analizy są podzespoły układu hamulcowego i chłodzenia. Bardzo trudno zamodelować je fizycznie więc narzędzia dynamiki płynów bardzo to ułatwiają.

 

 

Służy on głównie do rozwiązywania zagadnień aerodynamicznych. Używamy go również do przeprowadzania analiz strukturalnych i analiz ruchu pojazdu. Wszystkie te zadania zajmują jedynie malutką część czasu pracy superkomputera. Najczęściej wykonuje on obliczenia aerodynamiczne.

 

 

To zależy od tego jak definiujesz prototyp. Podstawową strukturą jest podwozie, które zawiera kokpit kierowcy zbudowany z kompozytów włókna węglowego. Kokpit jest zintegrowany z silnikiem i skrzynią biegów. W trakcie sezonu tworzymy jedynie pięć takich podwozi. Następnie wprowadzamy wiele zmian różnych elementów podwozia takich jak spojlery przednie, zawieszenie itp. Na każdy tor zakładamy nowy dyfuzor ponieważ znacząco wpływa on na właściwości aerodynamiczne samochodu oraz siłę docisku. Zawsze staramy się stworzyć samochód z najmniejszym prześwitem oraz najbardziej sztywnym zawieszeniem. Potrafimy robić możliwie najniższe samochody zachowując równy prześwit. Nie ma jednoznacznego rozwiązania tej kwestii ponieważ istnieje ryzyko dużych wstrząsów, które mogą spowodować śmierć kierowcy. Porozmawiaj z kierowcami, a z pewnością opowiedzą Ci jak ciężko jest wytrzymać wibracje podczas wyścigów oraz zapewnią, że są gotowi znieść każdy ból jeśli to wpłynie na zwiększenie prędkości.

 

 

Mniej niż 90 kilogramów.

 

 

Tak, choć brzmi to niewiarygodnie.

 

 

Ja też! Czasami wydaje mi się, że silniki wykorzystywane w Formule 1 całkowicie zaprzeczają prawom fizyki. Najbardziej zdumiewające jest to, że działają.
 

 

 

Prawdopodobnie nie, chociaż znam kilku chłopaków, którzy pracują nad stworzeniem samochodu osiągającego prędkość ponad 1000 mil na godzinę. Jest to brytyjski projekt Bloodhound. Myślę, że oni także mają fascynującą pracę. Sprężarka, której używają jest większa niż cały silnik samochodu Formuły 1.

 

 

To długa historia. Kiedy rozpoczynałem moją karierę nawet nie wyobrażałem sobie, że dotrę do Formuły 1. Z wykształcenia jestem inżynierem okrętowym i projektowałem łodzie podwodne. Możesz sobie wyobrazić, co to oznaczało w latach 80-tych. Nauczyłem się projektować okręty na długo przed pojawieniem się systemów CAD/CAM, a kiedy weszły one na rynek byłem jednym z pierwszych, którzy opanowali ich obsługę. Naturalnie stałem się ekspertem modelowania krzywych i powierzchni. W tamtym czasie nie było to łatwe, zaryzykuję stwierdzenie, że projektowanie powierzchni było wtedy prawdziwą sztuką.

Modelowanie powierzchni w przemyśle okrętowym, lotniczym, samochodowym, czy przeprowadzanie analiz łopatek wiików wymaga bardzo wysokich umiejętności. Później dostałem pracę na Uniwersytecie Warwick gdzie wykładałem projektowanie wspomagane komputerowo oraz matematykę stosowaną i właśnie tam poznałem kilku chłopaków z Formuły 1. Zaangażowali mnie do przeprowadzenia analiz nadwozia więc zacząłem modelować powierzchnie dla bolidów Formuły 1. Stopniowo zostałem menedżerem systemów komputerowego modelowania, a następnie zostałem przeniesiony do działu rozwoju biznesu.

 

 

Nie mam co do tego wątpliwości.

 

 

Jesteśmy przekonani, że możemy tego dokonać. Czasami, zaraz po rozpoczęciu sezonu masz poczucie, że szanse na końcowy triumf są niewielkie. W tym roku jest zupełnie inaczej, mamy ogromną szansę na zwycięstwo. Jestem jednak przekonany, że zespoły Ferrari i McLaren powiedziałyby to samo.

 

 

Od szybkiego samochodu. Aby taki zbudować potrzebujemy innowacji i przełomowych rozwiązań inżynierskich. Im więcej iteracji jesteśmy w stanie przeprowadzić, tym większe są szanse na zbudowanie prawdziwie mistrzowskiego bolidu.

 

 

Steve Nevey był gościem specjalnym podczas konferencji Siemens PLM Software „NX 7 – nowe wymiary produktywności”, która odbyła się 25 maja 2010 w Warszawie.
 

Zespół Red Bull Racing zdobył w tym sezonie mistrzostwo świata konstruktorów F1.
Więcej na http://camdivision.pl/red-bull-nx.html