马自达看到了Ansys Speos的光明

By Ansys Advantage Staff

马自达汽车公司于2020年1月30日迎来了成立100周年。自2010年以来，该公司的汽车一直使用其车辆优化平台SKYACTIV进行开发，其中包括许多新技术。该公司积极投资于计算机辅助工程(CAE)，以有效地开发SKYACTIV。Ansys Speos 3D光学分析软件在MAZDA3的内饰和灯光开发中发挥了重要作用，MAZDA3于2019年作为其新一代汽车的第一款车型推出。

ANSYS Speos提供精确的汽车照明评估

在汽车照明技术，设计自由度大大提高，因为过渡到led。在这种转变之前，照明和性能在一定程度上是根据供应商的知识来确定的。供应商会提出一种使用各种工具的新灯具。然而，马自达不知道如何独立判断建议或进行照明分析。马自达还必须确保满足各种法律法规和功能要求。为了向前发展，马自达需要在开发周期的早期评估实际的照明。

马自达内外部部件技术开发团队的技术负责人Minoru Inoue表示:“在碰撞安全和振动噪声等其他开发领域，我们在设计阶段使用了基于仿真的性能验证和基于模型的开发。“同时，在包括灯在内的内外设备的开发中，验证主要是使用实际车辆进行的，因此我们知道我们在光学开发方面远远落后。这就是为什么我们总是想要评估人类的感官，比如感觉舒适和看起来不错，基于物理量来预先加载开发。”

马自达外部部件开发组助理经理Yoshiaki Nakaya补充说:“我们也喜欢Ansys Speos，因为它的模拟使我们能够在一次分析中同时评估不同的物理量——视觉照明评估所需的亮度和满足法律和监管检查所需的发光强度。”

井上说:“马自达仍然支持基于模型的开发，但我们建议在了解零件设计的机制(原理或基础)之后再进行开发——即使是由供应商进行的。”“我准备了一份文件，并向我们组织内的人解释说，这个工具教会了我们技术，并导致了高效的开发。我成功地说服了他们。”

在实施Speos之前，马自达对主要车型概念进行了多次原型设计，在确定开发方向后开始进行详细设计。然后，马自达工程师制作了另一辆原型车，最后利用最终的设计数据制作出了实际的汽车模型。因此，马自达花了很多钱在重复的原型设计上。例如，制造一盏灯的每个模具需要花费几到1000万日元(约合9.5万美元)。

有了Speos，该公司成功地减少了所需的原型数量。平均而言，马自达能够从其生产过程中删除两到三个原型，因为Speos允许工程师发现并纠正设计中的问题。

Nakaya说:“例如，在计算机辅助设计(CAD)数据中很难发现最终照亮了你想要照亮的区域之外的光泄漏，即使是经验丰富的工程师有时也会忽略它。”“然而，在Ansys Speos模拟中，我们可以从不同的角度检查这种错误。现在几乎没有泄漏，从而减少了返工。”

Ansys Speos用于马自达汽车公司的内部和外部照明模拟。该公司使用基于模型的开发方法减少了原型，节省了时间并降低了成本。Speos还提供了一种量化用户体验的方法，这证明了工程变更订单的合理性，并提高了工作流程的效率。

量化人类感官以获得最佳用户体验

马自达汽车测试与研究部门进行实验和研究，而工艺开发小组研究人体，感官，识别和表情，以解释展示设备的可见性和纹理等细节。

masami Yonezawa是马自达工艺开发小组的高级专家，在Speos推出时负责防眩光的开发。她的团队之所以选择Speos，是因为它有阳光刺眼的问题。一些车型的中央百叶周围镀银的部分会反射太阳光，这会在驾驶时造成眩光。为了解决这个问题，需要改变镀件的形状，这导致了大约1000万日元的额外费用来修改模具。在其他模型中也发现了同样的症状，因此研究小组不得不在修改模具之前采取一些措施。

经验丰富的工程师根据他们的经验重新设计了镀件，因此没有量化的数据来显示人眼有多少光线令人眼花缭乱。即使是评估眩光的专家，如Yonezawa，也只是目测而无法量化。该公司想要一种测量眩光的方法。

Speos符合马自达设定的三项评估标准:

• 准确分析光量和波长
• 准确分析反射特性
• 再现和量化在两个维度的亮度分布

Yonezawa说:“我们的传统工具将设计样式和设计划分产生的3D数据转换为另一个文件，因此当我们制作网格时，它会导致精度下降。”“由于Ansys Speos允许我们使用我们的3D CAD产品作为附加组件，我们可以在不牺牲精度的情况下进行模拟。这是我们喜欢的关键方面之一。”

Yonezawa的团队还在研究另一个问题:车内部件在挡风玻璃内部的反射使驾驶员很难透过挡风玻璃看到东西。由于无法定量地展示设计问题，米泽很难让设计师理解改进的必要性。然而，Speos允许定量照明分析，她可以用它来要求设计师改进。

在马自达3的车灯和内饰设计上，宝马主动使用Speos。在宣布发布时为全球记者举行的试驾中，司机们指出，MAZDA3有清晰的视野。

左起:Asami Yonezawa, Yoshiaki Nakaya和Minoru Inoue在马自达汽车公司实施Ansys Speos内部和外部照明模拟。

更有效的供应商关系

自推出Speos以来，马自达与供应商的业务关系发生了变化。在过去，马自达使用单向开发过程的灯。例如，公司将向供应商提供设计概念和照明图像，以便他们根据自己的知识提出建议。今天，马自达不参与详细设计，而是进行模拟，并向供应商提出自己的建议。

Nakaya说:“它与传统开发风格的不同之处在于，我们可以在灯周围的区域尚未设计的阶段准备一个概念，这导致了成本优化。”例如，马自达的工程师可以使用仿真来优化汽车照明支架的设计，以实现量产，从而节省时间和金钱。

供应商似乎也喜欢这种关系的改变，因为在早期阶段确定规格并准备双方的最佳设计可以导致更有效的开发。马自达目前正在采用一种开发流程，通过在工程师和供应商之间实时共享相同的视角，在他们一起使用Speos进行模拟时，快速确定规格。

Speos不仅改善了马自达与其供应商之间的沟通，而且公司内部设计和开发部门之间的沟通也得到了改善。

Yonezawa表示:“很难用语言解释车辆还能改进多少，但用Ansys Speos将其可视化很容易说服设计师。一旦满意，设计师就愿意接受设计的改变。这甚至可以在不制作实际产品的情况下实现，这是一个巨大的优势。”