Toyota nawiązała współpracę z wiodącymi przedstawicielami japońskiej branży motoryzacyjnej, aby wspólnie spopularyzować technologie wirtualnego projektowania samochodów oraz komponentów do nich (Model-Based Development, MBD). W tym celu powstała nowa organizacja Japan Automotive Model-Based Engineering Center (JAMBE). Jest to kolejna inicjatywa Toyoty, która przenosi do świata wirtualnego ważne etapy tworzenia nowych aut. Pierwszą było opracowanie w 2000 roku THUMS, cyfrowych manekinów do wirtualnych testów zderzeniowych, które Toyota doskonali do tej pory.
Japońskie samochody jeszcze bardziej konkurencyjne dzięki technologiom cyfrowym
Zadaniem JAMBE będzie opracowanie nowych technologii projektowania samochodów oraz poszczególnych części, opartego na modelowaniu cyfrowym (MBD), które pozwoli ograniczyć do minimum tworzenie modeli glinianych i wstępnych prototypów. Przyczyni się to do zwiększenia konkurencyjności japońskiego przemysłu motoryzacyjnego na arenie międzynarodowej. Członkami założycielami Japan Automotive Model-Based Engineering Center (JAMBE) są Toyota, Subaru, Nissan, Honda i Mazda, a także wiodący japońscy producenci części do samochodów – AISIN, JATCO, DENSO, Panasonic i Mitsubishi Electric. Partnerzy są otwarci na współpracę z kolejnymi przedsiębiorstwami oraz ośrodkami badawczymi.
Wraz ze środowiskiem akademickim JAMBE stworzy nowe technologie opracowywania cyfrowych modeli odzwierciedlających fizyczne obiekty. Pozwoli to zwiększyć wydajność procesu projektowania samochodów – z tych samych wirtualnych modeli będą korzystać zarówno firmy motoryzacyjne, jak i ich poddostawcy, czyli producenci części w całym łańcuchu inżynieryjnym.
Realizacja tego celu będzie wymagała stworzenia zespołu doświadczonych programistów oraz współpracy branży motoryzacyjnej z ośrodkami uniwersyteckimi. Choć JAMBE to inicjatywa prywatnych firm, będzie kontynuowała program „Enrichment of Suriawase 2.0” japońskiego ministerstwa gospodarki, handlu i przemysłu. Program ten, w którym wzięli udział przedstawiciele firm motoryzacyjnych, uniwersytetów i rządu, miał na celu wypracowanie narodowej strategii wdrożenia MBD do japońskiej motoryzacji.
Cyfrowe modelowanie oszczędzi czas i zasoby
MBD skróci czas i koszty projektowania nowych samochodów oraz poszczególnych komponentów i podzespołów, a co za tym idzie – zwiększy konkurencyjność japońskich samochodów na świecie. Jednocześnie zacieśni współpracę między biznesem i ośrodkami akademickimi, które będą pracować wspólnie na tych samych modelach. Dzięki temu postęp naukowy będzie bezpośrednio wpływał na rozwój biznesu. Pomoże to obu stronom koordynować prace i wprowadzać udoskonalenia.
Koncerny należące do JAMBE będą wykorzystywać technologie MBD m.in. do promowania technologii, które przyspieszą osiągnięcie neutralności klimatycznej. Będą zachęcać organizacje różnej wielkości do korzystania z modeli wirtualnych, co zaoszczędzi nie tylko czas i środki, ale także ograniczy zużycie materiałów.
Testy zderzeniowe w wirtualnym świecie
Przeniesienie do świata wirtualnego głównej części prac nad projektowaniem samochodów i ich elementów to kolejny krok w kierunku, który Toyota wytyczyła już w 2000 roku, gdy opracowała pierwsze cyfrowe manekiny THUMS do wirtualnych testów zderzeniowych. Obecnie firma posługuje się technologią THUMS 6. generacji, a co więcej, udostępniła to oprogramowanie wszystkim zainteresowanym firmom oraz ośrodkom i zespołom badawczym do swobodnego, darmowego wykorzystania. Szybko okazało się, że wirtualne modele ludzkiego ciała służą nie tylko w motoryzacji, ale także w innych branżach, na przykład do opracowywania sprzętu sportowego chroniącego przed kontuzjami czy łóżek zapobiegających odleżynom. Dzięki współpracy Toyoty z Global Institute for Motor Sport Safety oraz FIA cyfrowe manekiny służą także do poprawy bezpieczeństwa samochodów wyczynowych.
Oprogramowanie THUMS pozwala przewidzieć zachowanie ciała kierowcy i pasażerów podczas różnego rodzaju kolizji, w zależności od tego, czy mięśnie były napięte, czy rozluźnione, oraz od ułożenia sylwetki tuż przed zderzeniem. Uwzględnia przy tym modelowanie napięcia mięśni spowodowanego świadomością zbliżającej się kolizji.
Obecna, 6. generacja THUMS obejmuje całą serię modeli ludzkiego ciała w różnym wieku (dzieci, dorośli i osoby starsze), różnej płci i o różnej sylwetce. Uwzględniono w nich wszystkie kości, organy wewnętrzne, tkanki i ścięgna występujące w ludzkim ciele. Trójwymiarowe modele odzwierciedlają sztywność, budowę i strukturę poszczególnych narządów, w tym szkieletu, mózgu, organów wewnętrznych i mięśni. Manekiny można umieścić w symulacji zarówno w roli kierowcy lub pasażera, jak i pieszego. THUMS jest jednym z najbardziej zaawansowanych systemów do symulacji i analizy uszkodzeń ciała spowodowanych przez oddziaływanie zewnętrzne, w którym można testować nieskończoną liczbę scenariuszy.
Źródło: Toyota
