Modern vvoj automobil Vvoj novho automobilu se sice ani dnes neprovd vlun na potach, ale jejich loha v tto oblasti se stle vce roziuje. Ne vyjedou na silnice... Nraz probh v naprost tichosti. Kdy Porsche 911 v rychlosti 64 km/h naraz do deformovateln bariry, nen slyet ani ttn skla, ani rachot makanch plech. Vidte pouze znienou karoserii. Ale ta stoj za to. Podle daj firmy Mercedes se pi nrazovm testu simulovanm na potai zjiuje kolem 50 000 nejrznjch daj, tedy vce ne pi relnm testu. Tyto informace ale nejsou k dispozici okamit. Jen propoet nrazu, kter ve skutenosti trv 100 a 120 milisekund, se u Porsche na vektorovm superpotai (viz rmeek) prothne zhruba na pt dn a vyhodnocen trv jet dal ti dny. Nen divu - objem dat pedstavuje u kadho nrazovho testu asi ti gigabajty. Kdy seteme nroky na konstrukci, modelovn, vpoet a vyhodnocen, pak prvn digitln nraz nov vyvjenho modelu zabere vce ne est tdn. Ale vzhledem k tomu, e konstrukce skutenho vozu, proveden a vyhodnocen relnho nrazovho testu zaberou asi dvanct tdn, je potaov simulace stle jet asov zhruba o padest procent vhodnj. Vhoda potae se vak naplno projev pi druhm pokusu. Vzhledem k tomu, e lze pout ji existujc data, zabere simulace nrazu u jen asi deset procent asu, kter by potebovala reln zkouka. Hlavn vhodou potaovch simulac ve vvoji automobil je tedy finann a asov spora. Proto se potaov systmy pro konstrukci, simulaci a vpoty t stle vt oblib u konstruktr, designr a vvoj. Mercedes jako prvn zkonstruoval vozidlo ve td S na pln digitln bzi, tzv. "digital mock-up". To vyjaduje, e vechny dly byly konstruovny pomoc potae, avak neznamen to, e by na potai bylo vyvjeno cel auto. Bharat Balasubramanian, pvodem z Indie, kter je u spolenosti Daimler-Chrysler odpovdn za takzvan "prezov funkce" u osobnch automobil, k tomu k: "Dve ne sestavme ,hardware', tedy vlastn prototyp, ovujeme si pomoc CAD softwaru, e jednotliv dly bude vbec mon vyrobit a smontovat." Tato strategie vede k tomu, e "fyzikln mock-up", tedy vlastn objekt simulac, se realizuje stle pozdji. Tm je mono minimalizovat takzvan vvojov smyky, ktermi auto pi vvoji prochz. Ovem skutenho modelu 1 : 1, prototypu schopnho jzdy a test motoru, se samozejm nikdo nevzd ani dnes. Christoph Gmbel, vedouc seku simulac a vpot u firmy Porsche, to zdvoduje takto: "Pi digitln prezentaci vozidla se vdy jedn o uritou idealizaci." Konen vstupn nrazov test se bude podle jeho mnn jet dlouho provdt se skutenmi vozy. A podle Ralfa Lambertiho, vedoucho "centra virtulnho svta" ve vvoji osobnch aut u firmy Daimler-Chrysler, nebudou ani konen rozhodnut veden firmy o designu probhat na virtulnch modelech. Akoliv i dnes vtina designr alespo v poten fzi vvoje novho vrobku kresl nejradji na papr, u nkterch firem, napklad BMW, pouvaj tzv. sketch mapping, pi nm se nkres z rsovacho prkna pen pmo do pipojenho potae. Tak vznik trojrozmrn datov model, kter se v prbhu simultnnho technologickho procesu vymuje s jinmi oddlenmi, nap. s konstrukc. V procesu zvanm package se pak na potai zjiuje, zda je mezi jednotlivmi dly dostaten odstup, napklad mezi motorem a rmem, nebo teba zda se na sv msto vejde ptilitrov ndrka na vodu do ostikova, kdy dosud mla objem jen t litr. Takovto vpoty v CA systmu se stvaj velice komplikovanmi, jestlie se jedn o tepeln namhan dly - napklad mezi kolenem vfukovho potrub a manetou zen mus bt vzhledem k vyzaovanmu teplu ponechn voln prostor. Ale tak elasticita a tolerance prunch spoj, jako jsou teba pvodn hadice chladie, se u dnes uruj na potach. "Digital mock-up" se samozejm neomezuje pouze na potaovou podporu konstrukce. Jeho pomoc probhaj i simulace. "Simulace je napodobovn dynamickho procesu na modelu a slou nm k zskn znalost, kterch bychom jinak nabyli a pi zkoukch na hotovm prototypu," k potaov specialista Gmbel. Ji na digitlnm modelu se napklad zkoum, jak snadno pjde vymnit rovka, aby se pedelo problmm v dlnch. U Mercedesu tdy E pota testoval, zda bude moci robot montovat a demontovat palivovou ndr. Kdy jsou pak takov data k dispozici, v dalm pracovnm kroku me bt navc podle nich robot naprogramovn. Postupem zvanm metoda konench prvk (Finite Elemente Methode, FEM) lze povrch auta rozdlit na mal trojhelnkov prvky - a vypad jako s. V kadm bod tto st je pota schopen vypost sly zpsoben vnj ztا. Me jt o deformaci pi nrazu stejn jako o pnut zpsoben roztahovnm stechy kabrioletu na plnm slunci. Podobn lze zjistit i teplotn pohodu cestujcch znzornnm teplotnho proudn. Fly through - tak nazvaj konstrukti a vvoji virtuln let motorovm prostorem, interirem vozu i podvozkem, pi kterm se zjiuje, zda jsou dodreny minimln odstupy nebo zda me dojt ke vzjemn kolizi jednotlivch dl. Tato metoda me bt dokonce pouita i pi vyhodnocovn digitln nrazov zkouky. Pracovnk u potae virtuln "prolt" podlnm nosnkem a sleduje, co se tam bhem testu dje. Interir digitlnho automobilu mete posuzovat pomoc virtuln reality, protoe trojrozmrn projekce umouje urit zpsob interakce s virtulnm svtem. Tak si mete jasn pedstavit vybaven kabiny, barevnost nebo tvarov design z pohledu cestujcch. Na geometricky popsan plochy lze promtat i rzn povrchov materily. Pokud je testovac osoba vybavena stereoskopickou pilbou a datovmi rukavicemi se snmnm vech pti prst, me se uvnit digitlnho vozu porozhldnout, me ohmatvat povrch nebo zkouet rzn pky a zjiovat jejich funkce. Pro studie vnitnho prostoru se zvlt osvduje CAVE (Computer Animated Virtual Environment) - vcestrann projekce v mstnosti, ve kter se mete pohybovat a na jej stny a podlahu se promt souvisl 3D obraz generovan potaem. lovku pohybujcmu se v tomto prosted se obraz pizpsobuje ve sprvnm pomru k jeho velikosti. Tento postup pouvaj napklad firmy VW, Opel, BMW a Daimler-Chrysler. Avak i horliv propagtor pota Balasubramanian, kter u firmy Daimler-Chrysler prosazuje digitln vvoj ze vech sil, piznv: "lovk mus sedt ve skutenm aut, aby byl pocit z prostoru dokonal. Proto i dnes v posledn fzi posuzovn musme mt opravdovou 'kastli' se vm vudy." Birgit Priemer Simulace - ppad pro pota Ineni firmy Porsche rozlo pro pota automobil pomoc metody konench prvk na drobounk kousky, jejich chovn je mono vypotat a potom z nich sloit konen obraz. Dnes Porsche pro simulace pouv vektorov superpotae "Spolenosti pro vysoce vkonn potae pro vdu a prmysl" ve Stuttgartu. V tto spolenosti kooperuj Bdensko-Wrttembersko, univerzita ve Stuttgartu a firmy Debis a Porsche - to vede krom jinho i ke snen nklad. Vdy poizovac ceny takovch pota se pohybuj kolem t a desti milion marek. Nen bez zajmavosti, e pi propotech trvajcch cel dny se drobn nepesnosti staj a vznikaj znan odchylky. Vsledky zskan vektorovmi potai NEC a Cray se mohou liit a o 15 procent. Avak dny vektorovch pota jsou seteny. Jet letos chce Porsche pejt na podstatn men stediskov servery. Multiprocesorov systmy, kter bvaj vybaveny 32 a 64 procesory, jsou nejen podstatn rychlej, ale tak vrazn levnj, ceny se pohybuj mezi 250 000 a temi miliony marek. Jako operan systm je pouit Unix. V budoucnosti by mly bt pro nron simulace pouvny i potae na bzi architektury Intel s Linuxem. Ale pes vechen pokrok v technologii pota zatm nehroz, e by vkon pebval. Od roku 1990 se objem dat, kter vychzej z jednoho pokusu, zvil padestinsobn. Je to jednak proto, e auta jsou daleko sloitj a maj vce vybaven, jednak proto, e simulace jsou nronj a berou v vahu vce prvodnch faktor. Manfred Flohr