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Big Wheels Rollin’ 車両サスペンション最適化
トラクターとセミトレーラーを組み合わせた乗り心地とハンドリングを最適化する手順を設定し、そのサスペンションシステムに対応する設計目標を導き出しました。Optimusにより、開発エンジニアは、車両性能全体との関連で様々なサスペンション構成の評価を自動化することができました。
このプロセスには、最適な仮想実験セットの設計、各車両性能指標のサロゲートモデルの生成、決定論的および確率的制約条件による多目的最適化の実行が含まれます。このOptimusを使用した手順により、製品開発の総サイクルタイムが大幅に短縮されるだけでなく、トラクターとセミトレーラーのサスペンションシステムを一貫してロバストに設計することが可能になりました。
サスペンションシステムの目標設定
サスペンションシステムの設計チームが直面する主な課題の1つは、期待される車両の乗り心地とハンドリング特性を実現するために、サスペンションの設計目標を決定することです。車両システム全体の仮想モデルを使用して、エンジニアは車両の乗り心地とハンドリングの測定基準を決定するために必要な、さまざまなロードテストのイベントをシミュレートし、最高の乗り心地とハンドリング性能を実現する組み合わせを決定しました。
トラクターとセミトレーラーの仮想モデル
トラクターとセミトレーラーの組み合わせの仮想TruckSimモデルは、時間領域での車両ダイナミクスのシミュレーションに使用されています。TruckSimモデルは、乗り心地、車両ハンドリング、および転倒安定性の評価に使用することができます。各サスペンションシステムの組み合わせについて、検討されたすべての車両駆動イベントをシミュレーションし、関連するすべての性能指標を監視しました。さらに全車両シミュレーションのプロセスを自動化しました。
設計空間の探索
設計空間を探索するために、エンジニアはDOEに基づいて各車両性能指標の応答曲面モデル（RSM）を作成しました。
応答曲面モデルは、しばしば「代理モデル(サロゲートモデル)」と呼ばれ、詳細な物理モデルの数学的近似であり、時間のかかる物理シミュレーションを追加で実行する必要なく、詳細な工学的洞察を提供します。
シックスシグマデザイン
最適化の結果を簡単に調べると、いくつかの設計変数が最適設計に到達する際に上限または下限のいずれかに達していることがわかります。その結果、サスペンションシステムの特性（製造公差や使用中の磨耗など）のわずかな変動が、1つ以上の設計変数の制約を容易に破る結果となる可能性があります。そこで設計変数の分散を考慮したロバスト最適化を行うことにしました。このアプローチにより、Optimusは制約の境界から設計を引き離し、全車両レベルのロバスト設計を実現することに成功しました。
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