快速变革的汽车行业思想领袖的观点

作者:《ANSYS Advantage》员工

作为Magna前首席技术官,Burkhard Goeschel教授曾任BMW管理委员会成员,现任国际汽联(FIA)替代动力技术委员会主席,对汽车产业和汽车运动始终充满激情。在一次由三部分组成的系列采访中,Burkhard Goeschel与ANSYS全球行业总监Rob Harwood分享了他对汽车工业现状及前景的看法。第二部分主要介绍他的个人经历以及他对颠覆汽车行业的变革趋势的真知灼见。

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The Rapidly Changing Automotive Industry

Professor Burkhard Goeschel 

Rob Harwood:请简单介绍一下您在汽车行业的经历。

Burkhard Goeschel:当我还是小孩子时,就一直非常喜欢汽车。我的职业生涯是从Daimler公司开始的,在那里主要负责研发以及高级发动机设计。之后跳槽到宝马公司,帮助这家汽车制造商研发了其第一台柴油发动机、电子电源管理和传动系统。另外,我还参与了宝马公司的摩托车项目,并前往美国南卡罗来纳州建立生产设施及辅助供应链。然后,宝马收购罗浮集团,我参与了许多与上述技术相关的令人振奋的项目。最后,我进入了宝马管理层,主要负责研发与采购。到法定退休年龄之后,我从宝马退休,但仍然追求这份激情。

因此,我后来担任了Magna International的CTO,经常往返于加拿大和德国之间。目前,我是行业独立顾问,参与了发动机、电子产品以及材料等不同领域的工作。

“如果欧洲或美国的制造商不进行大胆变革,就会在竞争中变得举步维艰。”

RH:您同样还喜爱赛车运动。您在这个领域都有哪些经历?

BG:在我小时候,父亲带我去观看大奖赛,我曾经与斯特林一起踢过球,而现在斯特林·莫斯已经成为一级方程式历史上的传奇车手之一。可能我对赛车的兴趣就是从这里开始的。后来,我担任了宝马一级方程式部门主管,目前仍然担任一级方程式替代动力技术系统委员会主席一职。我创办了电动方程式系列比赛(电动汽车),目前已成为一项非常热门的独立赛事。我始终没有放弃寻找能满足未来需求的技术。

RH:高级赛车运动对我们日常驾驶的汽车会产生哪些影响?

BG: 赛车运动既能兼具表演或竞技的效果,同时还可以推动技术发展。我前面提到过我创办电动方程式比赛,这个比赛确实促进了电动汽车与电池等相关技术的发展。另外还推动了一些其他技术的发展,而且其他形式的赛车运动也是如此。我们不得不说,这种赛车运动真是太壮观了!

RH:由于金融危机和“柴油门”而经历几年困境之后,汽车行业以创纪录的销量和巨额研发投资再次走向繁荣。您认为这个背后的动力来自哪些因素?

BG:有一系列不同因素推动了行业发展,而降低二氧化碳排放就是其中之一。通过减少伤亡事故和改善连接性来提升驾驶安全性与便利性则是另外一个因素。一直被广泛讨论的自动驾驶是实现安全性与便利性的另一个途径。行业在未来必须解决众多挑战,而解决过程中会存在许多不确定性。需要大量投资并展开功能研发。

RH:在这个蓬勃发展的行业中,我们看到,此前并不是汽车大国的国家出现了高需求和国内制造趋势。您对此怎么看?

BG:中国不仅是一个重要的市场,同时也是市场的重要驱动力,因此中国现在正迎来一些全新的技术发展,如:传动系统的电气化和连接功能。这些国家正在迎头赶上且立志在这些领域争创第一,因而这些新兴国家给这个行业中的传统竞争者带来了巨大压力。

Automotive

RH:您认为这对行业的传统重心有什么影响?

BG: 他们只有进行变革才能成为新技术的领导者。如果欧洲或美国的制造商不做出大胆变革,就会在竞争中变得举步维艰。

RH:再回到技术这个主题,尽管有关电动汽车的讨论日益激烈,但内燃机仍然会陪伴我们很长一段时间。您与内燃机打交道由来已久,您认为最大的发展有哪些?您对未来有哪些洞见?

BG: 如果必须指出一个方面,那就是效率与排放控制的改进。相关立法大力推动了这些创新。展望未来,正在欧洲实施的实际驾驶排放(RDE)法规要求内燃机实现进一步创新。这会加速可提供更多动力的电动与混合动力技术的应用,从而使内燃机在达到高性能的同时还能符合这些新标准的要求。

RH:不仅仅是发动机在经历创新。其他行业也在采用高级碳纤维复合材料等新材料和应用增材制造等新技术。您认为它们对汽车行业有哪些作用?

BG:碳纤维的成本水平使其并未引起业界的广泛关注。我们看到只有高档汽车才使用碳纤维,比如:赛车,因为对它们来说成本是个相对较小的约束条件。因为它太贵了,在普通汽车中,仅限于部分组件,例如强化车身结构的组件。另外,铝合金和塑料组件也得到更多的应用,因而它是一种混合材料。它虽然可以降低重量和减少排放,但制造商仍然必须在成本界限内做出改变。增材制造目前还不突出,但是,随着这种技术的成本不断降低,我认为它会有用武之地。目前,它或多或少受到原型构建的限制,在某些情况下可生产出具有复杂几何结构的部件。增材制造在未来可以让企业获得巨大的灵活性,并且有可能超越标准化平台策略。这种定制化正变成一种必备能力,因为客户不断变化的需求会要求企业按需生产汽车。

RH:按需生产汽车有点像工业4.0的愿景,其中我们能够从大规模生产转变到大规模定制⸺这是否是您暗示的方向?

BG: 是的。因为汽车行业投资局限于特定平台的设施、工厂和工艺,灵活性不足以满足未来的需求。增材制造将有助于提高产品定制,但它必须实现进一步发展。

RH: 我们还看到高科技和半导体公司正大力转向汽车行业,这让我们不禁想象未来的汽车会成为带轮子的手机。传统汽车OEM厂商应该如何应对?

BG:需要考虑两个不同领域。汽车有更多的集成功能,需要许多软件和计算能力才可获得更高的功能水平。这是OEM厂商和高科技企业可以展开协作的一个领域。非汽车公司正在进入传统OEM厂商角色的另一个领域,涉及关于连接性的很多工作。这可能是为了安全性或便利性使汽车获得外部信息,如:提前了解交通状况。不过,高科技企业提供的业务需要驾驶员有更多的时间上网,因此将这些商业愿景变为现实的前提是实现自动驾驶。这就是我认为某些外部大公司进入汽车行业的原因。

“为满足功能安全性和利用组合或联网系统实现更高性能,我们必须通过仿真才能达到目标。”

Car 
RH:对于日益增多的电子产品、系统集成以及汽车中应用的更多软件,从工程角度来看,工程师应该如何在附加功能与极其严格的功能安全性要求之间进行权衡?

BG: 随着复杂度的提高,功能安全的重要性正变得日益突出。一名负责主动悬挂系统功能安全性的工程师曾经对我说,当他结束功能安全性研究之后,根本无法想通这个问题,因为实在是太复杂了。我们需要采用新的系统来解决功能安全性挑战。仿真不仅是一种解决复杂性问题的重要方法,而且也是实现复杂系统功能安全性的必备条件。

RH:您是否看到对仿真的需求越来越广泛,不仅仅局限于功能安全性,而且还要实现汽车的更多性能?

BG: 越来越多的复杂汽车系统受软件控制。另外,由于汽车行业的软件工程师不太多,因此解决软件问题成了一个难题。为了满足功能安全性和利用组合或联网系统实现更高性能,我们必须通过仿真才能达到目标,因为机械方式无法实现。借助线性思维无法实现,就需要一种系统思维方法,而工程师在过去的工作中完全丢弃了这种方法。这种新方法应当由工程师专用的工具提供支持。

RH:以前通常是分析人员使用仿真。您是否认为仿真正在广泛普及,因为它不是作为一种单纯的工程功能,而是更多地融入到整个企业?

BG:目前,仿真进入汽车行业的商业讨论的深度不够。企业对整个价值链都应该仿真,也就是说从开始新业务就入手。

仿真仍然被大家看成是工程师的一种附加组件——可以解决某个现有问题。随着系统复杂度的提高,企业需要从一开始就将仿真融入规划过程,但实际情况并非如此。航空航天领域可能是这样做的,因为这些企业不希望制作很多原型,但是汽车行业还没有这样做。

RH:那么,对于我们探讨的所有这些颠覆性变革,如:自动驾驶、连接性和电气化,您认为仿真的作用是否会不断加强?

BG: 这一点毋庸置疑。每个过程的一开始就必须采用仿真,且应当自始至终在整个供应链中发挥作用。

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