设计仿真 | SimManager在底盘多体仿真的数据管理方案

海克斯康设计与仿真

2025年11月24日 15:22

车辆底盘多体动力学仿真主要包括：建模与装配、K&C 分析、操稳分析、载荷提取以及性能优化，Adams 是底盘多体动力学仿真的行业标准软件，其Adams/Car 模块是基于模板、子系统、装配体的层级设计，并提供了各种仿真参数设置和结果后处理功能，方便仿真人员从设计输入到结果输出的一些列操作，但目前的应用模式是单机管理模板和项目 CDB 文件，项目中的多人协同以及模板的更新非常困难和不变，这种传统的数据管理模式在车型协同研发时暴露出诸多问题。

现状分析

传统的数据管理模式在存储、共享和重用等方面存在的主要问题有：

仿真数据分散与孤立

模板、子系统、属性文件、试验台、分析脚本等通常以大量独立的文件形式，散落在工程师的本地计算机或网络驱动器上，同时多体仿真有大量多至数百的输入参数，这些参数来源于各个部门，缺乏统一的输入数据及其变更管理，难以快速检索和了解文件的完整背景信息（如版本、创建者、适用车型等）以及仿真输入参数信息。

数据缺乏版本管理

当前数据版本管理依赖人工备注（如文件名加后缀_v1, _v2），容易出错，无法实现细粒度的、自动化的版本历史和差异对比，回退到特定版本操作繁琐。

缺乏数据追溯，多方案评价不便

一个整车模型依赖于特定的子系统，子系统又依赖于特定的模板和属性文件，当移动或复制模型时，很容易遗漏某些依赖文件，导致模型无法正常打开或运行；同时也缺少从输入参数到仿真结果的关联和追溯，无法快速获取计算结果由那些参数或其组合得到，在开展多方案评价时造成诸多不便。

项目开发协同困难

当底盘调校工程师、平顺性工程师、操稳性工程师在同一项目中进行协同工作时，由于车型数据保存在工程师电脑上，数据多依靠文件拷贝来进行模型更新和数据交换，因此很难对同一 CDB 数据进行修改和维护，无法保证数据的一致性，得出的结论可能相互矛盾，追溯问题根源非常困难。

知识沉淀与传承困难

经过验证的、高性能的模板和子系统，以及多方案迭代的改进历程记录等都是企业的核心知识资产。但当前模式使得这些资产“沉睡”在文件海洋中，无法被有效地分类、打标签、评分和推荐给新员工，也没有在新车改进过程中被充分利用，导致宝贵的工程经验和历史数据无法有效传承和复用，无法为未来智能化应用提供高质量训练数据。

一些标杆客户对如德国 BMW 对多体仿真数据管理的需求是比较迫切的。在没有 SimManager 解决方案前，BMW 借用了 SVN 系统来管理多体数据，因 SVN 并非针对仿真业务领域，应用并不理想。在 SimManager 多体方案推出后，BMW 将其全部底盘多体仿真数据管理迁移到 SimManager 系统上。

解决方案

本方案由 MSC 仿真数据管理 SimManger 专家与底盘多体动力学 Adams 专家，基于标杆企业需求联合研发。该方案的关键技术解决了 AdamsCar 的 CDB 库文件解析问题，对库文件结构和引用关系进行深度解析并结构化存入数据中，是目前仿真数据管理（SPDM）领域唯一具备此能力的解决方案。

多体仿真数据管理解决方案的架构图如下所示：

本方案中 AdamsCar CDB 解析后存储于 SimManager 数据库中，所有用户基于同一多体模型数据源和实时更新的版本进行仿真分析，确保项目中的所有仿真模型的一致性，每个用户对模型的修改都会实时更新合并为到最新的共享模型库中，确保所有用户使用的 CDB 数据为实时更新且版本一致，该解决方案的优势主要体现在以下几个方面。

集中管理实现数据共享

所有的仿真模板、子系统、装配体都会在 SimManager中进行统一管理，并对仿真数据的输入参数和输出结果等进行管理，确保仿真输入和仿真结果的一致性，从而解决了多体仿真数据的分散存储和数据孤立的问题。

版本管理使数据不再混乱

所有对模型信息的修改都会在系统中自动进行更新和记录，确保所有人员能及时使用最新版本模型数据，使得版本管理不再依赖人工备注（如文件名加后缀_v1, _v2），从而避免版本控制出错和难以回退的问题。

谱系管理确保依赖关系和输入输出追溯

由于 Adams 的 CDB 数据库存在文件依赖和装配依赖关系，任何对子系统或模板的修改都将被记录，并通过SimManager 的谱系管理进行追溯，确保在进行导出或仿真时不会出现模型遗漏或缺少。

同时所有仿真的输入参数、输出关键结果参数也通过谱系关系进行追溯，在进行多方案对比时，能够全面对比方案输入/输出的不同。

系统中存储的多方案数据，可以利用系统原生的动态报告生成功能，快速生成在线的仿真对比报告，该报告可直接线上浏览和评审。

项目中实现线上多人协同

统一维护车型 CDB 数据库，底盘调校工程师、平顺性工程师、操稳性工程师都可以基于最新的 CDB 数据库开展仿真工作，无需再依赖线下的数据交换，并共同维护开发车型数据库，基于 SimManager 的线上协同确保了所有项目成员基于同一基准开展工作，保证所有仿真数据的一致性。

集成 HPC 实现作业批量提交

SimManager 通过和 HPC 的集成，可实现批量作业提交；并可基于大量参数及其组合进行 DOE 优化，通过与 HPC 的集成，可大大加速优化迭代。

Adams 接口可直接访问数据库

多体工程师无需脱离 Adams 建模仿真环境，即可通过 Adams 中内置的 SimManager 接口，轻松实现对 SimManager 中数据的导入/导出，将服务器上的模型数据导出进行仿真，仿真结束后结果通过接口直接保存到 SimManager 服务器中存储和共享。

最佳实践

世界知名的瑞典货车及巴士制造厂商斯堪尼亚（Scania），底盘多体动力学研发部门采用 ADAMS/Car 建立和测试整车和子系统的功能化虚拟样车。针对不同车型创建了 CDB 模型库，把整车划分为诸多的子系统，例如：转向桥、驱动桥、车桥齿轮等，然后将子系统组装为装配体进行各种工况的仿真，但对于这些数据的存储和管理，仍然存在数据分散、孤立，彼此间的依赖关系全靠手工标注，缺少版本管理和关系追溯以及协同不便等问题。

为了解决传统的数据管理模式存在的存储、共享和重用等问题，斯堪尼亚采用了SimManager 多体动力学解决方案，将所有的 CDB 数据库统一在 SimManager中进行管理和维护，确保所有工程师都使用统一版本的模型进行仿真，所有数据在系统中自动建立谱系关系便于数据的追溯，并记录所有的方案迭代历程，可方便的对多方案数据进行对比和优化。该方案更具有针对性、更加符合车辆动力学7学科特点、能够对多体仿真数据进行更加细化的管理管理。Scanian 公司在NAFEMS 会议上，总结了应用 SimManager 系统的收益，包括：多体模型迭代优化历程的管理、模型（子模型）与仿真结果的关联和谱系追溯、模型一致性和质量提高、命名规则、仿真自动化等。