Uniti Sweden 致力于研发更具有意义的电动汽车

Uniti Sweden 致力于研发更具有意义的电动汽车

西门子解决方案能够帮助初创企业转型成为数字化设计、开发和制造领域的先锋

电动汽车既然意义非凡,那为什么我们大家不都驾驶呢?首先,与传统车辆相比,电动汽车价格仍然比较贵,老实说,买的人不多。然后,就是整个充电站的问题。但是,如果重新塑造电动汽车,少一些汽车概念,而多一些驾驶体验呢?

借助 Teamcenter,可以在整个产品生命周期中进行良好的沟通,并保持所有数据的连通性。如今要取得成功则需要将所有数据连通起来...这种连通性在西门子生态系统中非常强大。
Pontus Karlsson, Uniti Sweden 前产品研发工程师

瑞典隆德展望

隆德是斯堪的纳维亚最活跃的创新中心之一,创业氛围活跃。隆德是初创公司 Uniti Sweden 的所在地,这家公司由澳大利亚人 Lewis Horne 于 2016 年 1 月创立。

 

仅在两年内,Uniti Sweden 就凭借有机的、快速迭代的设计过程和专注的创业心态重新塑造了电动汽车。通过与西门子数字化工业软件公司的合作,Uniti Sweden 逐渐从一家众筹初创公司转型为数字化车辆设计、开发和制造领域的先锋。

非凡的数字化转型之路

Uniti Sweden 最初以世界一流隆德大学的一个开放的创新项目为起点。在 Horne 的带领下,小项目团队并没有遵循创造汽车的理念。他们着眼于城市移动性问题,关注现实和数据。

 

“如果一条高速公路上 100,000 人都单人驾驶大型的 SUV,那么肯定会面临污染和拥堵的问题,” Uniti Sweden 首席执行官 Horne 解释说。“改变这种心态的方法不是指着手指说‘你应该驾驶小型车或者骑自行车’作为一家公司,必须拿出足够有吸引力的产品,让人们想着改变。这就是我们 Uniti One 的目标。这款车型内部空间很大。很安全。车型很酷,并且很有异国情调,但不是那种 2.5 吨的机械挡路车。”

 

大学的项目团队有机地发展成长为一个小型创业团队,并很快意识到传统经典的四座内燃机汽车平台对于汽车共享和订阅服务等现代城市交通模式来说并不理想。

 

Horne 说:“很明显,我们必须采用电动汽车,我们必须让汽车发展走得更远。”“这在某种程度上奠定了我们的基础:研发一款电动汽车,一款更具有意义的电动汽车。如果你拥有一辆 2 吨重的电动汽车,装有 1.5 吨的电池,那么电池的主要作用是移动电池本身,而不是移动人类乘客。我们想研发一款更具有意义的电动汽车。”

 

然后,Uniti Sweden 开始重新思考汽车的传统理念,甚至是电动汽车。“瑞典的平均通勤路程有 1.2 个人都坐车,” Uniti Sweden 首席发明家 Bo Johansson 说。因此,我们将 Uniti One 设计成一款双座汽车,前部有一个主座椅,后部有一个更小、更简单的乘客座椅。”

重要里程碑

葡萄牙汽车设计师兼建筑师 Marcelo Aguiar 应 Horne 之邀来到了 Uniti Sweden。他分享了他的一些设计草图和理念,几周后签约开始设计 Uniti One。

 

Aguiar 说:“很突然地,作为一个重要起点,一切都合理有序地展开了。”。“作为一家初创公司,尤其是在一切都没有预算或预算非常低的初期,我们必须以创新的方式解决相关问题。因此,我们变得非常敏捷。我们使用了很多虚拟现实技术来加速设计过程。”

 

在设计过程的早期,很明显,西门子 NX™ 设计软件数字化创新平台及其 Realize Shape 概念建模能力将与 Uniti 自身的虚拟现实解决方案有机融合,推动团队的超高速设计和开发过程。借助基于“故障快速修复”迭代方法的过程,以及对设计草图、三维打印模型、CAD 网格和虚拟现实体验的集合反馈,小型设计团队通过非常不同的方式使用典型的开发工具来快速研发过程。

 

“我们从纸质草图开始,并逐步将这些理念具象化导入我们的 NX CAD 软件,”Johansson 说。“我们使用游戏引擎创建了一个快速网格,借此我们就可以用虚拟现实耳机来核查设计。我们可以很快实现从理念到 CAD 模型再到虚拟现实的研发过程。你仍然可以获得整体的三维视图,但是迭代时间比处理物理组件要快得多。”

创新无界限

Uniti Sweden 设计团队必须为电动汽车真正的致命弱点找到解决方案:电池。这就是为什么原型车重约 500 kg,滚动阻力极低,阻力系数低的原因。Uniti One 所追求的是,在不减损风格的同时,利用更少的电池容量实现更远的驾驶行程。该车型为司机配备了一个宽敞的豆荚状驾驶室,与其说是低成本,不如说是更具商业性价比。采用独特的平板电脑式驾驶界面,取消了传统的仪表板,在概念车中,没有方向盘 — 取而代之的是一个类似喷气机驾驶员用的操纵杆。

 

“你随便把一个人放进一个体验舱。“这样很有挑战性,但如果做得好,我认为会对用户体验产生非常大的影响,”认知人体工程学设计专家 Kim Johansson 解释说,他与设计和工程团队都密切合作。“我个人对 Uniti One 的愿景是,各项技术集成得非常完美,实际驾驶它时,非常简单明了。驾驶这款车应该很自然,也应该很有乐趣。”

初创企业氛围

当设计师们在完善前原型车设计时,Pontus Karlsson 与越来越多的年轻工程师参与了设计过程,共同迭代了各个工程方面,尝试让所有的方面都适配到一起。

 

“我的职责是从设计师的网格模型中解读模型参数,并将其置入工程师的合适模型中,”前产品开发工程师 Karlsson 说。“我认为如果你在 NX 做这种类型的工作,会非常强大。”

 

有了这样一个年轻的团队,相当多的工程师正在加快工作速度。错误和失误的机会很多,但是因为每个人都在使用 NX,团队整体可以很快规避这些而变得高效。

 

“在 NX 中运用所有系统的主要优势之一是所有工具都可以正常使用,” Karlsson 解释说。“你不会出现这样的窘境:从其他程序中导入表面模型,当尝试将它们组合在一起时,模型会崩溃,然后得重做所有的工作。借助 NX 中的参数逻辑,我可以后续进行更改,而无需重新开始,因为我的过程历史树是完整的。当使用 CAD 时,必须非常精通。”

 

在结合 Teamcenter® 软件使用 NX 进行产品生命周期管理的同时,团队开始意识到使用综合、统一的解决方案的研发优势。他们不仅可以轻松地从 NX 的设计阶段转移到 Simcenter 产品组合中的工程分析和仿真工作阶段,还可以借助数字化制造解决方案的 Tecnomatix® 产品组合并利用相同的模型研发生产线。

 

“借助 Teamcenter,可以在整个产品生命周期中进行良好的沟通,并保持所有数据的连通性,” Karlsson 补充说。“如今要取得成功则需要将所有数据连通起来,因为不连通,就没有用。这种连通性在西门子生态系统中非常强大。”

 

随着数字化双胞胎的发展,初创工程团队开始使用 Simcenter 产品组合中的专门仿真工具来验证设计的性能。例如,Femap™ 软件和 NX™ Nastran® 软件用于计算虚拟原型车的应力,并验证和改进设计,而 Simcenter STAR-CCM+™ 则用于仿真车辆的气动性能。

 

当设计准备就绪时,Uniti Sweden 将各部件和组件发送出去进行生产,然后是开始真正的工作。一个由 15 到 20 人组成的极小团队在令人惊讶的四个月内建造了三辆 Uniti 工作原型车,他们全天候工作,困了就睡在车间外的临时宿舍里。

推向市场

在不到四个月的时间里设计和建造三辆超酷的众包原型车对 Horne 和 Uniti 团队来说是不够的。在 2017 年 12 月正式推出原型车后,该团队将原型车放在两家受欢迎的消费电子零售店进行实际验证。

 

Horne 解释说:“很早以前,我们就通过社交媒体、众筹过程和我们的虚拟现实体验等方式让客户参与设计过程。”“我们让成千上万的人参与开发界面,看看他们的反应如何。我们从来没有告诉他们怎么驾驶,具体怎么使用;我们只是想看看车辆是否直观,我们据此开始设计。”

 

作为一家致力于汽车制造的小型公司,Uniti Sweden 必须确保热情的准消费者能够做出长期的财务承诺。Horne 补充说:“这就是为什么我们在网上和瑞典的两家 MediaMarkt 店发起了第一次预购。”“人们愿意为此等待多年吗?他们真的想购买吗?"

 

在第一次试车期间,Uniti Sweden 接受了 2500 份订单。在带车前往印度参加了一次活动后,又接到了 500 份订单。目前,消费者可以在线订购 Uniti One,预付款为 149 欧元。该公司目前已有价值超过 6000 万欧元的订单。是时候迈出下一大步:研发一款可量产的汽车。

一场全新的竞赛

随着订单的源源不断和车辆原型的完成,Horne 知道公司必须摆脱其初创企业模式。设计一台原型车是一回事,但是设计一款可量产的车,嗯,那是一场全新的竞赛。Uniti Sweden 此时遇到了一些瓶颈。

 

这时 Sally Povolotsky 发挥了作用。作为 Uniti Sweden 的车辆研发总监,她为研发工作带来了一些严肃的汽车经验,包括赛车运动和主要的 OEM 经验。但作为一名车迷和工程师,她最感兴趣的是 Uniti Sweden 不怕重新定制规则。

 

“Uniti Sweden 是那种让你重新思考你所做的一切的公司,” Povolotsky 说。“作为一名工程师,可以问自己,‘我需要改变什么呢?’"她补充道,“这是汽车行业如此激越人心的时刻。我们拥有技术和设计创新,并且公众已经准备好适应电动汽车。这是力争发展成为全球汽车领域一家新汽车公司的最恰当时机。我完全可以想象地到自己坐这款车上下班。这款车是现代社会的理想汽车。”

 

Povolotsky 目前正忙着组建一个由经验丰富的工程师组成的团队,进行早期原型车设计,并通过完整的工程项目来完成“Job 1”,这是生产线上第一辆成功下线的行业说法。目前,英国团队正处于可行性阶段,正在审查各市场的现有数据、设计和法规。之后,该团队将开始使用西门子生态系统创建工程层面的数字化双胞胎。

 

“我们的想法是以真实的性能情况推动数字化双胞胎:它在过热的情况下实际会有什么表现?或者,在冰点温度条件下呢?或者,在电池电量还能行驶五公里的情况下呢?” Povolotsky 解释说。

 

我们的目标是将 Uniti One 打造成一款完全得到消费者认可的汽车,这意味着,它将必须经历各种市场的道路适应性、安全性和碰撞测试认证过程。

 

“西门子生态系统就像是为工程师准备的一大盒巧克力,” Povolotsky 说。“提供有多种强力的工具:Fibersim 适用于混合合成工作; NX 适用于保证整体功能;Simcenter 工具适用于高级工程。关于如何设计我们的量产车,我们肯定能够重写规则手册。

工业 4.0 量产将在 2020 年准备就绪

Uniti Sweden 发展之初推出的量产车型为 Uniti One。但是一家小型瑞典初创公司是如何成功迈向数字化工业 4.0 汽车行业 OEM 的呢?

 

Horne 解释说:“从汽车设计到量产创造的主要价值不是现实世界的运营 — 实际上是价值链的低价值部分,而是数字化蓝图、数据和专有技术:从 CAD 文件和仿真工作到数字化工厂和成本建模。”“即使我们自己并不知道如何完成所有这些步骤,但我们可以使用西门子 PLM 平台。我们的所有合作伙伴都可以使用 Teamcenter 在平台中发挥各自的作用。各方都可以无缝协作 — 即使是一项全球性的研发项目。我们可以拥有这些数据,并让其他方来发挥他们应有的作用。”

 

Uniti Sweden 团队目前正在探索其他西门子解决方案,包括 MindSphere 工业物联网即服务解决方案和数字化制造解决方案 Tecnomatix® 产品组合。该团队计划为每辆车和每座工厂创建一个交互式数字化双胞胎。

 

Horne 解释说:“想象一下如果你在全球拥有一座母工厂和多座分工厂,那么可以让生产变得更加精简。”“可以先对正在生产的工厂进行仿真。可以先完成所有的成本建模,并确认所有的物流,然后再花数百万来实际建造。”

 

“更不用说本地化生产会给你的碳足迹带来什么影响,” Povolotsky 补充道。“目前,OEM 仍然在世界各地运输汽车。作为新一代 OEM,我们也在考量重新制定生产流程。如果你在英国订购汽车,那么将在英国生产该汽车,或者可能只需要横渡与法国之间的英吉利海峡运输汽车。将来还会推出零废物政策和所有类型的创新回收方法、重复使用和再生车辆材料规定等。”

效率将大大提高…实现可持续发展

工业 4.0 核心的数据革命并不会随着 Uniti One 的推出甚至 Uniti Sweden 数字化工厂的数字化双胞胎创建而停止 — 整个数字化后台还可以连通能源网、道路基础设施、建筑和城市环境。

 

“从全球角度来看,这不仅仅关乎我们利用 Uniti One 创建的数据,而且关乎我们大家都可以参与其中的人类创建的网络数据,” Horne 强调,“数字化能使整个流程更加高效。我们谈论的不是效率层面的微小提升,我们谈论的是宏大层面的更大的提升,以至于瑞典的一家小公司甚至都能有机会尝试开发一种创新的电动汽车。”