Optimale Streckenmischung mit U·SimOpt

Optimierung der Nutzungssimulation

Nach der Berechnung einer Auslegungslast für den Prozess der Fahrzeugentwicklung (z. B. mit U·Sim) möchte man diese meist auch auf einem Testgelände umsetzen. Hierfür gibt es die folgenden Hauptgründe:

  • Die resultierenden Meldungen enthalten die lebensdauerrelevanten Belastungen in verdichteter und verkürzter Form.
  • Die Ergebnisse können nicht nur auf genau das Fahrzeug der Messkampagne, sondern auch auf Varianten angewendet werden.
  • Die Messung der Belastungen kann leicht wiederholt werden.

Der grundsätzliche Ansatz – Optimieren eines Testablaufs

Eingangsdaten für das Tool sind neben der Bemessungslast auch Messungen auf verschiedenen Teststrecken (Fahrspuren) eines Testgeländes. Zu diesen Daten gehören Pseudo-Schäden für alle relevanten Messkanäle, Eigenschaften der Strecken (Länge, Dauer, etc.), Einschränkungen bei der Nutzung der Strecken und die Referenzlasten selbst. Ziel ist es, einen Testablauf zu optimieren (die optimale Anzahl von Wiederholungen für jede Strecke zu finden), so dass die kombinierte Belastung so wenig wie möglich von den vorgegebenen Designlasten abweicht.

Multikriterielle Optimierung

Da die Anforderungen für viele Messkanäle gleichzeitig erfüllt werden müssen, lösen die Benutzenden interaktiv ein mehrkriterielles Optimierungsproblem und finden einen guten Kompromiss. Um möglichst flexibel zu sein, stehen mehrere Zielfunktionen zur Optimierung zur Verfügung:

  • Minimale Laufzeit des Testplans
  • Minimale Abweichung von den Referenzlasten (links, rechts oder symmetrisch)
  • Maximale Qualität des Plans relativ zu einer Bewertungsfunktion, die jedem Kanal eine individuelle Gewichtung zuweist
  • Minimale Anzahl der verwendeten Teststrecken
     

Es können verschiedene Randbedingungen berücksichtigt werden:

  • Maximal zulässige Abweichung von der Auslegungslast
  • Minimale und maximale Wiederholungen auf den einzelnen Spuren
  • Beschränkungen der Spuren in Bezug auf Zeit und Länge
  • Abhängigkeiten zwischen verschiedenen Spuren (z. B. wenn Spur A verwendet wird, muss auch Spur B verwendet werden)
Qualität der Lösung und Aufspaltung in Beiträge aus den Bahnen des Prüfgeländes
© Fraunhofer ITWM
Qualität der Lösung und Aufspaltung in Beiträge aus den Bahnen des Prüfgeländes

Weitere Funktionen:

  • Grafische Analyse von Daten, Spuren und Testplänen
  • Modifikation von Randbedingungen und wiederholte Anpassung der Lösung
  • Microsoft Excel-Schnittstelle für Datenimport und -export