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仿真驱动创新,助力制造企业转型升级

2017/8/14    来源:e-works    作者:e-works整理      
关键字:仿真驱动  
本文解读了仿真技术迅速普及的十大驱动力,分享了衍生设计、航空产品增材制造的仿真案例,并从基于系统工程方法的协同研发、智能工厂等角度进一步阐述了仿真的价值。

    2017年8月4日,由e-works数字化企业网主办,杭州市科技合作促进会协办的以“仿真驱动产品创新”为主题的2017年中国制造业仿真技术应用研讨会在杭州天元大厦成功召开。本文根据e-works总编黄培博士的演讲内容整理而成。

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    e-works总编黄培博士

    各位来宾,早上好,我特别喜欢杭州这个城市,90年代经常来杭州,服务过很多杭州的企业,像机械二院、杭州卷烟厂,每次到这个城市觉得特别亲切,我们刚刚在浙江办了一个子公司,希望为浙江企业提供更深入的服务。

    这张照片是我们最近去美国考察,去了奥塔尔公司的总部,他们介绍了很多新的技术,比如说拓扑优化。企业的大厅里面有一辆自行车,很轻,二指禅可以抬起来。这是Festo的一个案例。从橡皮和乌贼得到的灵感,颠覆了我们对机器人的看法。前面相当于一个吸盘,里面有一些纤维材料,前端加上不同的抓具,三段模块化组成,可以伸缩,实现了更大的自由度。其实制造行业创新是无极限的,在这个过程中仿真技术扮演了非常重要的角色。

    我现在强烈的感觉仿真技术正在走向普及,昨天晚上我在思考,究竟推动仿真技术普及有哪些驱动力?我归纳了十个方面,第一个是正向研发,自主创新,现在企业从低成本的竞争走向差异化的竞争。第二是产品的轻量化,为什么汽车行业要做复合材料,就是为了实现轻量化。第三个就是更加严格的法律遵从。第四,产品上市周期缩短,降低新产品研发与试制的成本。像吉利半年推出的车型比前几年推出的车型还要多,企业不能拿几百辆车去碰撞,更多的是做碰撞的仿真实验。第五是智能互联的产品,产品由普通的产品升级成智能产品,再走向智能互联产品,更进一步是产品和服务的系统,产品交付形式不仅仅是产品本身,还有关联的服务,所以说机电软一体化是一个新的常态,同时越来越多的产品具有物联网功能,就要考虑信号、辐射各种方面的问题,涉及到更多仿真技术的应用。第六,仿真技术本身也在实现快速发展。更快,更真,现在的仿真跟真实结果更接近。更广,就是多学科仿真的优化,以前只是在局部进行仿真,现在可以进行全局的仿真、包括系统的仿真,产品性能的仿真,疲劳、耐久性的仿真。另外是更宜人,能够给使用人员简单的操作界面,使设计人员能够更好的应用仿真软件。第七就是新材料,新工艺。第八是计算能力的迅速提升,第九是仿真云平台。第十是协同的仿真平台,对企业来讲有好几个平台,是SIMULIA的平台还是其他的平台,这些仿真巨头们肯定不是提供单元软件,而是提供一个整体多学科的仿真和优化的平台。总结了十个方面,证明仿真技术越来越应用会越来越广泛、普及。

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    仿真技术迅速普及的十大驱动力

    这是最近我们去法国参观ESI公司的时候听到的一个案例,在1986年ESI做了一个汽车的碰撞仿真模型,到了1996年达到了48万5千单元,相当于原来汽车的10倍,十年的时间增加了大概80多倍。到了2004年,八年时间又提高了18倍,做到了900万个单元,到2013年,雷诺一款汽车做得已经达到2000万个单元。

    仿真计算通力的快速提升

    计算能力发生了很大的变化,基本上还是在摩尔定律的正常区间,芯片的计算能力不断提升也带动了仿真技术应用速度的提升。

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    仿真计算能力的快速提升:应验摩尔定律

    最近访问美国ANSYS,他们讲的一个愿景。2005年的时候,22个工程师里有一个人会用仿真,到了2015年的时候,6个工程师里有一个会做仿真,到2020年所有的工程师都会用仿真。

    仿真技术和物联网到底有什么关系,物联网首先涉及到一些数据、云、物本身、传输的网络。所有的物联网产品都涉及到尺寸、重量、能耗,包括信号的强弱,可连接的性能,还有安全性、可靠性,集成和耐久性。仿真软件在这里大有用武之地,比如说天线放什么地方信号比较强,包括虚拟的系统模型,传感器和机电系统的设计,还有比较严苛环境下的设计。物联网的器件能够有更好的性能,更加耐久,这都需要仿真技术的支持。

责任编辑:张纯子
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