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浅谈企业CAE技术导入方法

2009/5/6    来源:e-works    特约撰稿人:王毅      
关键字:CAE  SolidWorks Simulation  应用导入  
CAE技术或者说CAE的相关产品进入中国已经有很长的一段时间了,现在大多数企业已经知道并认可了这项技术,但是对CAE的作用及应用却缺少了解,笔者有5年的应用CAE技术的经验,对于如何导入并应用这项技术有一些浅显的经验,在这里以SolidWorks Simulation(COSMOS)为例总结一下导入的过程和方法,希望能够给大家带来一点收获或思考。

    2009年4月 DS SolidWorks和合作伙伴在中国25个城市举办了37场Simulation Day的活动;目的是通过这些活动,使中国的企业认识并利用CAE技术,帮助企业度过经济寒冬,走出现在的低谷。广州宇喜咨询科技公司在活动期间总共在广州、深圳、佛山举办了3场活动,笔者参与了以上3场活动并做了现场的一个产品线的介绍;在活动期间,最大的感受是:众多企业对CAE已经了基本的认识,但是对其具体的作用或者说对如何在企业应用没有很好的概念,说通俗点,我们认可你,但是不知道如何去用。也就是说不知道如何将这项技术导入到企业内部,发挥作用并创造经济效益,让企业得到切切实实的好处。
    CAE技术或者说CAE的相关产品进入中国已经有很长的一段时间了,现在大多数企业已经知道并认可了这项技术,但是对CAE的作用及应用却缺少了解,笔者有5年的应用CAE技术的经验,对于如何导入并应用这项技术有一些浅显的经验,在这里以SolidWorks Simulation(COSMOS)为例总结一下导入的过程和方法,希望能够给大家带来一点收获或思考:
1 CAE应用的不同阶段:


1.1 认识与了解阶段
    要想使用并推广一项技术,就得首先了解,CAE技术只有在人们认识和了解后才有可能在企业内部得以应用。在这个阶段,企业需要做的工作有:
    (1)搜索和学习相关的技术资料
    (2)找到与本行业或产品相关的应用案例
    (3)对CAE软件的作用、特点、功能、本地化、易学易用程度等都要有所认识和了解。
    (4)如果有条件可以把目前设计或实际中的一些难以找到原因的案例和问题提交给CAE服务的单位(软件供应商、专门的CAE服务机构),看是否可以解决。
    (5)找CAE软件或技术的供应商,帮助企业去分析目前企业可能存在的CAE需求以及通过这些技术的应用能够给企业带来的效益。
1.2 初步应用阶段
    在这个阶段,企业需要指定一个人或者成立一个部门,购买、学习一款基本的通用有限元软件,如SolidWorks Simulation(基于SolidWorks的最易学易用的通用有限元软件);把企业设计、生产中遇到的问题、难点评估是否可以通过CAE技术去找到问题产生的根本原因,如果可以,通过CAE技术区分析问题产生的根本原因并制定解决方案,并及时总结和通报反馈结果。积累最基本的仿真分析经验和原始的基础数据。
    这个阶段实际就是CAE的需求分析和实践测试阶段,通过解决一些企业长期存在的一些实际问题,让工程师、高层人士认识到CAE技术的价值。
1.3 设计仿真一体化
    如果第三个阶段能够有很好的成果,基于前期的成果,通过分析和调研,固化设计环节的某些分析过程,将事后分析提前到设计阶段,更新设计流程,将分析过程常态化。
    这个阶段要注意,因为增加分析的过程会从单一的某个环节看,会增加研发的周期,降低研发效率的,但是从整体的研发过程看,也许就会缩短研发周期,如减少整理物理样机的测试次数,减少后期的设计变更等,所以,此时要注意平衡点的掌握。
2 CAE应用导入案例
    XX厂是一个OEM工厂,专门生产一种类型的零部件,按客户图纸要求进行生产,是一个典型的制造型工厂,按理说这种厂应用CAE的机会比较少,因为不需要进行零部件的设计,不存在传统的产品设计流程(传统设计中的CAE应用案例太多了,这里就不一一的详述得了)。但是笔者认为,凡是有设计的地方,CAE技术就有用武之地,就能发挥作用,就看企业怎样去挖掘和实践。
2.1 认识与了解阶段
    制造型企业也存在设计的,如模具设计、产品的内部结构设计等,在加入XX厂半年后,通过对起设计过程的了解,开始对设计层以及技术主管灌输CAE技术及概念,通过一个长期存在的产品裂纹的案例CAE应用引起了高层和设计层的关注。
    案例背景:
    产品的生产过程很简单,就是将铜片放在模具中,通过挤塑模将电木和铜片结合在一起,其中有一款产品在产品老化后,中间孔有裂纹的比例一度曾达到60%,已经不能正常生产了,为此厂内成立的攻关小组,进行了不下20余种的改进方案,但一直没有很好的成效。
    原因分析:
    笔者在了解到此情况后,通过现场观察和了解,通过SolidWorks的SimulationXpess(cosmosXpress),分析其挤塑中间的一个中间放气的挤压过程,发现孔周围的应力很大,与现场的裂纹区域符合,所以提交了一份报告,提醒模具设计人员是否可以改进成型的过程,避免此区域的挤塑期间的接触以免造成挤压而产生的应力破坏。
    问题解决:
    原因分析中的报告一开始并没有得到设计和技术管理层的认同,他们认为这个过程没有问题,因为有多款产品都是这么做的,都没有问题。
    在应用传统的经验在半年后仍没有解决问题而导致生产不能进行后,某一位技术主管抱着试试的态度,采用了笔者的意见,改进了模具的结构。
    应用新的模具后,现场的产品的不合格率从60%一下子就降到了不到0.5%,也就是说笔者分析的裂纹产生的原因是正确的,就是通过这样一个简单的案例,使得厂内的技术层对CAE技术有了一个清晰的认识,并意识到了其价值。

责任编辑:杜凯
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