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。ANSYS华东区技术经理侯明刚在研讨会上发表了题为《工业4.0——仿真新时代》的演讲,本文根据演讲内容整理而成。
ANSYS华东区技术经理侯明刚
大家早上好,今天我要演讲的内容是:ANSYS关于仿真在工业领域的具体应用,以及对仿真的规划情况。那么, ANSYS公司如何运用仿真技术实现从产品概念到维护这一产品全生命周期的管理? 事实上,ANSYS是有相应的平台支撑的。
无论是工业4.0,还是中国制造2025,其实都有一个最核心架构——CPS。CPS架构全名称作信息物理系统,是指通过集成先进的信息通信和自动控制等技术,构建了物理空间与信息空间中人、机、物、环境、信息等要素相互映射、适时交互、高效协同的复杂系统。换句话就是通过数字化技术将现实以及虚拟环境联系起来,并在虚拟环境中模拟现实情况,对于两化深度融合是一个非常关键的技术。
传统的科学体系中,理论研究和实验研究是最传统的手段,仿真出现的最初目标是为了替代一部分实验,减少实验的环节。随着设计复杂度的提升,仿真技术也随之得到提升。仿真1.0时代,主要是对单一物理场仿真,例如电磁、结构、热学等单一学科的仿真模拟。
仿真2.0时代,仿真是科学研究的重要支持工具和手段,仿真从单一物理场仿真变成多物理仿真。需要指出的是,此时的多物理仿真分为两种,一种是对一个设计进行多个物理域的分析,例如进行电磁、结构分析;第二种是多物理耦合分析,同时考虑电磁、热学或者更多的物理域的相互影响。
仿真发展历程
最近几年,就是业界一直提倡的仿真驱动产品研发阶段。这个阶段仿真与理论研究、实验研究是完全对等的关系。产品设计是通过仿真研究、理论研究、实验研究三种手段完善。可以说,仿真是认识世界的第三种方法。
与整个仿真演变相似的是,ANSYS也从CAE的传统定位,经历了单物理域的仿真,然后变成某些技术的重要组成部分,接着又发展成为实现某些技术的基础方法,现在ANSYS代表的是下一代的仿真技术——数字孪生。
数字孪生技术