3D設(shè)計(jì)和仿真工具開(kāi)啟亞洲制造業(yè)新篇章

Siemens+PLM+Software　+徐明

亞洲制造企業(yè)即將迎來(lái)一場(chǎng)新的工業(yè)革命，以創(chuàng)新為催化劑，重新定義企業(yè)的成功之路。然而伴隨巨大機(jī)遇而來(lái)的是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)——當(dāng)前亞太地區(qū)的制造業(yè)正受到諸多強(qiáng)有力的因素牽制。面對(duì)縮短產(chǎn)品上市時(shí)間、設(shè)計(jì)高度定制化和環(huán)保節(jié)能等壓力，企業(yè)必須重新思考其制造戰(zhàn)略。

除此之外，當(dāng)今社會(huì)的文化氛圍追求即時(shí)滿足和快速見(jiàn)效，而持之以恒的改進(jìn)是從競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出的唯一方法。為了在極其復(fù)雜和充滿競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)中屹立不敗，企業(yè)必需順應(yīng)趨勢(shì)，從優(yōu)化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程中挖掘潛力，從而使得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)最大化。

集成 3D設(shè)計(jì)和仿真，重塑工作流程

偉大的產(chǎn)品，其實(shí)在原材料進(jìn)入機(jī)械加工流程之前就已形成。優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的源頭在于優(yōu)秀的設(shè)計(jì)。虛擬樣機(jī)技術(shù)（在創(chuàng)建物理樣機(jī)之前，先在軟件中創(chuàng)建數(shù)字化和虛擬化產(chǎn)品原型，并進(jìn)行驗(yàn)證的過(guò)程）越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于今天的制造流程。近年來(lái)，先進(jìn)設(shè)計(jì)工具和軟件的使用極大地促進(jìn)了工程設(shè)計(jì)的進(jìn)步，這也使得虛擬樣機(jī)技術(shù)的重要性得到了大幅提升。如今，領(lǐng)先的制造企業(yè)都將先進(jìn)的 3D設(shè)計(jì)（CAD）和仿真軟件（CAE）融入其研發(fā)流程，以搶先一步進(jìn)行評(píng)估，并避免錯(cuò)誤。基于仿真結(jié)果，企業(yè)可以進(jìn)行分析、權(quán)衡和決策，以在可靠性、成本及重量要求等相互矛盾的產(chǎn)品目標(biāo)之間取得平衡。

此外，CAD/CAE軟件在產(chǎn)品和流程的創(chuàng)新中也發(fā)揮著重要作用。CIMData和 Scientific ComputingWorld都認(rèn)為集成的 CAD/CAE軟件在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。傳統(tǒng)上，仿真通常在設(shè)計(jì)進(jìn)度之外，導(dǎo)致仿真結(jié)果產(chǎn)生太遲而無(wú)法發(fā)揮作用。因此，也容易對(duì)CAE軟件的應(yīng)用產(chǎn)生挫折感。

緊密集成 CAD和 CAE的能力，對(duì)工程師的工作方式有著根本性的影響。最初，產(chǎn)品設(shè)計(jì)通常始于機(jī)械CAD，然后再傳遞給仿真團(tuán)隊(duì)進(jìn)行下游分析。但是現(xiàn)在，越來(lái)越多的工程師在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的早期階段就使用CAE技術(shù)。這一轉(zhuǎn)變使得工程設(shè)計(jì)更多地以 CAE而非CAD為中心，從而有助于加速設(shè)計(jì)和提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

工程師利用在概念設(shè)計(jì)階段的仿真結(jié)果，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證和修改。如此一來(lái)，可加快設(shè)計(jì)流程，提高設(shè)計(jì)品質(zhì)，確保設(shè)計(jì)成果與預(yù)期相符。CAD/CAE的集成讓工程師可以互相協(xié)同，共享信息，并為創(chuàng)新提供支持，使更多的理念可以付諸實(shí)施。 AdamsGolf是采用仿真驅(qū)動(dòng)型設(shè)計(jì)流程的企業(yè)之一，通過(guò)仿真驅(qū)動(dòng)型設(shè)計(jì)，他們?cè)诩稍O(shè)計(jì)、仿真環(huán)境中加快了設(shè)計(jì)迭代。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，工程師對(duì)產(chǎn)品的空氣動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行評(píng)估，進(jìn)而縮短了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期。

同步建模技術(shù)引領(lǐng)文化變遷

同步建模技術(shù)取得的最新進(jìn)展，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)的調(diào)整和優(yōu)化變得更快、更容易，最終也改善了集成 CAD/CAE的工作流。使用同步建模技術(shù)，設(shè)計(jì)師可以在模型中隨意編輯本地或?qū)氲?CAD幾何體，而無(wú)需關(guān)注幾何體的最初創(chuàng)建過(guò)程。由于不再需要模型歷史，界面變得更加流暢和直觀，提高了結(jié)果的生成速度和準(zhǔn)確性。此外，同步建模技術(shù)還確保 CAD和 CAE工作流的協(xié)同。

用戶在編輯 CAD幾何體時(shí)，無(wú)需手動(dòng)重新創(chuàng)建分析模型，因?yàn)榫W(wǎng)格和邊界條件與基本設(shè)計(jì)是相互關(guān)聯(lián)的。仿真相關(guān)的定義也可以自動(dòng)更新，以對(duì)應(yīng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的調(diào)整，最終使設(shè)計(jì)速度比原先相互獨(dú)立的 CAD/CAE系統(tǒng)更快。在 DamenShipyards的設(shè)計(jì)部門，每當(dāng)依據(jù)分析結(jié)果要進(jìn)行設(shè)計(jì)更改時(shí)，工程師都可以使用同步建模技術(shù)有效地實(shí)施更改，在很短的設(shè)計(jì)周期內(nèi)對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行重新劃分。所有這些因素都對(duì)產(chǎn)品上市時(shí)間有著非常重要的影響，最終將提高設(shè)計(jì)的速度和效率，為制造商節(jié)約數(shù)百萬(wàn)的成本。

對(duì)很多企業(yè)而言，實(shí)施仿真驅(qū)動(dòng)型設(shè)計(jì)流程意味著一次重大的文化變遷。除了新技術(shù)之外，流程的變革也促使企業(yè)重新組織團(tuán)隊(duì)協(xié)作的方式，改變?cè)瓉?lái)的工作習(xí)慣。

完美融合設(shè)計(jì)與仿真

3D設(shè)計(jì)和仿真技術(shù)所傳達(dá)的理念是：通過(guò)集成 3D設(shè)計(jì)和仿真技術(shù)，工程師能夠以數(shù)字化方式更好地表達(dá)、理解、預(yù)測(cè)和改進(jìn)產(chǎn)品性能，而且，可以嘗試更多的設(shè)計(jì)概念，減少物理樣機(jī)的使用，降低高昂的開(kāi)發(fā)成本，以更快的速度做出更明智的決策。SiemensPLM Software提供的集成3D設(shè)計(jì)和仿真軟件，正在開(kāi)啟亞洲制造業(yè)的新篇章。