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融入最佳实践 ANSYS仿真平台助力中国智造

来源:中国工业报     发布时间:2015-07-21

  竞争的加剧、市场的需求和技术的进步,让产品越来越复杂。为了驾驭大型复杂产品的研发全程,装备制造企业想尽了各种招数:引入与培养有经验的人才、采纳先进的设计方法学、细分和优化研发流程、使用各种先进的研发工具……手段和要素多固然是好事,但也会让产品的研发变得更加错综复杂。

 

  在互联网+风行的当下,有没有一个高整合度的研发体系,可以把研发中的各种要素管理起来,以实现研发过程的快速高效,并使所研发的产品具有创新性、高质量和高附加值。

 

  “ANSYS是一家非常特殊的公司,我们的产品跟技术和每个人的每一天的日常生活都紧密相关。比如电子产品设备、汽车、飞机等装备。”ANSYS公司副总裁汤姆说道。

 

  从好理念到好设计

 

  汤姆指出:每个产品都代表着一个承诺,这个承诺代表着要有合适的性能,没有意外的失效,甚至可以超越设计师和用户们的期望。而能够驱动的产品开发,兑现产品的承诺,是伟大的想法变成最佳产品的桥梁。ANSYS提供了一个部件到系统的仿真平台,交付的方案满足了各式各样的技术新方向:系统工程、物联网、大数据分析和云端协作等。

 

  据了解,ANSYS软件是该公司研制的大型通用有限元分析(FEA)软件,是世界范围内增长最快的计算机辅助工程(CAE)软件,能与多数计算机辅助设计(CAD)软件接口,实现数据的共享和交换,是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。在核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等领域有着广泛的应用。

 

  由于ANSYS功能强大,操作简单方便,现在已成为国际最流行的有限元分析软件。目前,中国多所理工院校采用ANSYS软件进行有限元分析或者作为标准教学软件。

 

  “最初在成立这家公司的时候,我们的CEO有一个愿景,那就是终归有一天这个世界上所有工程师都会用到仿真技术!”汤姆说,现在欧洲平均每6个工程师中有1个人已经开始使用这样的仿真技术,他们希望到2020年这个世界上每一位工程师都会使用仿真。

 

  他认为ANSYS产品最根本的优势在于能够驱动创新,比如特拉斯的创造。特斯拉以它全面的创新改写了整个汽车行业。首先该车的速度提升比任何一辆轿车都快,甚至比跑车要快;其次车身采用全铝制成,抗撞击性强;再其次可以凭借7寸的高清晰的视频和驾驶者进行交互。

 

  “我要强调的是,特斯拉公司的创始人并不是一个传统的汽车制造者,而是一名拥有非常伟大想法的银行家,他把自己的想法利用仿真的技术成就了这一颠覆性的产品。”

 

  他告诉中国工业报记者,某些传统的行业,包括航天航空、机械制造、学术、汽车等已经广泛地使用仿真技术,但在油气、开采,以及医疗保健行业仿真技术的应用才刚刚开始,这会给这些新兴的行业带来巨大的变化。

 

  比如医疗行业,很快可以采用扫描仪先扫描眼球,并应用软件对眼球进行仿真分析,然后进行手术,这样可以把手术的失败率大幅降低。

 

  驱动产品研发流程

 

  除了引领行业变革外,仿真技术也改变了我们设计实验的传统流程。

 

  ANSYS大中华区总经理孙志伟介绍说,传统的产品开发流程,是一个线性的流程,首先要做一个实体的样机,如果样机失效了,再重新回到这个设计之初,重新进行调整,再做样机,这样的流程反复多次,不仅花费周期长,而且也会产生大量的材料成本。

 

  与此相比,使用仿真技术,在设计的最早阶段,就可以将优化的步骤介入到其中。比如一台实体样机诞生之前,就可在计算机软件上进行上千次的仿真计算。换言之,采用仿真技术,最后优化速度会更快,而且成本会更低。

 

  其次,运用仿真也可以提升质量。我们知道设计是产品的源头,有些产品质量问题直接源自产品结构设计,或者材料选择,因此在计算机上对各参数进行仿真,并演练各种环境压力,对实际产品质量提升具有重大的意义。

 

  比如航空航天产品的设计,集多物理场、跨学科为一体,每一项产品例如机身、机翼的设计,都需要考虑到诸如航空流、电子控制技术等等。而且由于其对安全性强制性要求,因此对产品可靠性有着极其严苛的限制。在航天航空产业,仿真技术应用非常普及。

 

  孙志伟强调,现在所有的科技产品都是复杂性进一步提升,跨学科、跨领域的融合越来越强,特别是中国市场有一个非常显著的趋势,即产品研发周期不断的加快,且对品质的要求日益增强。

 

  “我们现在推行的技术有两个价值,一是驱动产品创新,二是压缩研发过程。在产品研发领域,一般‘从窗口到市场’的时间大概8至9个月,如果能够缩短这个研发周期,就可以大大提高企业竞争力。”

 

  他说,中国与国外仿真工作流程是不同的,在美国绝大多数工程师的创意自己都会去仿真,在中国是有一部分人专门做仿真。因此ANSYS在中国与ANSYS在其他国家做的工作并不完全相同,坦白讲,国内在仿真应用的成熟度上与其他国家是有差别的。所以ANSYS以及合作伙伴做了大量的模板(包含流程、数据、最佳实践等),以降低用户的使用门槛。

 

  记者了解到,安世亚太科技股份有限公司是ANSYS在中国的重要合作伙伴,中国服务体系的工作他们一直在力推。安世亚太副总裁徐劼勇说,“近十年来我们每天都会面对不同用户的复杂需求,因此,我们充分利用ANSYS仿真工具把最佳实践变成专业模板,做到尽可能多的过程自动化,同时注重仿真标准、规范等建设。仿真要做到工程化、工艺化,才能为产品设计带来真正的价值。”

 

  他告诉中国工业报记者,在国际标杆企业,仿真是设计的必备手段,可以替代大多数的试验,在研发全程成为设计的依据;而在中国企业,仿真只是设计的“选修课”,是试验的“附属品”,多数情况下是在研发后期进行设计校核。在国际标杆企业,“仿真驱动研发”已经成为企业战略,但在中国,仿真在很多企业的价值仍然是“锦上添花”。在开发深度和使用效果方面远没有达到应有的程度。

 

  基于此,安世亚太通过十几年的工程仿真咨询经验,提出了“企业仿真体系建设”理念和“企业仿真体系成熟度模型”。仿真体系建设提出了一套攻下仿真堡垒的方略,是一个可以让仿真在中国充分应用和发挥作用的体系。只有建立完整的体系,仿真技术的价值才能得以充分发挥,企业才能够真正拥有“仿真驱动研发”的能力。

 

  现在ANSYS集中在做平台建设,全力打造一个通用技术的平台。孙志伟告诉记者,想扩大仿真的应用领域,一定需要这个平台,这样才能充分释放仿真的能力。

 

  “当然要做到这些,需要用户的整个产品流程必须在平台上坚持做下去,过程中牵扯很多最佳实践,这些最佳实践经过固化就形成了最终的界面。”孙志伟说,因此ANSYS需要像安世亚太这样熟悉本地市场,了解当地用户真实需求的合作伙伴一起来丰富平台的内容。“试想一下,如果把不同软件,不同人工作产生的数据,都能用工具串接并自行分析处理,把不同人、不同部门所做的事情也串接起来,形成一套相对完整的体系,这将会是一种全新的合作方式,也会对中国制造向中国创造转变产生巨大的推动力。”

责任编辑:覃琬芸
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