06在設(shè)計(jì)周期中實(shí)現(xiàn)仿真

1、在設(shè)計(jì)周期中實(shí)現(xiàn)白皮書拓展數(shù)字從而改進(jìn)所的使用范圍，并在設(shè)計(jì)流程中及早采用數(shù)字，的。發(fā)布方：Siemens PLM Software。©2011。Siemens Product Lifecycle Management Software Inc.。保留所利。目錄摘要3簡(jiǎn)介4時(shí)的難題5在設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)在設(shè)計(jì)中的價(jià)值6NX 的作用6實(shí)際益處6結(jié)論8參考資料9發(fā)布方：Siemens PLM Software。©2011。Siemens Product Lifecycle Management Software Inc.。保留所利。白皮書 | 在設(shè)計(jì)周期中實(shí)現(xiàn)2摘要所有企業(yè)都在以積極的

2、態(tài)度不斷尋找消除流程中的冗余的數(shù)據(jù)和工作流程，最終妨礙了Siemens PLM Software 推出的 NX 數(shù)字的速度。開發(fā)套件浪費(fèi)并提高生產(chǎn)效率。事實(shí)證明，相對(duì)于物理測(cè)試，數(shù)字是一個(gè)更具時(shí)間效益和成本效益的替代，為在設(shè)計(jì)周期中及早進(jìn)行企業(yè)克服這些難題。面向和工程師同時(shí)使用的單一提供了便利，可以幫助的 NX 帶來了可供設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境，其中嵌能夠在更短的時(shí)間期限內(nèi)考慮方案。如今，企業(yè)紛紛將數(shù)字可供選擇的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)流程中的應(yīng)用時(shí)間提前，力求進(jìn)一步拓展其使用范圍。但是，入了兼具廣度和深度的分析技術(shù)。下面的白皮書重點(diǎn)多個(gè)示范性的企業(yè)，討論這些企業(yè)目前是如何使用在設(shè)計(jì)戰(zhàn)略中實(shí)施著一些難題，缺少能夠的專

3、業(yè)NX 拓展與設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)同步的工程環(huán)境和流程。大量在設(shè)計(jì)中的使用范圍并且實(shí)現(xiàn)價(jià)值的。CAE 工具相互脫節(jié)，令上述問題更趨惡化，進(jìn)而產(chǎn)生了發(fā)布方：Siemens PLM Software。©2011。Siemens Product Lifecycle Management Software Inc.。保留所利。白皮書 | 在設(shè)計(jì)周期中實(shí)現(xiàn)3簡(jiǎn)介Aberdeen Research1 報(bào)告稱：“通過在設(shè)計(jì)的最早階段從設(shè)計(jì)的一開始，工程師就將作出的相關(guān)決策建立在經(jīng)驗(yàn)和物理測(cè)試的基礎(chǔ)上。隨著設(shè)計(jì)的日趨復(fù)雜和時(shí)間表的不斷縮短，越來越多的人將物理測(cè)試視為一種高成本的瓶頸。相對(duì)于物理測(cè)試，數(shù)字將與分析

4、集成起來，一流企業(yè)能夠在整個(gè)流程中作出更決策。這樣，這些領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)就能提高質(zhì)量和降低成本，并且推出使自身與眾不同是一個(gè)更具時(shí)間效益和成本效益的替代。一次測(cè)的創(chuàng)新和特色。最終回報(bào)是，新的利潤(rùn)率提高15%，是試所用的時(shí)間可以進(jìn)行多次數(shù)字真可以在更短的時(shí)間期限內(nèi)考慮。因此，數(shù)字仿可供選擇的設(shè)計(jì)的三倍?！狈桨?，提高設(shè)計(jì)決策的質(zhì)量和速度，并最終生產(chǎn)出更。通過在設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)，性能得到提升來源：Aberdeen Group，2010 年 4 月。發(fā)布方：Siemens PLM Software。©2011。Siemens Product Lifecycle Management Software In

5、c.。保留所利。白皮書 | 在設(shè)計(jì)周期中實(shí)現(xiàn)4在設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)時(shí)的難題一直以來，實(shí)施數(shù)字這是因?yàn)樵O(shè)計(jì)與戰(zhàn)略的程度都各有不同，結(jié)果是，為了請(qǐng)求設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提供特定的數(shù)據(jù)，并且在幾何體定義基于不同數(shù)學(xué)體系的系統(tǒng)之間導(dǎo)入/導(dǎo)出數(shù) 據(jù)，有大量的時(shí)間被浪費(fèi)掉了。最終，由于使用的工的集成要求企業(yè)采用能夠與設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)保持同步的工程環(huán)境和流程。這種環(huán)境必須具備足夠的速度才能讓工程師有能力解答設(shè)計(jì)問題，同時(shí)還要足夠強(qiáng)健，以便讓用戶建立充分的信心來更換現(xiàn)程物理體系不同，各種工程模型都差異，工程師往往需要調(diào)整結(jié)構(gòu)的拓?fù)?，使之與工程模型的拓?fù)湎喾?，而這最終意味著這些用戶需要為每個(gè)工程學(xué)科手動(dòng)管理一套不同的幾何表現(xiàn)形式。有流程（

6、物理測(cè)試）。除此之外，該環(huán)境必須支持高度多樣化的用戶群體，這其中既需要無縫設(shè)計(jì)幾何體以便執(zhí)行復(fù)雜分析的高級(jí)分析師，也Autosim 是歐洲一家關(guān)注在汽車業(yè)的使用情況的需要自行執(zhí)行早期分析以確信該環(huán)境能為指示正，它的一份報(bào)告指出：“在工程師為系統(tǒng)或子系統(tǒng)所花的所有時(shí)間中，有 80% 用于生成模型?！?確方向的設(shè)計(jì)。創(chuàng)建CPD3研究了設(shè)計(jì)和周期中的，發(fā)現(xiàn)有 51% 的企業(yè)在回答調(diào)查時(shí)將模型列為其內(nèi)部的“關(guān)鍵”或“重要”問題?！皠澐志W(wǎng)格之前的模型工作會(huì)妨礙 CAE 分析師在縮短周期時(shí)間方面的能力?！奔词故亲顚I(yè)解決方案，似乎也很難跟上設(shè)計(jì)更改的步伐。據(jù)用戶反映，4細(xì)微的設(shè)計(jì)更改也可能會(huì)破壞用于將分析

7、模型同步到設(shè)計(jì)幾何體的關(guān)聯(lián)。一旦發(fā)生設(shè)計(jì)更改，這種問題常會(huì)導(dǎo)致分析師從零開始徹底重建分析模型。由于缺乏業(yè)務(wù)上的必要性或資源，特定市場(chǎng)的 CAE 供應(yīng)商往往不能保證為合作伙伴特定版本的設(shè)計(jì)工具提供快速支持。與此類似，他們也不大可能支持與生命周期管理 (PLM) 或數(shù)據(jù)管理 (PDM) 系統(tǒng)這樣的關(guān)鍵基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行集成。這些限制增加了項(xiàng)目調(diào)度的不確定性與復(fù)雜性，使企業(yè)無法始終如一地按計(jì)劃實(shí)現(xiàn)可靠的結(jié)果。Nesys Engineering 和 Vergnet S.A. 提供風(fēng)力發(fā)電速箱圖片由于早期的設(shè)計(jì)系統(tǒng)缺乏在構(gòu)建分析模型時(shí)需要的強(qiáng)健工具，特定市場(chǎng)的 CAE 供應(yīng)商踏入了這個(gè)空白領(lǐng)域， 開發(fā)出支持自

8、身的解算器的環(huán)境。令問題更趨復(fù)雜的是，工程團(tuán)隊(duì)往往會(huì)使用多種解算器。因此，工程團(tuán)隊(duì)需要大量彼此脫節(jié)的不同分析工具來處理各種分析。這些工具大都缺乏幾何模型功能，而要讓工程師無縫地融入到開發(fā)流程中，這些功能是必不可少的。發(fā)布方：Siemens PLM Software。©2011。Siemens Product Lifecycle Management Software Inc.。保留所利。白皮書 | 在設(shè)計(jì)周期中實(shí)現(xiàn)5在設(shè)計(jì)中的價(jià)值NX 的作用的工程師在短短三個(gè)小時(shí)后就能審閱結(jié)果。這種快速的基于 NX 的流程與早先的分析流程形成了鮮明對(duì)比， 因?yàn)樵缦鹊牧鞒桃?10 天時(shí)間才能完成，而

9、且需要外部顧問的參與?！霸诓捎?NX 及其附帶的集成 CAE 工具之前，同一流程會(huì)花費(fèi)兩個(gè)星期，而且正是因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)過程中可以隨時(shí)快速檢查最好和最壞的情況，因此我們才對(duì)使用薄壁鑄造法充滿信心?！盢X 是一種可管理的和集成式的設(shè)計(jì)、與解決方案套件，功能十分強(qiáng)大，可以幫助企業(yè)提高整個(gè)生命周期內(nèi)的生產(chǎn)效率。用于的 NX 在其所處的市場(chǎng)中可謂獨(dú)樹一幟，它提供大量兼具廣度和深度、極為強(qiáng)健的分析技術(shù)，這些技術(shù)已經(jīng)嵌入到單個(gè)開發(fā)平臺(tái)內(nèi)。將 NX 同時(shí)用于在很多企業(yè)中，CAE需要使用高級(jí)幾何體工具來執(zhí)行早期的快速分析。作為同步建模技術(shù)中的一能，NX 獨(dú)有的直接編輯功能可以簡(jiǎn)化工程師操作設(shè)計(jì)幾何體的。由于工程師不

10、需要學(xué)習(xí)如何使用 CAD和設(shè)計(jì)，可以在生產(chǎn)效率方面為當(dāng)今的提供顯而易見的益處。團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)，也不用了解零件構(gòu)建過程中的特征歷史因此他們可以通過一些圖標(biāo)以直觀的方式直接，和實(shí)際益處更改幾何體。對(duì)于工程團(tuán)隊(duì)（尤其是對(duì)于高級(jí) CAE），同步建模技術(shù)具有性的影響。Wirth Research 專門從事汽車競(jìng)賽行業(yè)與其他高科技領(lǐng)域的研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)和工作。工程經(jīng)理在最近由 Siemens PLM Software 贊助的一次會(huì)議上， 來自法國(guó) Nesys 工程咨詢公司的 Emmanuelle Crespin 解釋了他的公司如何使一個(gè)原本需要四天的建模流程得以將用時(shí)縮短 70%。在這個(gè)例子中，客戶要求他的公司

11、對(duì)一種大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)頂部的變速箱進(jìn)行分析。變速箱幾何體極為復(fù)雜，只有在大幅度簡(jiǎn)化之后才能對(duì)其劃分網(wǎng)格。使用傳統(tǒng) CAE 工具和流程時(shí)，NesysDarren Davies 解釋說，的集成設(shè)計(jì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)對(duì)于項(xiàng)目的十分重要?！芭c世界上 90% 的企業(yè)類似， 我們是一家中小型企業(yè)，擁有大約 50 名員工，而且我們?cè)谕画h(huán)境中執(zhí)行設(shè)計(jì)和 CAE，即工程和?！钡墓こ處熞瞥卣骱蜏?zhǔn)備幾何體就花了四天時(shí)間，然后 才能夠劃分網(wǎng)格。Nesys 決定試試 NX，結(jié)果發(fā)現(xiàn)同步建模技術(shù)可以讓他們快速移除特征，所需的時(shí)間只相當(dāng)于使用孤立的 CAE 工具時(shí)的一小部分。來自 Damen 造船廠的 Jerry Baffa 深表

12、贊同：“在分析結(jié)果要求進(jìn)行設(shè)計(jì)更改時(shí)，我們可以使用 (NX) 同步建模技術(shù)有效地實(shí)施更改。重新劃分網(wǎng)格輕而易舉 就能實(shí)現(xiàn)，在很短的設(shè)計(jì)周期內(nèi)就能看到結(jié)果。”不過，操作幾何體只是該解決方案的一部分。工程師還需要快速修復(fù)和消除幾何體特征。來自航空航天行業(yè)的某家 NX 客戶就是一個(gè)很例子。該客戶發(fā)現(xiàn)，由于在使用外部分析系統(tǒng) (ANSYS) 時(shí)幾何體問題，他們損失了大量的時(shí)間。僅僅是處理微小的邊線就花了 56 天。在用 NX 取代 ANSYS 預(yù)處理和后處理環(huán)境后，這家公司得以將測(cè)試案例流程的用時(shí)從一周縮短到半天，流程改進(jìn)率高達(dá) 10:1。通過對(duì)更完整的工作流受到的影響進(jìn)行估測(cè)，可以發(fā)現(xiàn)幾何體修復(fù)功能

13、可以節(jié)省兩周時(shí)間。除此之外，由于無需進(jìn)行轉(zhuǎn)換，他們額外節(jié)省了兩周，而設(shè)計(jì)與 FEM 之間的關(guān)聯(lián)鏈接同樣省下兩周時(shí)間。節(jié)省的時(shí)間總量達(dá)到六周，這令人印象Wirth Research 惠供圖片。Paul Crooks 為他們采用的該公司的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提供了一個(gè)示例（本例中將此用于一輛）：“其中一項(xiàng)主要設(shè)計(jì)目標(biāo)是，將汽車后半部分的重量保持在極輕的水平。這需要對(duì)整個(gè)變速箱的概念作出改變。我們要將鎂合金設(shè)計(jì)改為薄壁鋁制外殼。”借助 NX，這支設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)只用一個(gè)參數(shù)就可以改變變速箱（包含超過 4,000 個(gè)特征、各種不同的倒圓、孔、凸臺(tái)等等）的壁厚。系統(tǒng)只需要不到 30 分鐘就能重新生成設(shè)計(jì)模型，并能自動(dòng)更新分

14、析模型，因此，他們深刻，特別是當(dāng)您，該公司在每個(gè)周期中都要對(duì) 26 個(gè)模型執(zhí)行從設(shè)計(jì)到分析的過程更是如此。發(fā)布方：Siemens PLM Software。©2011。Siemens Product Lifecycle Management Software Inc.。保留所利。白皮書 | 在設(shè)計(jì)周期中實(shí)現(xiàn)6NX 高級(jí)幾何體環(huán)境中的 CAE 功能兼具廣度和深度， 級(jí)工程分析師能夠藉此取得巨大的優(yōu)勢(shì)。工程師通過構(gòu)建可重用的分析模板，設(shè)計(jì)可以胸有成竹地自行運(yùn)行某些類型的基本分析，而且他們不必等待 CAE 團(tuán)隊(duì)的反饋，所以能夠加快設(shè)計(jì)迭代速度。這樣，專業(yè)工程師就可以騰出手來，專心處理更復(fù)雜

15、的問題?！拔覀兛梢杂枚喾N不同的構(gòu)建模型。他們能夠使用包含或不包含幾何體的 CAE 實(shí)體，例如用質(zhì)點(diǎn)來代替風(fēng)扇。例如，可以通過剛性元件將風(fēng)扇連接到 CAE 實(shí)體或設(shè)計(jì)幾何體，這些元件用于將載荷分散到螺栓位置。另外，也可以將載荷與約束應(yīng)用在幾何體和/或 CAE實(shí)體上。在模板中了我們要采用的 FE 結(jié)構(gòu)分析板交給設(shè)計(jì)工程師之后，他們就能真正地分析。將模的設(shè)計(jì)了?！盌avies 解釋道，“借助這項(xiàng)內(nèi)置的 NX 應(yīng)力分析功能，我們所有的設(shè)計(jì)用預(yù)先的約束和載荷技術(shù)自行完成部件的快速分析，這些技術(shù)已經(jīng)由分析部門整合到一起。”通過使用 NX Flow 這一 NX 集成式 CFD 解決方案， Adams Gol

16、f 幫助它的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)了解各種更改和特定的幾何體特征是如何影響球桿阻力和球速的。高級(jí)開發(fā)總監(jiān) Scott Burnett 指出：“我們使用 NX Flow 開發(fā)NX 可以完成設(shè)計(jì)拓?fù)涞霓D(zhuǎn)換工作，以用于分析。設(shè)計(jì)和分析模型是完全關(guān)聯(lián)的，這意味著 NX 可以隨著設(shè)計(jì)更改而更新分析拓?fù)洹１硎具B桿或橫梁的橫截面可以輕而易舉地用簡(jiǎn)化的分析拓?fù)鋪砣〈?，而載荷和約束則可應(yīng)用于原始幾何體或相應(yīng)的 FEA 實(shí)體。當(dāng)研究或計(jì)算機(jī)外殼內(nèi)部的氣流時(shí)，可以將氣流與風(fēng)扇或抽氣裝置的位置方便地關(guān)聯(lián)起來，使建模工作變了兩款最新?，F(xiàn)在，它已成為桿頭設(shè)計(jì)流程中不得非常直觀。Davies 僅僅只是一款 CAD說：“NX 的優(yōu)勢(shì)在于，

17、它不包。我們使用套件中的相同軟可或缺的一部分。”“Speedline 球桿的案例就是在流程中實(shí)施 NX 以取得的最好示例。”Burnett 表示，“第一款 Speedline球桿實(shí)際上是使用我所說的舊流程來開發(fā)的。我們先制作樣品，然后進(jìn)行大量空氣動(dòng)力學(xué)性能方面的猜測(cè)， 我們還必須做出大量的權(quán)衡取舍。因此對(duì)于新一代球桿，NX 使我們能夠支持該桿頭面積。我們可以在 NX Flow 中增大桿頭面積并進(jìn)行大量的 CFD 迭代，將空氣阻力減小到第一款 Speedline 球桿所具有的阻力?！奔?FE 工具來分析我們正在設(shè)計(jì)的零件。由于所有這一切都包含在一個(gè)包中，因此在將設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換到乃至虛擬工程環(huán)節(jié)時(shí)并

18、都是完全無縫的?！碑a(chǎn)生開銷。所有操作從中獲益的工程師和設(shè)計(jì)有著諸多不同的背景和經(jīng)驗(yàn)，彼此差異很大。這些差異可能會(huì)影響的準(zhǔn)確性，最終還會(huì)影響人們的信心。借助 NX 的 CAE工具，企業(yè)可以捕獲經(jīng)過驗(yàn)證的分析并將其制作Adams Golf 將這些知識(shí)運(yùn)用于開發(fā)，推出了它的成模板，這樣，具備不同專業(yè)知識(shí)的工程師和設(shè)計(jì)人2009 版 Speedline 球桿。自推出以來，這種球桿已經(jīng)在多場(chǎng)巡回賽中為選手取得勝利作出了貢獻(xiàn)。大師(Golf Digest) 將 Adams Speedline 球桿評(píng)為員就可以重復(fù)使用這些。例如，如果某家生產(chǎn)安裝托架的公司有一套可重復(fù)的流程，并且該流程由一組特定的分析步驟組

19、成，那么就可以捕獲并重用該流程，而不必編寫客制化代碼?！?009 金獎(jiǎng)得主”，認(rèn)為“從某種意義上來講，Adams 發(fā)現(xiàn)了被其他廠商忽略的某些方面?！卑l(fā)布方：Siemens PLM Software。©2011。Siemens Product Lifecycle Management Software Inc.。保留所利。白皮書 | 在設(shè)計(jì)周期中實(shí)現(xiàn)7結(jié)論如今，所有企業(yè)都在以積極的態(tài)度不斷尋找消除流程中的浪費(fèi)并提高生產(chǎn)效率。Wirth 公司的 Darren Davies 認(rèn)為：“有關(guān)如何使用 NX for CAE 的商業(yè)案例極具說服力，是無可辯駁的。我們的生產(chǎn)效率和工程效率明顯超過了水

20、平，開發(fā)成本也大幅下降。我們減少了步驟，而在每一個(gè)步驟中，我們都得到了更好的回報(bào)，而且用更少的資源就能完成這些步驟?！卑l(fā)布方：Siemens PLM Software。©2011。Siemens Product Lifecycle Management Software Inc.。保留所利。白皮書 | 在設(shè)計(jì)周期中實(shí)現(xiàn)8參考資料1.“戰(zhàn)略利潤(rùn)率的影響”(The Impact of Strategic對(duì)于Simulation on Product Profitability)，Abrerdeen Research， 2010 年 6 月。2.“汽車工程(CAE) 領(lǐng)域現(xiàn)有和未來的技術(shù)”

21、(Current andFuture Technologies in Automotive Engineering Simulation (CAE)，NAFEMS，ISBN 978-1-874376-41-5。3.“CAD/CAE 迭代循環(huán)：模型”(The CAD/CAE IterativeCycle:M CPDClean Up)，Ken Versprille，PLM 研究總監(jiān)，2008 年 5 月。4. 許多參考資料可以從用戶論壇和在線討論組中獲得。發(fā)布方：Siemens PLM Software。©2011。Siemens Product Lifecycle Management Software Inc.。保留所利。白皮書 | 在設(shè)計(jì)周期中實(shí)現(xiàn)9關(guān)于 Siemens PLM Software西門子工業(yè)自動(dòng)化業(yè)務(wù)部旗下機(jī)構(gòu) Siemens PLM Software生命周期管理 (PLM)是全球領(lǐng)先的服務(wù)供應(yīng)商，在全世界擁有超過 69,500 家客戶，裝機(jī)量達(dá) 670 萬。Siemens PLM Software 總部位于通過開放式的解決方案，幫助企業(yè)將。有關(guān) Siemens PLM Software德克薩斯州的布萊諾市，創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為和服務(wù)的詳細(xì)的，請(qǐng)。© 2011 Siemens Product Lifecycle Man