前言
由于用戶(hù)需求的不確定性、軟件價(jià)格偏高等多種因素影響,CAE(Computer Aided Engineering)軟件在我們身邊的應(yīng)用遠(yuǎn)沒(méi)有CAD軟件那樣普及,而且多數(shù)情況下都是在用戶(hù)有特殊需求的前提下才會(huì)被動(dòng)產(chǎn)生購(gòu)置CAE軟件工具的愿望,我所在企業(yè)也是在面臨產(chǎn)品開(kāi)發(fā)瓶頸問(wèn)題而又無(wú)法用常規(guī)辦法解決時(shí)才提出了使用CAE軟件工具的計(jì)劃。
南車(chē)成都機(jī)車(chē)車(chē)輛有限公司作為我國(guó)鐵路機(jī)車(chē)配套電機(jī)的主要制造企業(yè)之一,長(zhǎng)期以來(lái)苦于自身研發(fā)能力較弱,未能進(jìn)入國(guó)內(nèi)鐵路機(jī)車(chē)配套電機(jī)主導(dǎo)企業(yè)行列。為迎接新一輪鐵路跨越式發(fā)展對(duì)機(jī)車(chē)車(chē)輛制造行業(yè)的更高要求,企業(yè)在集團(tuán)公司的幫助下啟動(dòng)了以提升電機(jī)加工技術(shù)水平和新產(chǎn)品研發(fā)能力為主要目標(biāo)的技術(shù)改造工程,而作為全面提升產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力而實(shí)施的制造信息化項(xiàng)目中的關(guān)鍵內(nèi)容之一就是實(shí)施三維CAD技術(shù)在電機(jī)研發(fā)過(guò)程中的應(yīng)用。
隨著三維CAD軟件在南車(chē)成都機(jī)車(chē)車(chē)輛有限公司電機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域的普遍運(yùn)用,大量三維產(chǎn)品模型的建立,除了能夠幫助設(shè)計(jì)師更好生成指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的二維圖紙,如何利用這些實(shí)體模型從根本上指導(dǎo)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)就成了設(shè)計(jì)部門(mén)的當(dāng)務(wù)之急。而作為設(shè)計(jì)校驗(yàn)和優(yōu)化工具的CAE軟件的應(yīng)用也就順理成章提上了議事日程。身為企業(yè)最早應(yīng)用現(xiàn)代三維設(shè)計(jì)軟件的先行者和公司CAD技術(shù)管理者之一,我有幸參與了企業(yè)CAE軟件的選型和應(yīng)用全過(guò)程,一些心得和體會(huì)在此與大家分享。
1 選擇ANSYS解決新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)關(guān)鍵問(wèn)題
雖然公司CAE選型項(xiàng)目組成員最初對(duì)CAE軟件也知之甚少,但經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間認(rèn)真細(xì)致的軟件選型調(diào)研,特別是在對(duì)相關(guān)先進(jìn)企業(yè)的CAE應(yīng)用狀況實(shí)地考察咨詢(xún)后,我們對(duì)當(dāng)時(shí)業(yè)內(nèi)大名鼎鼎的ANSYS軟件留下了較深刻的印象。ANSYS軟件是融結(jié)構(gòu)、流體、電磁場(chǎng)、聲場(chǎng)和耦合場(chǎng)分析于一體的大型通用有限元分析軟件,它能與大多數(shù)主流CAD軟件接口,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換。同時(shí),ANSYS軟件還是第一個(gè)通過(guò)ISO9001質(zhì)量認(rèn)證的大型分析設(shè)計(jì)類(lèi)軟件,是當(dāng)時(shí)美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)(ASME)、美國(guó)核安全局(NQA)及近二十種專(zhuān)業(yè)技術(shù)協(xié)會(huì)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)分析軟件,在國(guó)內(nèi)也是第一個(gè)通過(guò)了中國(guó)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)認(rèn)證并在國(guó)務(wù)院十七個(gè)部委推廣使用。更關(guān)鍵的是,作為我們?cè)陔姍C(jī)設(shè)計(jì)時(shí)最關(guān)心的電磁場(chǎng)分析功能,ANSYS軟件也能很好實(shí)現(xiàn),而且還能實(shí)現(xiàn)包括電磁場(chǎng)在內(nèi)的多物理場(chǎng)藕荷分析,這也是當(dāng)時(shí)其它CAE軟件所不能實(shí)現(xiàn)的功能。
最終,我們選擇了ANSYSY/Multiphysics軟件作為公司CAE系統(tǒng)的主力應(yīng)用平臺(tái)。作為ANSYS軟件的全功能分析包,ANSYSY/Multiphysics可以全方位解決我們?cè)陔姍C(jī)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程中所遇到的各種復(fù)雜的工程分析問(wèn)題,特別是在配合普通電機(jī)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行電機(jī)方案設(shè)計(jì)的過(guò)程中,利用ANSYS軟件對(duì)電機(jī)不同工作狀態(tài)下的電磁場(chǎng)進(jìn)行分析,能夠有效修正電機(jī)設(shè)計(jì)軟件關(guān)鍵電磁計(jì)算參數(shù),從而最大限度提高了電機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)果中電氣特性的準(zhǔn)確性,可以說(shuō)是解決了長(zhǎng)期以來(lái)困擾電機(jī)設(shè)計(jì)人員的老大難問(wèn)題。
2 選擇DESIGN SPACE拓展CAE應(yīng)用
盡管ANSYS/Multiphysics的應(yīng)用在很大程度上解決了電機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中的關(guān)鍵性技術(shù)難題,但由于ANSYS/Multiphysics畢竟是一套復(fù)雜的大型軟件系統(tǒng),雖然不少設(shè)計(jì)人員都經(jīng)過(guò)了系統(tǒng)的應(yīng)用培訓(xùn),但是真正能把軟件駕輕就熟的還是極少數(shù)。況且ANSYS/Multiphysics應(yīng)用步驟相對(duì)繁雜,加上價(jià)格因素又不可能配置太多,故在實(shí)際產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中很大程度上限制了CAE工具的推廣應(yīng)用,CAE的應(yīng)用效果就有了不小的局限性。
為了更好發(fā)揮CAE工具在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的作用,我們又把目光投向了ANSYS公司出品的DESIGN SPACE——面向工程師應(yīng)用的CAE軟件上。雖然DESIGN SPACE沒(méi)有ANSYSY那樣全面而強(qiáng)大的工程分析能力,但它同樣能在產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期對(duì)三維模型進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)等方面的有限元工程分析,特別是在產(chǎn)品多方案設(shè)計(jì)初期對(duì)分析精度要求又不是太高的前提下,它的分析效率很高,對(duì)于諸如企業(yè)項(xiàng)目招投標(biāo)期間的方案更新的快速響應(yīng)等方面的應(yīng)用極為有效。而且由于DESIGN SPACE前后處理過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單,對(duì)于普通設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)上手也很快,只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單培訓(xùn)就可以正常使用,因此對(duì)于在設(shè)計(jì)部門(mén)推廣普及CAE應(yīng)用非常合適。
在考慮CAE軟件系統(tǒng)良好兼容性的前提下,在ANSYS應(yīng)用基礎(chǔ)上,后續(xù)我們又添置了多套DESIGN SPACE分析軟件,一方面緩解了以往設(shè)計(jì)師單純應(yīng)用ANSYS/Multiphysics進(jìn)行電機(jī)產(chǎn)品分析所面臨的壓力負(fù)荷,另一方面也調(diào)動(dòng)了大家潛意識(shí)里使用CAE軟件的積極性。而DESIGN SPACE的應(yīng)用在隨后的多次電機(jī)項(xiàng)目方案選型和投標(biāo)工作中都以其快速準(zhǔn)確的反應(yīng)能力獲得了設(shè)計(jì)師和領(lǐng)導(dǎo)的普遍好評(píng)。
3 應(yīng)用效果
由最初對(duì)CAE軟件的朦朧認(rèn)識(shí)到現(xiàn)在能夠利用ANSYS/Multiphysics和DESIGN SPACE軟件強(qiáng)大的有限元分析功能在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中進(jìn)行工程分析和校核,一方面很好地解決了以往新產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中不能解決的一些關(guān)鍵問(wèn)題(如利用ANSYS/Multiphysics對(duì)電機(jī)電磁場(chǎng)進(jìn)行細(xì)致分析),另一方面也極大提高了一些常規(guī)機(jī)械校核計(jì)算的效率和準(zhǔn)確性(如利用DESIGN SPACE對(duì)電機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行工程分析)。經(jīng)過(guò)這些年CAE軟件在數(shù)十款電機(jī)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的有效應(yīng)用,可以說(shuō)我們目前的CAE應(yīng)用還是比較成功的。
同時(shí),這些年企業(yè)在CAE軟件應(yīng)用方面也鍛煉培養(yǎng)出了一批不同層次的核心人才,在接下來(lái)集團(tuán)公司所開(kāi)創(chuàng)的“協(xié)同仿真平臺(tái)”這個(gè)舞臺(tái)上,也必將有他們廣闊的用武之地。
結(jié)論
歸納CAE軟件應(yīng)用心得,我認(rèn)為最重要的是要遵循“按需配置,分層應(yīng)用”的CAE軟件選型原則。
如前所述,我們之所以選擇ANSYS作為CAE軟件的核心平臺(tái),并不是因?yàn)锳BAQUS、MSC等其他CAE軟件功能不夠強(qiáng)大,而是ANSYS軟件所提供的獨(dú)有的電磁場(chǎng)分析功能可以滿(mǎn)足我們進(jìn)行電機(jī)設(shè)計(jì)中電磁分析的特定需求。因此,CAE軟件的選擇一定要滿(mǎn)足用戶(hù)的工程分析需求,特別是一些個(gè)性化特殊要求。
而實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程也需要我們提供多層次的CAE解決方案,除了提供給分析工程師使用的高端分析軟件——如ANSYS/Multiphysics,也要有適應(yīng)普通設(shè)計(jì)工程師應(yīng)用的“傻瓜式”分析工具——如DESIGN SPACE,只有這樣才能全面提升CAE軟件在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用效果,避免出現(xiàn)陽(yáng)春白雪,曲高和寡的局面。對(duì)于既有CAE應(yīng)用需求,又受制于項(xiàng)目資金限制的用戶(hù),這一點(diǎn)尤為重要。
核心關(guān)注:拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用,蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想,集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念,功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理,全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域,是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴(lài)品牌。
轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處:拓步ERP資訊網(wǎng)http://www.ezxoed.cn/
本文標(biāo)題:2013PLM征文:淺談CAE軟件的應(yīng)用與選型
本文網(wǎng)址:http://www.ezxoed.cn/html/solutions/14019311421.html