隨著汽車、航空、航天以及通信等諸多行業(yè)的產(chǎn)品系統(tǒng)復雜程度不斷增大,在產(chǎn)品仿真分析過程中所涉及的學科越來越多,為了實現(xiàn)對產(chǎn)品在實際情況中更為精確可靠的仿真,必須考慮不同學科的耦合作用和影響,多學科協(xié)同仿真的概念應運而出。所謂多學科協(xié)同仿真就是根據(jù)系統(tǒng)分析目的,在考慮各學科要素相互關(guān)系的基礎(chǔ)上,建立能描述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或行為過程的仿真模型,在統(tǒng)一工具界面環(huán)境下進行的仿真分析,以獲得正確決策所需的各方面信息。
CAE市場中早已有了很多成熟的多學科協(xié)同仿真解決方案,各大廠商也在不斷推廣多學科協(xié)同仿真技術(shù),而在企業(yè)應用方面則經(jīng)歷了一段從初步到成熟應用的發(fā)展過程。企業(yè)最初只是考慮到要對產(chǎn)品涉及的多學科進行分析,沒有統(tǒng)一的分析工具、數(shù)據(jù)模型,以及合理的仿真人員規(guī)劃,這存在很多局限性,主要表現(xiàn)在:
沒有采用統(tǒng)一的分析工具,只是通過不同軟件之間的數(shù)據(jù)接口進行鏈式的仿真,即一個工程師完成一個學科點的分析之后,將數(shù)據(jù)模型或分析結(jié)果通過軟件之間的數(shù)據(jù)接口傳遞給下一個工程師,這使得各學科之間的集成和耦合非常有限;多工具分析界面形成了多重用戶環(huán)境,工程師要適應多個界面影響分析效率,同時限制了工程師之間的交流,知識無法共享;建立模型之初沒有充分考慮系統(tǒng)分析的目的,導致后期單個模型無法滿足多學科分析要求,而多個模型需要進行大量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,影響分析準確性和效率;多重用戶環(huán)境和不同數(shù)據(jù)模型之間的關(guān)聯(lián)性和一致性有限,企業(yè)無法有效管理、追溯和重用仿真數(shù)據(jù),也不利于企業(yè)建立科學的仿真流程;仿真分析的結(jié)果受到不同工程師經(jīng)驗、水平和所采用的分析流程的制約,影響了仿真分析結(jié)果的可信度;不能形成仿真知識庫,分析工程師的人員流動也會給企業(yè)帶來較大的影響。
先進的多學科協(xié)同仿真技術(shù)應該是在完整而統(tǒng)一的架構(gòu)和界面環(huán)境下基于一個共同的數(shù)據(jù)模型實現(xiàn)的,能夠同時保證分析的準確度和高效率。這需要將各子系統(tǒng)和各學科領(lǐng)域的仿真工具高效集成在統(tǒng)一的仿真平臺中,能實現(xiàn)各仿真工具之間的無縫集成和數(shù)據(jù)交換,在同一架構(gòu)上實現(xiàn)模型整合。同時兼顧仿真數(shù)據(jù)和流程的管理,這也是企業(yè)目前建立多學科協(xié)同仿真平臺的方向。
多學科協(xié)同仿真平臺
總結(jié)起來,多學科協(xié)同仿真技術(shù)在企業(yè)的發(fā)展具有以下趨勢:
●消除了傳統(tǒng)意義上多學科分析中模型數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換,多學科協(xié)同仿真基于共同的數(shù)據(jù)模型;
●具有統(tǒng)一的用戶環(huán)境,在同一平臺下進行多學科的仿真工作,降低了用戶環(huán)境和界面的復雜程度,消除了工程師熟悉不同環(huán)境所需的時間;
●架構(gòu)開放,能充分兼容已有單點分析工具的分析模型和數(shù)據(jù),保護企業(yè)的既有投資,同時便于集成第三方軟件或用戶自由擴展;
●加強了與CAD軟件之間的集成與互動,能進行無縫數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,提高模型導入精度。促進分析人員之間、設(shè)計與分析之間的交流和協(xié)作,疏通設(shè)計與分析流程,更加方便應用設(shè)計人員的數(shù)據(jù)模型。
此外,企業(yè)在建設(shè)多學科協(xié)同仿真平臺的同時,也要注重仿真分析流程管理,制定企業(yè)多學科協(xié)同仿真分析規(guī)范,使得仿真分析流程運行方式兼顧靈活性和可重復性好。有效地管理仿真數(shù)據(jù),能與企業(yè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)整合,從而建立企業(yè)知識庫,提高企業(yè)知識共享和重用的水平。
延伸閱讀:
【設(shè)計-仿真】走向融合
http://articles.e-works.net.cn/cae/article107023.htm
虛擬產(chǎn)品開發(fā)(VPD)技術(shù)在制造業(yè)的應用
http://articles.e-works.net.cn/CAE/article103600.htm
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本文標題:企業(yè)通過多學科仿真應用提升創(chuàng)新能力
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