項(xiàng)目介紹
LG電子公司是消費(fèi)電子、移動(dòng)通訊和家用電器領(lǐng)域的全球領(lǐng)先制造商和技術(shù)革新者。LG在平板電視、移動(dòng)設(shè)備、空調(diào)、洗衣機(jī)和冰箱等領(lǐng)域中均處于世界領(lǐng)先地位,2012年全球銷售額高達(dá)452.2億美元。
挑戰(zhàn)
電子行業(yè)中最為暢銷、更新?lián)Q代最快且競(jìng)爭(zhēng)最為激烈的產(chǎn)品莫過(guò)于智能手機(jī)。智能手機(jī)推陳出新的頻率一般在幾個(gè)月左右,因此縮短新款手機(jī)上市時(shí)間的任何方法均會(huì)對(duì)制造商的盈利能力、市場(chǎng)定位以及在消費(fèi)者中的聲譽(yù)產(chǎn)生巨大影響。
然而,當(dāng)前開(kāi)發(fā)流程中的一些方面尚未能順應(yīng)加速實(shí)行這些措施的趨勢(shì),仍然耗時(shí)巨大。其中一個(gè)典型流程便是跌落測(cè)試仿真,這是確保產(chǎn)品質(zhì)量及穩(wěn)健性的關(guān)鍵因素,因此也是體現(xiàn)智能手機(jī)市場(chǎng)能力的重要因素。盡管LGE與其眾多競(jìng)爭(zhēng)者一樣,也采用了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)來(lái)進(jìn)行虛擬跌落測(cè)試,但卻無(wú)法順利縮短仿真時(shí)間。由于智能手機(jī)包含眾多具有微型特征的零件與組件,因此對(duì)其進(jìn)行幾何清理、簡(jiǎn)化以及網(wǎng)格劃分將耗費(fèi)大量時(shí)間。此外,所必需的大量接觸定義也涉及到很多手動(dòng)步驟。整個(gè)測(cè)試過(guò)程還包括多種跌落與彎曲工況,而其中的分析設(shè)置也要占用大量時(shí)間。最后,后處理和生成報(bào)告也同樣耗時(shí)費(fèi)力,從而進(jìn)一步延長(zhǎng)了獲得結(jié)果的時(shí)間。因此,行業(yè)內(nèi)進(jìn)行的跌落測(cè)試仿真(從設(shè)置、開(kāi)展到分析)平均需要一至兩周的時(shí)間。其中最耗時(shí)的環(huán)節(jié)當(dāng)屬建模與后處理,這兩個(gè)部分占投入總時(shí)間的60%到80%。
鑒于以上情況,LGE與Altair強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,尋求打造出一款無(wú)縫集成的跌落測(cè)試仿真流程自動(dòng)化系統(tǒng),使LGE工程師在24小時(shí)之內(nèi)便可完成虛擬智能手機(jī)的跌落測(cè)試。此方法實(shí)現(xiàn)了建模、跌落和彎曲分析的完美結(jié)合,將顯著加快產(chǎn)品開(kāi)發(fā)步伐,助力LGE斬獲行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
解決方案
圖1 智能手機(jī)CAD模型
圖2 智能手機(jī)跌落仿真結(jié)果
借助Altair HyperWorks計(jì)算機(jī)輔助工程平臺(tái)(包括專用于前處理的HyperMesh、RADIOSS求解器、專用于后處理的HyperView及其嵌入式自動(dòng)化框架)中的軟件工具,Altair-LGE團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出了一種在簡(jiǎn)化幾何、創(chuàng)建焊接點(diǎn)、生成高質(zhì)量網(wǎng)格以及創(chuàng)建零件之間的接觸面中實(shí)現(xiàn)全面自動(dòng)化的方法,進(jìn)而在前處理過(guò)程中節(jié)省了大量時(shí)間。通常情況下,對(duì)智能手機(jī)中數(shù)以百計(jì)的零件進(jìn)行手動(dòng)建模和網(wǎng)格劃分并創(chuàng)建報(bào)告需要花費(fèi)工程師一周的時(shí)間。而憑借Altair-LGE團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出的流程自動(dòng)化系統(tǒng),同樣的任務(wù)僅需幾個(gè)小時(shí)即可輕松完成。這是一款完全集成式的端對(duì)端系統(tǒng),具有友好的用戶界面,能夠?qū)Φ浜蛷澢鷾y(cè)試情況進(jìn)行精確仿真?蚣苁降木W(wǎng)格劃分瀏覽器能夠根據(jù)特定的網(wǎng)格劃分條件設(shè)置數(shù)百個(gè)零件,并使用批量網(wǎng)格劃分方法自動(dòng)對(duì)各個(gè)零件進(jìn)行相應(yīng)劃分。在后處理方面,此系統(tǒng)允許用戶加載多個(gè)方向的結(jié)果文件,并針對(duì)每種加載情況生成相應(yīng)報(bào)告。此外,系統(tǒng)還將繪制輪廓線、圖表和剖切線,并在批量模式或交互模式下找到熱點(diǎn)和最大值。
綜上所述,借助HyperWorks的嵌入式自動(dòng)化框架,團(tuán)隊(duì)工程師能夠?qū)崿F(xiàn)有限元分析建模、分析設(shè)置和后處理的自動(dòng)化,無(wú)需再一一手動(dòng)處理這些任務(wù)。此系統(tǒng)還可將跌落和彎曲分析的標(biāo)準(zhǔn)化、可靠性以及可重復(fù)性推向新的臺(tái)階。
圖3 流程自動(dòng)化系統(tǒng)–24小時(shí)快速?zèng)_擊仿真(QIS24)
圖4 流程自動(dòng)化系統(tǒng)(QIS24)瀏覽器與分步指南
結(jié)論
Altair-LGE團(tuán)隊(duì)在使用可行工具集執(zhí)行智能手機(jī)跌落測(cè)試仿真中大獲成功,從CAD建模到生成報(bào)告僅需不到24小時(shí)。此外,得益于此流程自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)施,對(duì)印制電路板(PCB)和芯片進(jìn)行網(wǎng)格劃分并創(chuàng)建PCB和芯片之間的焊接點(diǎn)僅需不到5分鐘,而手動(dòng)進(jìn)行此任務(wù)則需花費(fèi)工程師一整天的時(shí)間。整個(gè)建模時(shí)間不到5小時(shí),其中配置邊界條件僅耗費(fèi)半小時(shí)左右,而生成報(bào)告則用了不到兩分鐘。
這一自動(dòng)化系統(tǒng)使電子行業(yè)內(nèi)包括上市時(shí)間、創(chuàng)新與成本在內(nèi)的多個(gè)令人頭痛的問(wèn)題迎刃而解。這樣,不僅手動(dòng)操作的時(shí)間相應(yīng)減少,人工出錯(cuò)率也隨之降低,而且工程師們還可利用跌落測(cè)試仿真自動(dòng)化系統(tǒng)節(jié)省出的大量時(shí)間來(lái)探索更多設(shè)計(jì)方案,進(jìn)而不斷超越、不斷創(chuàng)新。此外,LGE的保修成本有望得到大幅縮減,因?yàn)橹悄苁謾C(jī)經(jīng)優(yōu)化后,將更不易損壞。
“智能手機(jī)行業(yè)內(nèi)的當(dāng)務(wù)之急便是加快產(chǎn)品上市速度,”LG電子MC研發(fā)中心高級(jí)研發(fā)工程師Hyong-Won Seo表示,“但是很多公司在分秒必爭(zhēng)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期根本無(wú)暇權(quán)衡太多設(shè)計(jì)方案。跌落測(cè)試仿真的常規(guī)周期一至兩周已不能滿足當(dāng)今市場(chǎng)發(fā)展的要求。如今,通過(guò)Altair的技術(shù),我們能夠?qū)⒌錅y(cè)試所需時(shí)間從一周削減至數(shù)小時(shí)。”
LGE計(jì)劃將24小時(shí)跌落測(cè)試仿真系統(tǒng)應(yīng)用于其新款手機(jī)的開(kāi)發(fā),Altair預(yù)測(cè),這一標(biāo)準(zhǔn)化的自動(dòng)化流程在其他類型消費(fèi)電子產(chǎn)品(筆記本電腦、家用電器、空調(diào)等其他產(chǎn)品)的設(shè)計(jì)中將同樣大有用武之地。
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本文標(biāo)題:LG電子利用創(chuàng)新的流程自動(dòng)化方法,在24小時(shí)內(nèi)完成智能手機(jī)的跌落測(cè)試仿真
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