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可视化仿真分析:平台化、集成化引领设计创新
http://cn.newmaker.com 12/10/2013 10:39:00 AM  欧特克
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CAE/模拟仿真展厅
通用有限元分析软件, 结构分析软件, 动力学分析软件, 声学分析软件, 板料冲压成形模拟软件, ...
在制造业转型升级的大背景下,国内制造业企业从“中国制造”走向“中国智造”的关键何在?在一项关于制造业未来发展的调查中,加速创新与优化精简制造流程、优化供应链管理一起成为制造业企业最为关注的提升自身竞争力的三大法宝。 如何加速创新、有效控制成本并提高生产效率?在市场对产品品质、生产工艺和上市时间的要求越来越高的情况下,技术因素日益成为制造业企业塑造差异化优势的关键所在。

全面解决注塑成型问题

面向制造业,欧特克以数字化样机为核心的设计套件为工程师提供完整的“设计方法论”。数字化样机能够极大地降低产品开发流程中的成本并提高效率,满足用户从早期概念设计到详细工程模拟过程中不断变化的业务需求。其可视化、仿真分析等功能已经广泛应用于产品设计研发的各个阶段,并覆盖从二维到三维、从产品造型、模具设计到产品生产的多个视角和设计流程。

“设计的管理是制造业企业产品开发流程中非常重要的部分,在数字化样机平台化解决方案的环境中,数据是流畅的、可以被整合的。其中,仿真分析和验证无论在企业的开发流程,还是欧特克的解决方案中,都占据重要的位置。” 欧特克软件中国有限公司制造业总监严天翌表示。如何平衡产品设计可能存在的先天不足、成本效益和质量水平是当前制造业面临的普遍难题,数字化仿真工具让设计者不仅可以在设计初期及时发现产品的问题,同时还可以在保证质量的前提下进一步降低注塑成本。在制造业产品的开发流程中,仿真分析和优化贯穿整个设计流程。模具设计与制造的效率直接关系到产品的开发和生产效率,这一点在电子消费品、汽车等行业的表现尤其突出。

来自中日龙电器制品(深圳)有限公司的李敏,凭借《提高Moldflow标准化应用水平 降低产品开发过程中的隐性成本》精彩应用案例,摘得了“第四届Autodesk Simulation Moldflow大师赛”冠军头衔。“利用Moldflow来对产品设计缺陷做提前预测并加以优化,发现问题所在并结合实际生产的经验,向客户提出修改意见,既降低了产品开发成本,也取得了客户信任。”中日龙电器制品(深圳)有限公司技术开发统括部设计课副主管李敏介绍,在模具设计和检验阶段都没有问题的设计方案在实际注塑成型时,产品可能出现问题,利用Moldflow的预测优化则能很好地解决这一问题。

应用Moldflow,设计者在产品开发早期即可引入精确的材料数据,可以实现工艺性优化、功能性优化和环境性优化的集成性分析。通过使用Autodesk Simulation Moldflow,企业能有效减少对高成本物理样机的需求和潜在的制造缺陷,更快地将创新产品推向市场。设计流程得以优化,产品设计的工艺窗口更宽广。在材料成本、成型周期、上市周期方面,生产的成本效益充分释放,与此同时,能够确保最佳的塑件成型工艺和产品质量。

集成优化的平台“利器”

仿真分析工具是欧特克数字化样机平台解决方案中重要的组成部分。在分析驱动设计成为产品开发流程重要趋势的情况下,企业需要具备缩短设计周期,更快提出质量优良并且创新、容错设计的能力。不同的设计软件在数据转换中存在效率低下、数据丢失等问题,从而导致塑料件的验证、分析分析结果不够精确、全面等问题。针对这种问题,欧特克的平台化方案凸显出了极高的价值:通过CAD与Moldflow模流分析软件结合,改善了设计流程中的数据通道,简化并提供了全新的工作流程。一方面,数据可以实现实时交换,另一方面,仿真分析的精度也极大改善。通过增强互操作性,客户能够在最恰当的时间点及时切换到不同的子平台,获取当前设计进度下最需要的功能。

“欧特克在Moldflow上的投资是持续和深入的。现在,Autodesk Simulation Moldflow能有效整合到全新的产品设计套件中,与Autodesk Vault产品数据管理软件以及欧特克的下一代云端替代产品Autodesk PLM 360实现相互操作,其基于云计算的有利条件还能促进设计的共享和重复使用。”欧特克设计生命周期与仿真部高级总监Ian Pendlebury表示,“很多用户在使用Moldflow的同时,希望能够提供与其他CAE软件的组合功能,比如碰撞分析、非线性结构分析等应用场景。目前,Moldflow能够结合结构CAE、CFD等技术,实现集成化的优化分析,在‘以塑代钢’、轻量化和可持续设计等应用场景中大显身手,提供最为有效的可视化仿真视角。未来,Moldflow可能融合更多的非线性结构分析功能,更多地跟一些大型专用软件建立更紧密的联系。”

上海科世达—华阳汽车电器有限公司是一家国内知名的汽车电器和电子产品解决方案供应商,其每年应用Autodesk Simulation Moldflow分析的零件数量已超过200个,每年可为公司节省试模费用约360万元人民币。“通过应用Moldflow,科世达在产品研发和设计过程中最大程度地减少了废料并缩短了产品的成型周期。同时,可预先确认产品可能存在的问题,预测产品潜在的质量问题,从而有效降低模具的试错成本。” 上海科世达—华阳汽车电器有限公司Moldflow应用工程师杜方表示,“一开始我们使用Moldflow只是单纯地辅助模具设计,现在Moldflow已经完全贯穿科世达的产品研发、模具设计、产品工艺参数优化等业务流程的各个环节,全面解决汽车电控模块中塑料件的注塑成型问题。”

作为中国模具协会常务理事单位,中国大型注塑模具重点骨干企业,宁海县第一注塑模具有限公司在业内享有盛誉,其模流分析组在公司内部是技术团队的重要组成部分。“在模流分析软件中,Moldflow的分析精度和准确度都非常好,这是我们选用它最重要的原因。”宁海县第一注塑模具有限公司模流分析负责人孙晓斌表示。

“搭台唱戏”凝聚产业

超过1500家用户、全球重要市场之一,这是目前Moldflow在中国市场交出的答卷,其应用涵盖各行各业中涉及注塑件仿真分析需求的企业。世界范围内,Moldflow已经成为全球公认的注塑行业标准。包括通用汽车、苹果等在内的一些顶尖制造商对供应商的要求非常严苛,通过将Moldflow的数据与供应商共享,设计出最优化、最合理的方案,加速产品设计创新,提升效率。

“面向行业的需求,例如汽车行业的材质轻量化要求,我们会结合客户的实际需求与整个产业链一起,推动仿真分析领域的技术革新。一方面,我们会继续整合数字样机平台化解决方案各个组件,打通产品设计数据通道,持续优化产品的功能和操作体验。另一方面,仿真分析技术的演进与优化始终是面向行业应用和用户需求的,欧特克一直在不断聆听用户的声音,关注他们的需求变化。” Ian Pendlebury表示。

一项技术和产品在业界的影响力不仅体现在其在市场的控制力和主导地位上,关注整个产业生态的发展更具长远意义。在制造行业,一年一度的 “Autodesk Simulation Moldflow大师赛”已经发展成制造业工程师们交流设计心得、分享设计成功经验的聚集地。同是本次大赛的参赛选手,来自上海美嘉帕拉斯特汽车零部件有限公司的模流分析主管李冰表示:“除了传统的内外饰之外,美嘉更加关注气管、空气滤清系统进气和排气系统的一些研发和制造。在美嘉的应用中,Moldflow带来的经济效益非常可观,粗略估算每年可节约成本可达100万欧元。借助Moldflow,我们可以更好地将国外成熟的汽车配件工艺、设计经验带到本土市场,并有效降低成本,提升产品研发的效率。”

成都航天模塑股份有限公司是一家专业从事汽车内外饰件、发动机配件和模具研发、制造的高新技术企业。“目前,成都航模用Autodesk Simulation Moldflow软件对产品的注塑缺陷还有翘曲进行提前的分析预测和改善,改进效果显著,在为我们带来巨大经济效益的同时,也令我们赢得了客户的信任。” 成都航天模塑股份有限公司CAE室主任杨明华表示。

在国内的汽车厂商中,长安汽车与欧特克的合作持久而深入。重庆长安车研究总院内外饰CAE分析工程师肖方成介绍,长安汽车和欧特克的合作由来已久,目前,在Moldflow评价标准的建立及其应用实践方面,长安汽车已经拥有比较丰富的经验。“如何把我们以前在注塑和装配过程中可能遇到的缺陷在设计阶段就把它解决掉,这是我们应用Moldflow不断优化设计流程的现实场景。在工艺分析和材料应用方面,多个CAE软件的联合仿真分析的应用实践也在开展。”肖方成表示。

今年,“Autodesk Simulation Moldflow大师赛”已连续举办四届,大赛涌现出一批优秀的Moldflow应用案例,在行业中具有典型代表性和应用借鉴价值。“欧特克举办Moldflow大师赛的初衷就是希望能为国内广大Moldflow用户提供一个交流和学习平台,以期提升中国用户Moldflow应用水平,助推中国注塑行业数字化仿真技术应用水平不断提升。” 严天翌表示,未来,欧特克将一如既往加大对中国企业Moldflow应用的技术支持,让Autodesk Simulation Moldflow技术方案惠及更多中国企业。

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