《電子技術(shù)應(yīng)用》
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從飛機(jī)設(shè)計看工業(yè)4.0如何顛覆制造過程

2016-07-26

  “工業(yè)4.0”的藍(lán)圖之下,數(shù)字化進(jìn)程不斷加速,產(chǎn)品創(chuàng)新與市場競爭同樣白熱化。以前,搞個小零件都得先畫一張圖紙,難以想象擁有成千上萬個零件的產(chǎn)品從設(shè)計到最終產(chǎn)品得有多么復(fù)雜和漫長!那么今天,設(shè)計一架飛機(jī)或一輛汽車是怎樣的場景呢?

  中國航空工業(yè)信息技術(shù)中心首席顧問寧振波先生這樣回答:

  “現(xiàn)在的飛機(jī)研制是先在Cyber空間做產(chǎn)品方案設(shè)計和產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品分析仿真,然后是工藝設(shè)計、工藝仿真,之后是工裝設(shè)計、工裝仿真,接著是裝配設(shè)計、裝配仿真,最后在計算機(jī)上建立一個虛擬的飛行環(huán)境,進(jìn)行飛機(jī)的虛擬飛行。在這個虛擬的過程中,我們可以不斷發(fā)現(xiàn)設(shè)計、工藝、制造、裝配及試驗的問題,可在計算機(jī)上迭代修改,這就形成了產(chǎn)品協(xié)同研發(fā)平臺。當(dāng)所有問題解決之后,才進(jìn)入到生產(chǎn)制造環(huán)節(jié),即Cyber物理空間生產(chǎn),當(dāng)然生產(chǎn)過程也需全程數(shù)字化??傊?,虛實(shí)精確映射、Cyber控制實(shí)體,這是必然的發(fā)展方向?!?/p>

  ——中國航空工業(yè)信息技術(shù)中心首席顧問寧振波

  哇!原來現(xiàn)在的飛機(jī)從設(shè)計、制造到飛行,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全程數(shù)字化!

  來自一汽技術(shù)中心副總師李康博士則給出了這樣的答案:

  “數(shù)字化也是當(dāng)前汽車行業(yè)的普遍做法。數(shù)字化汽車的設(shè)計以模型為工具,以數(shù)據(jù)為支撐,支持車輛結(jié)構(gòu)和性能開發(fā),貫穿整個車輛產(chǎn)品生命周期的系統(tǒng)仿真體系,它面向整車,綜合協(xié)同;支撐整車開發(fā)目標(biāo)的平衡和優(yōu)化、分解和驗證;多系統(tǒng)、多學(xué)科、多目標(biāo)和多平臺的仿真體系;從產(chǎn)品策劃開始,貫穿開發(fā)過程,實(shí)現(xiàn)模型的完善、積累和重用。這種基于模型的整車性能控制體系對于提高研發(fā)質(zhì)量、縮短研發(fā)周期具有重要的工程意義?!?/p>

  ——汽技術(shù)中心副總師李康博士

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  據(jù)了解,在這方面,一汽技術(shù)中心的數(shù)字化工作已經(jīng)取得了不少進(jìn)展,如:建立了基于指標(biāo)的模型;多學(xué)科參數(shù)化分析,建立車身及底盤的參數(shù)化模型,采用多學(xué)科集成建模技術(shù),實(shí)現(xiàn)多方案、多性能的快速、同步分析;基于模型的電控系統(tǒng)開發(fā);傳動系統(tǒng)物理模型建立;模型支撐控制策略開發(fā);實(shí)現(xiàn)實(shí)時仿真,支撐HIL系統(tǒng)應(yīng)用;基于模型的車輛底盤性能控制——支撐底盤性能開發(fā),CAE輔助調(diào)校減小調(diào)校周期,降低調(diào)校成本,提高調(diào)校效率;進(jìn)行了電控系統(tǒng)預(yù)標(biāo)定等。想必今后一定會越來越系統(tǒng)化、全面化!

  其實(shí),這些精彩解讀都是來自于7月11-12日舉行的“2016SiemensPLMSoftware仿真與試驗大會”。本次會議上,來自航空航天、汽車、軌道交通、機(jī)械、電子等領(lǐng)域的500多位用戶代表聚集一堂,共同探討的正是如何利用領(lǐng)先的數(shù)字化工具,建立數(shù)字化的產(chǎn)品開發(fā)體系,加快產(chǎn)品創(chuàng)新速度,提升企業(yè)核心競爭力。

  那么,你準(zhǔn)備好迎接“工業(yè)4.0時代的制造新思維”了嗎?

  工業(yè)4.0時代,數(shù)字化是企業(yè)未來發(fā)展的必然方向,這不僅需要企業(yè)自身做好知識儲備和創(chuàng)新,也需要數(shù)字化領(lǐng)域的廠商提供引領(lǐng)創(chuàng)新的軟件工具和解決方案,雙方協(xié)力開創(chuàng)未來。

  作為工業(yè)4.0的引領(lǐng)者,西門子通過全球領(lǐng)先的技術(shù)戰(zhàn)略和解決方案,也引領(lǐng)著工業(yè)4.0時代的制造新思維。SiemensPLMSoftware高級副總裁兼大中華區(qū)董事總經(jīng)理梁乃明先生在主題報告中指出,如今,軟件在全球的應(yīng)用是走向工業(yè)4.0的基礎(chǔ)!

  “西門子一直積極參與工業(yè)4.0的建設(shè),并已在國內(nèi)建成了工業(yè)4.0樣板的成都數(shù)字化工廠,是唯一一家有能力一站式提供智能制造核心技術(shù)的企業(yè),西門子的數(shù)字化企業(yè)平臺能夠引領(lǐng)企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能制造轉(zhuǎn)型。SiemensPLMSoftware僅2013年至今就累計投入了20多億美元支持應(yīng)對制造業(yè)深刻變化所需的數(shù)字化和各項功能。西門子愿意和各位精誠合作,攜手邁進(jìn)工業(yè)4.0時代。”

  ——SiemensPLMSoftware高級副總裁兼大中華區(qū)董事總經(jīng)理梁乃明

  那么西門子都提供哪些數(shù)字化的解決方案呢?SiemensPLMSoftware仿真與試驗解決方案高級副總裁JanLeuridan博士介紹說:“通過2007年對UGS、2013年對LMS以及今年對CD-adapco的大手筆收購,西門子在產(chǎn)品開發(fā)和仿真試驗領(lǐng)域的產(chǎn)品組合和布局逐漸完善。現(xiàn)在,在產(chǎn)品開發(fā)方面,SiemensPLMSoftware提供以Teamcenter為代表的PLM平臺;在仿真與試驗方面,SiemensPLMSoftware致力于為用戶提供LMSImagine.Lab系統(tǒng)仿真工具、LMSVirtual.lab和LMSSamtech仿真軟件、LMSTest.lab測試軟件及SCADAS采集硬件等多種工程工具和服務(wù),幫助用戶提升創(chuàng)新能力。”

  “今天,在此基礎(chǔ)之上,我們又重磅推出了全新的Simcenter三維仿真平臺,這是西門子的下一代多學(xué)科三維仿真平臺,可以幫助用戶通過預(yù)測性分析推動性能工程轉(zhuǎn)型。”

  ——SiemensPLMSoftware仿真與試驗解決方案高級副總裁JanLeuridan博士

  Simcenter的重磅發(fā)布引起了在場嘉賓和用戶用戶的熱烈反響,究竟這是一個怎樣的三維仿真平臺呢?她將為企業(yè)帶來怎樣的全新體驗?zāi)兀?/p>

  “當(dāng)今的很多產(chǎn)品都來自復(fù)雜的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境,需要將機(jī)械功能與電子、軟件及控制功能等各個方面相結(jié)合,工程部門必須開發(fā)出集成以上諸多方面的智能產(chǎn)品,采用新的材料和制造方法,并不斷縮短設(shè)計周期,這就意味著必須改進(jìn)當(dāng)前對產(chǎn)品性能驗證所使用的工程實(shí)踐,使之發(fā)揮更大的預(yù)測作用,為實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和系統(tǒng)驅(qū)動的產(chǎn)品開發(fā)提供支持。

  而Simcenter的目的正是通過結(jié)合仿真和測試領(lǐng)域的多種技術(shù)來應(yīng)對這些挑戰(zhàn),以實(shí)現(xiàn)西門子的預(yù)測性工程分析愿景。Simcenter所涉及的技術(shù)包括計算固體力學(xué)(CSM)和有限元分析(FEA)、計算流體力學(xué)(CFD)、多體動力學(xué)、控制、物理測試、可視化、多學(xué)科設(shè)計探索和數(shù)據(jù)分析等。對這些技術(shù)的管理是在PLM環(huán)境中利用SiemensPLMSoftware的Teamcenter軟件來實(shí)現(xiàn)的,用以支持復(fù)雜系統(tǒng)的工程設(shè)計和開發(fā)。”JanLeuridan博士介紹說。

  Simcenter將仿真和物理測試與智能報告和數(shù)據(jù)分析技術(shù)相結(jié)合,以幫助用戶創(chuàng)建“數(shù)字雙胞胎(DigitalTwin)”,更準(zhǔn)確地預(yù)測產(chǎn)品開發(fā)過程中各階段的產(chǎn)品性能。因此,Simcenter的推出標(biāo)志著西門子在實(shí)現(xiàn)其數(shù)字化戰(zhàn)略和預(yù)測性工程分析愿景的道路上又邁進(jìn)了一步,其最終目的是實(shí)現(xiàn)設(shè)計仿真與驗證向分析工具的轉(zhuǎn)型,而這對實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)驅(qū)動的產(chǎn)品開發(fā)至關(guān)重要。

  在Simcenter中,應(yīng)用程序還將通過集成基于傳感器的數(shù)據(jù)和高保真的基于物理學(xué)的仿真,利用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)幫助制造企業(yè)創(chuàng)建和維護(hù)產(chǎn)品的數(shù)字雙胞胎(DigitalTwin),并確保其與所使用的實(shí)體產(chǎn)品保持同步?!斑@一能力的重要意義在于,可以幫助企業(yè)做出更切實(shí)有用的產(chǎn)品性能預(yù)測,使這些產(chǎn)品能夠適應(yīng)不斷變化的使用條件,延長使用壽命,緩解產(chǎn)品降級。”JanLeuridan博士最后表示。

  越分享,收獲越多。除了JanLeuridan博士對Simcenter的分享讓大家感到震撼、寧振波先生和李康博士的精彩案例分享令人受益匪淺之外,其實(shí)在“2016SiemensPLMSoftware仿真與試驗大會”上,還有60多場專業(yè)的分享。TEST、3D多屬性仿真、MBSE系統(tǒng)仿真三個專業(yè)分論壇中,也有著同樣精彩的技術(shù)報告以及熱烈的現(xiàn)場互動交流。

  在TEST分論壇,來自英格索蘭、臨工工程機(jī)械、北京空間技術(shù)研制試驗中心、上汽集團(tuán)技術(shù)中心、泛亞技術(shù)中心、華擎機(jī)械、奇瑞汽車、北汽動力總成、江淮汽車、北汽福田、長安汽車等企業(yè)的技術(shù)專家分享了各自在測試方面的項目進(jìn)程和經(jīng)驗。

  在3D多屬性仿真分會場,來自中國民航上海航空器適航審定中心、中國航空動力機(jī)械研究所、奇瑞汽車、一汽轎車、上汽通用五菱、上汽集團(tuán)商用車技術(shù)中心、一汽技術(shù)中心、中船重工705所、沈陽航空航天大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)等機(jī)構(gòu)的代表介紹了他們在3D仿真應(yīng)用方面的成功經(jīng)驗。

  在MBSE系統(tǒng)仿真分會場,來自中國商用飛機(jī)有限公司、北汽研究院、上海宇航、西安航天動力研究所、長安汽車、廣汽研究院、一汽無錫油泵油嘴研究所、國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)等單位的嘉賓就各自領(lǐng)域的MBSE系統(tǒng)仿真實(shí)踐進(jìn)行了深入交流。

  除了以上的現(xiàn)場分享,這次大會共收到160多篇技術(shù)論文供各界交流,其中有15篇被評為“優(yōu)秀論文”。SiemensPLMSoftware還專門組織了隆重的頒獎晚會,向“應(yīng)用案例獎”和“優(yōu)秀論文”獲得者頒發(fā)了獎杯和獎品。再次向他們表示熱烈的祝賀!

  為期兩天的會議為來自各行各業(yè)的參會嘉賓提供了一個感知創(chuàng)新、分享經(jīng)驗的平臺。不論過去、現(xiàn)在和將來,SiemensPLMSoftware的仿真與試驗解決方案,將始終以用戶為中心,以用戶需求為出發(fā)點(diǎn),不斷創(chuàng)新,幫助廣大用戶更快地建設(shè)先進(jìn)的開發(fā)流程、推出更好的產(chǎn)品,提升企業(yè)整體競爭力!


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