CAE應(yīng)用推廣活躍 精益成為核心理念
2008-11-14 10:35:41
如果說幾年前，CAE（計(jì)算機(jī)輔助工程）軟件在工程師的認(rèn)知上是件很高端的工具，這是一件很正常的事情。至于如何普及CAE，顯然專業(yè)技術(shù)門檻高，軟件銷售價(jià)格高都是其推廣的制約因素。一方面，相對(duì)復(fù)雜的建模過程和仿真參數(shù)設(shè)置，對(duì)于工程師自身的理論功底要求是很高的。之前某跨國(guó)CAE軟件提供商向記者透露，使用此公司軟件的都是至少碩士以上的高級(jí)人才。理由很簡(jiǎn)單，因?yàn)槿绻B參數(shù)都不能保證設(shè)置正確，仿真的結(jié)果何從談起呢？另一方面，國(guó)外CAE軟件的價(jià)格普遍偏高，眾多企業(yè)對(duì)西方流行的軟件租賃形式也從習(xí)慣上缺乏認(rèn)同感，所以在華CAE應(yīng)用的大范圍推廣，除了航空航天等高端技術(shù)領(lǐng)域，確實(shí)存在瓶頸。然而，隨著設(shè)計(jì)CAD與仿真CAE在技術(shù)上結(jié)合的越來越“一氣呵成”，面向設(shè)計(jì)工程師使用的CAD工具中的CAE嵌入式應(yīng)用讓更多的普通工程師有機(jī)會(huì)接觸到了CAE。而這對(duì)于CAE仿真技術(shù)的推廣而言，肯定是件好事！
當(dāng)前CAE應(yīng)用需求：簡(jiǎn)單快速
在今年6月份中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化分會(huì)主辦的CAE年會(huì)上，太原重工的教授級(jí)高工王建正先生告訴記者：“再好的CAE，一定要更多的人用才能發(fā)揮出它的巨大優(yōu)勢(shì)來。”他舉例說，“最早的打字機(jī)只能由專業(yè)的文本輸入員才有資格使用，所以當(dāng)時(shí)會(huì)打字的人并不多。而現(xiàn)在由于電腦普及了，每個(gè)人都能熟練的使用電腦鍵盤進(jìn)行文字工作。這說明一件東西是好東西，或者一種技術(shù)是好技術(shù)，只有流行開了，大家都用，它才是真正的好東西、好技術(shù)。” 談到目前太原重工CAE的應(yīng)用水平，王建正教授介紹說，CAE提供商提供的通用軟件只是一個(gè)基礎(chǔ)，太原重工結(jié)合自身情況進(jìn)行了CAE上的二次開發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)程式化、模塊化、參數(shù)化的CAE設(shè)計(jì)仿真校驗(yàn)。太原重工現(xiàn)在的CAE應(yīng)用也呈現(xiàn)所謂的“二八現(xiàn)象”，即CAE專業(yè)人員負(fù)責(zé)相對(duì)高端、復(fù)雜的CAE校驗(yàn)工作，而這種所謂高端CAE應(yīng)用的工作量只占公司CAE工作總量的20%，另一方面，占研發(fā)團(tuán)隊(duì)人員比例80%的普通設(shè)計(jì)人員雖然在CAE應(yīng)用難度級(jí)別上不高，但對(duì)于大量標(biāo)準(zhǔn)的，初級(jí)的CAE工作，他們則能夠完全勝任。而實(shí)際工作中，這種類型的CAE工作量會(huì)占到CAE工作總量的80%，這說明，設(shè)計(jì)工程師已經(jīng)是公司CAE應(yīng)用的主力。而每個(gè)設(shè)計(jì)工程師對(duì)自身的設(shè)計(jì)校驗(yàn)工作可以保證一體化，這樣的工作方式效率會(huì)很高。
另外太原重工還建立了CAE分析庫(kù)。把設(shè)計(jì)仿真分析的歷史數(shù)據(jù)和know how固化下來，從而大幅提升CAE工作的質(zhì)量和效率。
太原重工的教授級(jí)高工王建正補(bǔ)充說，太原重工的研發(fā)特點(diǎn)是產(chǎn)品線長(zhǎng)，產(chǎn)品種類眾多，在產(chǎn)品開發(fā)中，數(shù)據(jù)繁瑣、數(shù)據(jù)量很大，之前使用的CAE軟件工具也有很多，這樣就因多平臺(tái)、多文件版本造成了更大的數(shù)據(jù)負(fù)擔(dān)。所以王建正的總體應(yīng)用體會(huì)是：“軟件夠用就行，甚至是越少越好。我們一旦確認(rèn)了CAE分析的可靠性，那剩下的需求指標(biāo)就是兩點(diǎn)：簡(jiǎn)單、快速。王建正教授所言的簡(jiǎn)單是指使用簡(jiǎn)單，也就是軟件工具的界面設(shè)計(jì)人性化、用戶友好性高；而快速是指CAE的分析時(shí)間。雖然這個(gè)指標(biāo)會(huì)受到仿真科目、仿真設(shè)置、硬件水平，軟件配置等多種因素的制約，但“越快越好”是王建正代表工程師所表達(dá)的心聲。因?yàn)橹挥兴俣茸銐蚩炝耍湍茉黾訁?shù)變化后的仿真次數(shù)；只有足夠快，就能在短時(shí)間內(nèi)對(duì)設(shè)計(jì)模型的細(xì)節(jié)進(jìn)行反復(fù)推敲；只有速度夠快了，才能讓設(shè)計(jì)工程師切實(shí)體會(huì)到設(shè)計(jì)、仿真、優(yōu)化設(shè)計(jì)、再仿真，從而實(shí)現(xiàn)仿真一體化的流暢感，有利于設(shè)計(jì)者在一定時(shí)間內(nèi)保持思維的連續(xù)性。而對(duì)于王教授追求CAE的“簡(jiǎn)單”、“快速”，上海汽輪機(jī)有限公司設(shè)計(jì)研究所的工程師阮文華表示，頗有同感。
上海汽輪機(jī)有限公司隸屬上海電氣集團(tuán)，是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)電力汽輪機(jī)的重點(diǎn)企業(yè)，在其設(shè)計(jì)研究所中，汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)相對(duì)成熟?，F(xiàn)在公司已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了零樣機(jī)（無物理樣機(jī)）的設(shè)計(jì)流程。全部測(cè)試校驗(yàn)工作也是基于CAE的虛擬仿真環(huán)境。目前公司團(tuán)隊(duì)中有25人參與CAE仿真，而真正負(fù)責(zé)實(shí)物試驗(yàn)的只有5人，而且，他們進(jìn)行的試驗(yàn)也是產(chǎn)品動(dòng)平衡試驗(yàn)等必須放在制造過程后端的測(cè)試項(xiàng)目。阮文華工程師對(duì)目前公司新采用的CAE軟件Cosmos顯得非常滿意：“軟件很好用，很容易上手，仿真的結(jié)果和原先積累的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也很接近。原來需要三周的樣機(jī)試驗(yàn)工作，現(xiàn)在半天就解決了。而且關(guān)鍵部位、部件的分析都能快速地得到結(jié)果。
同樣，阮工程師對(duì)太原重工設(shè)計(jì)模塊化，仿真模塊化的發(fā)展思路也十分認(rèn)同。此外，他再次強(qiáng)調(diào)了軟件的易用性對(duì)自身工作帶來的良性影響。“軟件使用界面越簡(jiǎn)單，肯定其后臺(tái)工作越多。作為設(shè)計(jì)人員，我們重在應(yīng)用，因此我們喜歡在使用CAE軟件時(shí)有更簡(jiǎn)單的交互界面，和步驟更少的操作流程。至于后臺(tái)的工作，我們倒不是很關(guān)注。” 阮文華如是說。
精益設(shè)計(jì)理念的提出
采訪中發(fā)現(xiàn)，目前很多企業(yè)都在加速CAE的應(yīng)用，而中國(guó)制造業(yè)企業(yè)對(duì)于CAE的增加投入也是其普遍增加對(duì)設(shè)計(jì)研發(fā)上的投入的一個(gè)<
