如何借助仿真工具來加速產品開發？

2017-05-13 by:CAE仿真在線來源:互聯網

汽車系統和組件業務領域競爭激烈。業界最佳的仿真功能有助于在全球競爭中脫穎而出。為全球各大汽車制造商提供高級汽車技術、系統和組件的領先供應商日本電裝(DENSO)公司需要降低軟件許可費用,保持成本競爭優勢,并開發出世界級產品。DENSO執行了嚴格的基準測試并選擇ANSYS仿真軟件作為其標準工具來加速產品開發,降低成本,并提高所有產品組合的競爭力,其中包括汽車傳動系統、高級電子系統、加熱和冷卻系統等產品。

DENSO介紹

DENSO最近一個財年在美國的銷售額達到398億美元,其各業務部門分別側重傳動控制、電子系統、熱系統和信息安全系統。DENSO的一個小型分析師團隊大約30年前就開始用計算機輔助工程(CAE)來診斷原型設計階段出現的問題。在隨后幾年間,公司不斷采用CAE新應用,包括作為銷售過程中的演示工具,作為工程工具來開發新概念,同時作為物理原型設計的部分替代方法來評估推薦的設計方案。為了充分發揮該技術優勢,公司多年來還新增了許多CAE專業人士,有一些專家負責面向單物理場的CAE工具定制;有的專家多物理場的定制工具;還有一些CAE工程師則開發新工具同時滿足單物理場和多物理場要求。

多年來,DENSO積累了近70個商業CAE代碼的許可證,并定制了許多代碼,以滿足特別需求。不過2011年,公司進行了預算縮減,需要降低軟件成本。公司決定評測CAE代碼組合,比較為類似目的使用的不同代碼,發現每個類別中的最佳選擇,并在最佳代碼上實現整個公司的標準化。在分析代碼類別時,DENSO認為結構仿真需要69種功能,并詢問該領域兩家領先代碼廠商當前和今后能夠提供的功能。

基準測試研究發現ANSYS是技術領先者

ANSYS可直接提供38種功能,并通過間接方法提供另外19種功能。此外,ANSYS還為提供另外三種功能給出了時間表,并承諾近期開發剩下的9種功能。另一家廠商只能提供69種功能中的8種,并為另外12種功能提供了間接解決方案。該廠商承諾今后某個不確定時間點內開發其它42種功能,但還有最后7種功能則沒能做出任何承諾。DENSO還調查了其用戶社區,發現八成以上的用戶傾向于采用ANSYS Mechanical作為公司標準,只有兩成傾向于另一家公司的軟件。

基準測試研究的重點是有限元分析軟件,這是DENSO研究時采用的主要分析方法。DENSO選擇了ANSYS軟件,主要是因為ANSYS Mechanical提供結構線性、非線性和動力學分析功能,支持單元建模,提供材料模型庫和方程式求解器,而且能高效解決一系列工程問題和情境,具有高度可擴展性。此外,DENSO還發現ANSYS的長期渠道合作伙伴CybernetSystems提供的支持特別有價值。完成上述調研后,DENSO增加了對ANSYS多物理場功能的使用,包括CFD和電磁場仿真。

在產品開發過程中嵌入CAE

DENSO開發出了相關戰略,其可將CAE完全嵌入到全球產品開發過程的所有階段。數字工程部門的使命就是提高CAE技術在公司每個業務部門中的使用,找出解決典型產品開發問題的方法。每個業務部門都有CAE團隊負責開發針對具體產品的CAE工具,用于有關設計過程。海外事業部的工程師則在總部接受培訓,有助于未來CAE技術的聯合開發。

DENSO明確自身需要在未來進一步加強多物理場分析技術。舉例來說,混合動力汽車、電動汽車研發團隊的電動機設計必須解決結構和熱問題,同時還要應對電磁場設計約束。運動—振動—噪聲分析則能應對旋轉機械、壓縮機、皮帶傳動裝置設計的環境問題。面對供電切斷風險,多物理場分析對開發替代材料而言非常重要,替代材料也是經常要考慮到的問題。

通過與學術界合作,DENSO能開發融入到軟件的基本理論。公司正與大專院校合作研究顆粒流動法、高精度電磁場、聚合物熱傳遞特性、金屬間連接和磁性顆粒壓縮等課題。

通過上述工作,DENSO提前分析了各種備選方案,可提高產品質量和壓縮產品開發周期。DENSO希望繼續將CAE更全面地嵌入到全球產品開發過程,保持其與ANSYS的戰略合作關系,在當前和未來的項目中共享偉大愿景和目標。

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