机械工程分析中的CAE趋势

在产品开发中加入CAE可以提高产品上市的速度,及早发现问题,并防止不必要的设计迭代。

计算机辅助工程(CAE)在当今市场上的应用越来越多,特别是在新产品开发和维护方面;研究与发展;以新兴技术制造。现在,几乎每个行业的新产品都带有智能技术功能,为终端用户提供更好的体验,这种技术集成为任何工程解决方案增加了多技能要求。随着产品越来越复杂,在产品开发的功能、业务和客户满意度方面满足期望,挑战也随之出现。

对产品/系统级CAE专业知识、功能/技术专业知识和增值服务的需求不断增加。具体来说,公司通常需要:

  • 有效/优化设计的建议
  • 支持新技术,如电气化、自动驾驶汽车开发、大数据分析包括人工智能和机器学习、物联网(IoT)和虚拟现实
  • 交钥匙解决方案(提供问题的解决方案,而不仅仅是服务——工业设计、产品设计、测试、制造、项目管理等)

正因为如此,开发CAE小生境的需求作为工程解决方案的一部分变得越来越重要。

CAE在工程中的作用

将CAE应用于工程和设计开发的好处包括:

  • 非破坏性虚拟测试甚至在原型建造之前
  • 缩短产品开发的时间
  • 提前发现问题
  • 防止不必要的设计迭代
  • 帮助选择符合产品成本和性能要求的替代材料
  • 减少对物理测试和原型的需求
  • 降低意外故障的成本
  • 验证仿真与现实相符
  • 最大化产品的可靠性和耐久性
  • 符合设计要求和规定
  • 获得正确的信息来做重要的决定
  • 协助完成目标
  • 发展定向输入的“如果”研究

工程师必须花时间了解产品知识,功能,应用和所需的技能,以更好地执行CAE模拟,以有效地解决工程问题。他们还必须深入了解完整的产品开发过程,以理解项目需求、里程碑和时间表的重要性,这样他们就可以提供适当的建议,为设计签字做出及时的决定。通常,工程判断的使用可以减少不必要的设计迭代。

新的市场趋势驱动CAE的未来

技术发展,无论是在汽车、医疗、客户产品或重型/建筑设备行业,都需要特定的CAE解决方案。万博shoujiban1这推动了在一些特定领域推进CAE的需求:

  • 交通和其他行业的电气化和自动驾驶要求万博shoujiban1
  • 电子设备的热管理
  • 计算流体动力学
  • Multi-physics和联合仿真
  • 车辆动力学-多体动力学
  • 电磁(EMAG)仿真需求的需求,以降低测试成本和设计迭代
  • 优化设计方案人工智能机器学习技术-大数据分析
  • 基于云计算为更快的模拟
  • 定制和自动化流程效率
  • 法规变更和更新
  • 可靠性和预测分析快速和有效的设计方案

诸如物联网、数字孪生、项目生命周期管理(PLM)、计算机辅助设计(CAD)、增强/虚拟现实(AR/VR)、系统工程和3D打印等工具和技术也可以与仿真产生有趣的共生关系。

CAE的未来是什么?

随着世界技术的不断发展,CAE的前景如何?与其他大数据新兴技术行业万博shoujiban1一样,预计这将给CAE领域带来重大变化。

预计CAE的需求显著扩大未来五年:

  • 随着可穿戴技术、物联网、智能传感器、小型化和说服性连接的发展,电子行业正在扩张——成本的降低可能会增加CAE模拟的使用
  • 利用仿真软件分析了套管材料对集成电路性能、热管理和电信号性能的影响
  • 锂离子电池在消费电子应用中的应用越来越多
  • 汽车行业的技术进步,如防撞,停车辅助系统,交互式信息娱乐和新的政府安全法规自治和电动汽车。
  • 增材制造或低成本3D打印技术的进步,允许用户轻松打印复杂设计的3D物体,这将降低生产成本,并提高设计复杂结构的能力
  • CAD供应商越来越多地将CAE整合到设计工具中,现在设计工程师需要进行快速分析来验证设计。无网格有限元分析(FEA)由于其快速的应用,也是一个日益发展的趋势。当然,在执行分析时,我们总是需要注意软件和CAE知识的局限性——正如俗话所说,“无用的输入就是无用的输出”。

建立强大的CAE能力

构建CAE能力需要结合正确的人员、流程、技术、经验和治理结构。为满足未来的需求,我们需要在技术进步、知识管理、培训高质素的CAE工程师和发展相关领域的专家(中小企业)等方面进行投资。

CAE工程师可以始终如一地为问题提供高价值的解决方案:

  • 工程师必须跟上潮流。在配套项目中,我们需要有强大的工程基础和良好的工程判断力。
  • 项目需要一个“大局观”,而不是仅仅关注单个任务。我们需要了解系统、子系统、功能和测试过程。
  • 我们还需要通过以下方式建立对成果的信心:
    • 基准测试和测试相关性
    • 充分的建模技术来表示物理行为
    • 材料选择和表现
    • 类型的分析
    • 开发的最佳实践
    • 知识管理和培训计划
    • 适当的质量检查点

为了提供一流的解决方案,作为工程师的我们必须不断地问自己一些问题,例如:

    • 项目要求是什么?
      • 问题的背景是什么,产品/系统的功能和物理?
      • 应该执行什么类型的分析?
      • 什么是项目里程碑/产品开发生命周期?
      • 你想从分析中得到什么?
      • 我们能不能简化这个问题,或者做简单的手工计算?
      • 软件/硬件需求及其限制是什么?
      • 我们应该考虑什么网格划分方法?
      • 如何更好地定义载荷情况和边界条件?
      • 验收标准是什么?
      • 我们应该执行哪些检查?
    • 如何为这个问题找到可能的解决方案?
      • 探索新的设计方案
      • 回顾历史遗留数据
      • 合适的选材过程
      • 了解零件的制造工艺,装配方法-了解制造和装配设计(DFM/A)
    • 在项目中,我们可以解决哪些技术挑战和瓶颈,以确保从物理设计验证测试更快、更平稳地过渡到虚拟设计验证测试?
    • 我们如何通过自动化、嵌入式智能和智能流程来提高效率?我们需要探索CAE过程自动化的可能性,通过各种程序语言,如Python, TCL, C, VB, Matlab等,以创建任何可能的宏。
    • 在开发和探索可以用于交付当前和未来需求的高级技术时,软件中最新的增强/选项是什么?我们应该积极探索减少方法,以提高计算效率。
    • 我如何与跨职能团队合作以共享知识和高质量的输出?
    • 项目风险、涉众角色和责任是什么?
  • 我们需要根据客户的需求考虑交付模型,由以下因素驱动:
    • 客户地点空间有限或无空间
    • 灵活性和快速启动
    • 复杂性和协作
    • 改善沟通和治理
  • 为了成功的项目交付,我们需要支持项目管理,包括项目计划;项目管理;状态报告;纠正措施/预防措施(CAPA)的质量;风险管理;职责、权限、支持、通知(RASI);通讯记录和问题解决方案。

许多行业的公司都可以从完全实现的CA万博shoujiban1E专业化中受益。与可信赖的工程服务提供商合作,可以帮助您获得高质量的产品和解决方案。