机械工程分析中的CAE趋势

在产品开发中加入CAE可以加快产品上市速度,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;用新兴技术制造。现在,几乎每个行业的新产品都带有智能技术功能,为最终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。随着产品变得越来越复杂,以满足产品开发的功能、业务和客户满意度方面的期望,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,公司经常需要:

  • 高效/优化设计的建议
  • 对电气化、自动驾驶汽车开发等新技术的支持,大数据分析、人工智能和机器学习、物联网和虚拟现实
  • 交钥匙解决方案(为问题提供解决方案,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,作为工程解决方案的一部分,开发CAE中的利基领域的需求变得越来越重要。

CAE在工程中的作用

将CAE纳入工程和设计开发的好处包括:

  • 甚至在原型构建之前进行无损虚拟测试
  • 缩短产品开发的时间
  • 及早发现问题
  • 避免不必要的设计迭代
  • 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
  • 验证模拟与现实相符
  • 最大限度地提高产品的可靠性和耐久性
  • 满足设计要求和规定
  • 获取正确的信息来做出重要的决定
  • 帮助实现目标
  • 开展“如果”研究,以获得定向输入

工程师必须花时间了解产品知识、功能、应用和所需的技能,以便更好地执行CAE模拟,有效地解决工程问题。他们还必须洞察完整的产品开发流程,以了解项目需求、里程碑和时间表的重要性,以便他们能够提供适当的建议,为设计签字做出及时的决策。通常,使用工程判断可以减少不必要的设计迭代。

新的市场趋势驱动CAE的未来

无论是在汽车、医疗、客户产品还是重型/建筑设备行业,技术发展都需要细分市场的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:

  • 交通运输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
  • 仿真需求电磁(EMAG)需求,以减少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
  • 基于云计算为了更快地模拟
  • 流程效率的定制和自动化
  • 法规变更和更新
  • 可靠性和预测分析,快速有效的设计方案

物联网、数字双胞胎、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模拟产生有趣的共生关系。

CAE的未来是什么?

随着技术的不断发展,CAE的前景如何?与其他拥有新兴大数据技术万博shoujiban1的行业一样,它有望在CAE领域引起重大变化。

CAE的需求预计将显著扩大未来五年:

  • 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,电子产品正在不断扩大——成本的降低可能会增加CAE模拟的使用
  • 仿真软件用于分析套管材料对集成电路(IC)性能、热管理和电信号性能的影响
  • 锂离子电池在消费电子产品中的应用越来越广泛
  • 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还有电动汽车。
  • 增材制造或3D打印技术的进步,以及低成本的选择,允许用户轻松打印复杂设计的3D对象,这将降低生产成本,提高设计复杂结构的能力
  • CAD供应商越来越多地将CAE集成到设计工具中,现在人们期望设计工程师执行快速分析来验证设计。无网格有限元分析(FEA)也因其快速的应用而成为发展的趋势。当然,在执行分析时,我们总是需要注意软件的局限性和CAE知识-正如俗话所说,“垃圾输入就是垃圾输出”。

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。为了满足未来的需求,我们需要在技术进步、知识管理、培训高质量的CAE工程师和发展各自领域的主题专家(sme)方面进行投资。

CAE工程师可以持续为问题提供高价值的解决方案:

  • 工程师们被要求跟上潮流。在配套项目中,我们需要有扎实的工程基础和良好的工程判断。
  • 项目需要“大局观”,而不是只关注单个任务。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措施建立对成果的信心:
    • 基准测试和测试相关性
    • 充分的建模技术来表示物理行为
    • 材料的选择和表现
    • 分析类型
    • 开发最佳实践
    • 知识管理和培训项目
    • 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?
      • 我们可以简化这个问题或者做简单的手工计算吗?
      • 软件/硬件要求及其限制是什么?
      • 我们应该考虑什么网格方法?
      • 如何更好地定义荷载情况和边界条件?
      • 接受标准是什么?
      • 我们应该进行哪些检查?
    • 如何为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
      • 适当的选材过程
      • 了解零件的制造工艺,装配方法-了解制造和装配设计(DFM/A)
    • 为了确保从物理设计验证测试到虚拟设计验证测试的更快、更顺利的过渡,我们可以解决项目中的哪些技术挑战和瓶颈?
    • 我们如何通过自动化、嵌入式智能和智能流程来提高效率?我们需要通过各种程序语言,如Python、TCL、C、VB、Matlab等,探索CAE过程自动化的可能性,尽可能地创建宏。
    • 软件中开发和探索先进技术的最新增强/选项是什么,这些技术可以应用于交付当前和未来的需求?我们应该积极探索提高计算效率的约简方法。
    • 我如何与跨职能团队合作以共享知识和高质量产出?
    • 项目风险、涉众角色和责任是什么?
  • 我们需要根据客户需求考虑交付模式,由以下因素驱动:
    • 客户所在位置空间有限或没有空间
    • 灵活性和提升
    • 复杂性和协作
    • 改善沟通和治理
  • 为了项目的成功交付,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;责任、权力、支持、通知(RASI);通信记录和问题解决。

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。与值得信赖的工程服务提供商合作,可以帮助您实现高质量的产品和解决方案。