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分会场1-产品的创建与仿真数字化(CAD/CAE) 图文直播
[主持人]:

分会场一

[10:56:29]
 
[主持人 韩涛]:    各位朋友,大家好!很高兴大家参加关于CAD与CAE的分论坛。产品创新中最关键的环节在于概念设计、结构设计、分析仿真等设计过程,这也是我们分会场讨论的主题。在概念设计阶段,需要把一个思想、理念转换成为一张图纸或一个虚拟样机,这是创新的源头。首先我们邀请亿维讯公司总经理赵敏,他的演讲题目是《CAI:产品创新的数字化源头》,让我们从产品创新的源头开始。[14:27:45]
 
[赵敏]:

亿维迅公司总经理 赵敏

    谢谢主持人,今天很高兴能够给各位来宾介绍一下我们公司在计算机创新方面做的工作,不当之处请大家批评指正。我今天演讲的题目是《CAI:产品创新的数字化源头》。讲座内容大概包括以下部分。

    从我们对产品创新数字化这个理解来看,就是所谓的制造信息化,这些名词是我们行业里经常碰到的,这些数字化技术在中国制造领域里已经走到了十字路口,为什么这样讲呢?我们从十几年前就开始推广CAD、CAE的应用,十年前开始关注PLM技术,这些都是我们数字化技术中不可缺少的部分。

    所谓产品创新与数字化的关系,而且我们怎么谈这个问题?大家知道创新家喻户晓,在满天飞舞的创新概念中有多少是概念,有多少是炒作,其实产品是我们企业的安身立命之本,产品创新其实是运用知识进行创作性的工作,首先要谈到知识的转化、综合利用、联想、融会贯通等等,我们要掌握规律,恰当使用原理和方法。大家感觉与以前说的创新不一样,创新还有规律吗?我认为是这样,是用人的智力资产经过转化变成可交付的资产,这样产生了各种各样机器。

    我们认为产品创新方面必须在源头上解决问题,也就是为什么谈创新时谈到自主知识产权,要谈到基于知识产权的开发策略。智力资产如何变成可交付的资产,知识如何变成物质,概念如何变成样机,从技术实现来讲,CAD、CAE都不能解决概念生成的问题,没有解决好产品各个阶段质量、技能改造的东西。如何从产业链的下游进行到上游,以前说市场换技术,市场换出去了,技术没有换回来,历经20年过程中我们很难看到纯正的中国设计、中国制造的汽车。

    从研发战略讲,如何让产品变成真正自主创新,国家提出了这个口号,但是如何实施还是要方法。产品创新的数字化源头是什么?这么长时间以来,CAE、CAD在中国发展至少20年,仿真分析我们用CAE,工艺用CAD,我提到了,我们在概念生成这个阶段没有很好的解决方案。另外这个阶段,有的强调方案设计,有的叫产品策划,但是大致是这个意思。这是我们说的原始设计、原始创新这个阶段,但是我们设计往往不是这个时候做的,因为设计不是我的,我们买了生产线,这是为什么叫劳动密集型、资源耗费型,这个问题比较明显,上午领导也讲了。包括产品生命周期后面的使用、维护阶段仍然有这样的问题。你怎么有效提出方案,我怎么解决,然后实施检验,这些都应该是CAI比较好的发挥作用的地方。

[14:29:45]
 
[赵敏]:

    对于创新设计来说,从一个企业创新能力来讲,过去我们集成应用的软件有很多。产品创新源头应该从概念开始。大部分原始创新都是在概念开始的。概念设计到今天都缺乏数字化手段,有了CAD、CAE以后我们可以做虚拟样品,大意是说,在产品真正投产制造前,我在屏幕上把所有部件安装好,然后上下左右动一下,操作一下,很好,可以解决很多颜色、外观等问题,那么无论再往前推,我无法掌握产品的功能尺寸,那么现在还没有有效的数字化手段。过去认为查手册就可以做设计的时代已经一去不复返,但是产品创新又是低效率过程。

    有这样说法,如果让产品做缓慢的改进,凭个人知识可以的,参考点10个,这是凭常识。我说如果能做一定需要用行业内知识,另外一个概念,有几位专家研究相关资料后得出结论,没有3000个的想法,最后转变成300个可以提交的概念,因此产品创新不是很容易的事情。

    产品创新方法和实践,大家都在追求,我希望能有个很好的方法。有很多很好的方法,但是更多依赖于经验或者灵机一动,这一般人做不到。如何让发明创新具有全新的概念,而且有理论的指导,有操作的经验,经得住实践的。举个例子,当我们市场上进行产品分析后发现了具体问题,然后经过类比变成我们可以解决具体产品问题的解决方案。

    不光这样解决,其他人在历史上这样解决,在今后若干年都会用这样的观点解决,这就给我们很好的启示,因为我们解决创新问题的方法、原理大概100多个,上个月我知道在这四个月中解决问题。

    任何技术系统会有接受系统、信息放大系统,外观,任何一个技术系统都会遵循以下一个进化规律,两个必须遵循产品对等法则,比方说动态性法则,从切割工具来说,最早切割工具是刀,当我很准确的切割薄铁皮时我需要剪子,另外可以用机床,事实上讲只有一个规律,动态率法则讲,其实很简单。我们通过分析当前核心技术,我就可以预测产品技术水平,掌握当前技术水平。

    任何一个产品,当前产品模式出来后,从孵化器、成长期、成熟期,产品必须遵循能工作到正确工作,然后到发挥它的最大性能、最大功效、最低成本,这是老话,陈旧。

    举个例子,所有洗衣机我们都知道,洗的都差不多,所以就发明了超声波洗衣机,这个进化还会继续下去。创新理论叫本体论,就是大千世界、万千知识,把知识和我们的设计拿起来。这是波音公司在本土的一片。

    集成我们研发来说有产品知识库,在创新知识过程中给我们后期的面向研发的知识管理。这种知识我们可以在互联网查询。掌握掌握CAI这个工具,可以从快速高效的创新模式。如果说知识是创新源泉,CAI为产品创新提供了活水,让专家在你身边。谢谢大家的关注!

[14:35:02]
 
[主持人 韩涛]:    谢谢赵总经理给我们做的详细介绍,关于具体的案例和详细的讨论可以下来之后与赵总交流。刚才我们看到,CAI技术可以利用已有的知识体系形成概念和产品设计思路,当概念设计或产品思路明确后,就要进行结构设计。这时就离不开CAD技术的支持,而一个好的CAD工具将会大大提高我们的设计效率和设计效果。下面有请Autodesk公司制造业拓展经理吴菌为我们做精彩演讲。[14:35:46]
 
[吴菌]:

AUTODESK公司制造业拓展经理吴菌

    今天我为大家介绍Autodesk公司从概念设计到后面详细设计的一系列解决方案,我今天演讲的主题分为三部分,第一我们会谈到什么是好的概念设计,设计包含哪方式?第二我们讲产品创新平台演变,另外讲一下如何从概念设计到详细设计的过程。

[14:36:33]
 
[吴菌]:

    我们说到好的概念时,在座的各位也会问什么是好的概念?比如一块3万的手表,您有的时候往往很惊讶,但是当传承几代后那就不仅是手表本身的价值了。

    在五六十年代日本的汽车工业开始慢慢兴起,八十年代、九十年代日本轿车在美国市场上非常风行,您们会看到,为什么日本轿车能够获得成功,美国设计师经过深刻研究发现,日本把建筑文化融合到汽车里,当我们看到日本建筑的时候,我们发现它在很小的空间内营造很敞亮的环境,用了四周大窗户,用尽量敞开的空间,让光线进来,包括现在的建筑也是这样。对比日本家用小型轿车在后期赢得的巨大成功,美国轿车成功呢?看福特野马轿车,在八十年代后期慢慢销声匿迹,随着进入21世纪,人们决定复兴这款轿车时采用了什么方式呢?人们说应该把美国的文化融入进去,怎么融入呢?当您看这照片(ppt)最吸引人的地方是哪部分?是他的眼睛,我们看野马轿车,这种一改常规的设计使轿车在2005年北美获得50%占有率。

    我们回顾一下产品创新的平台,我们往后看看,站在设计角度是怎么想的,我们使用的CAD技术,中国就是使用这样的技术。今天我们看到,CPU从32位迈向64位,显示技术从传统2维、三维向3D迈进,操作系统也发生了翻天覆地变化。作为CAD,现在正在全世界范围内都在迁移。

    这是日本的一个例子(ppt),不是说在设计完了以后用大型软件验证是否符合要求,在设计环境中可以加载了所有载荷,所有操作过程中,荷载CAD可以继续延续,您不用选择复杂界面,就可以看到最大的应力,并且了解加载过程。这个分析过程并不复杂,关键意义在于,当我们这步分析完成之后,如果需要对设计修改的话,您需要在传统分析流程中,需要两个软件进行切换,数据倒来倒去,然后重新加载计算,这个过程非常复杂烦琐。而如果开始的时候,我们进行验证,在设计中觉得有问题就可以加载东西,然后再次分析,这个过程比传统意义分析过程加快了10倍,虽然很简单,也没有复杂的操作,但是对于设计师来说是非常需要的。

    一个企业往往在核心的技术上发展相关的产品,如何来进行装配配制?我们可以看到,我们直接在可视化的界面中,只要在浏览器中浏览,可以在任何形状中切换,可以有很好的装配。在大型事务中,您是否可以做到选择配制,不同配制有不同的结果产生,这是至关重要的,这一切如果是原来做手工设计时要花费大量精力去生成图纸。

    在这里您可以看到(ppt),我们调了这个卡据和其他一样,显然无法安装在比较低矮的下面,设计初期,都安装完了,这时候要解决的是支撑,在设计过程中直接可以进入零件的设计环境。我们只要做个简单的装配,产品会自动调整相应的结构,所以可以帮助设计师在确定的尺寸后,留在那里。

    今天互联网技术也是红红火火的发展,如果登陆Autodesk网站就可以看到您需要的二维、三维,用鼠标点上然后拖放,拖下来的装备肯定不是简单的。Autodesk今年还集成大量的专业设计模块,包括硬管、软管设计,包括板筋的设计。

    这是典型的机电混合例子(ppt),它在三维设计中可以进行电路排出,做一些简单的连接,连接时系统会认为这是个废线,一次性说是你救了,但这太是好了。我们也可以进行排序,我一个客户说原来做序号排序经常耗时1到2天。

    我们说了这么多数据生成过程,讲到产品管理,Autodesk这几年并没有生成产品生产管理,很多教师也开始用,为什么最早没有开始呢?今天的Autodesk数字软件安装就几分钟。我们刚才谈到所有一切相关内容,包括从概念的设计到后面工程设计,这些过程都是软件来实现的,一些工具来实现。

[14:59:57]
 
[吴菌]:

    这是我们的案例,包括车内室设计,相应汽车生产线、灯光、焊接过程模拟,这是日本一个客户的例子,到发动机的设计过程,这是工程图例子,这是相应机构的仿真,这是Autodesk公司赞助的一辆赛车。

    我想表达的意思只有一个,当你有个创新的思想、创新的理念时,勇敢创新的勇气时,你手上只要有个好的工具,好的数字化的工具,就能使你的创新思想实现。当然Autodesk这么多年一直致力于此项事业,也就是把客户的梦想变成现实,谢谢各位!

[15:17:42]
 
[主持人 韩涛]:   在产品设计过程中,如何保证设计的正确性,如何改进产品的质量、性能及运行的各个状态参数,那就必须依靠CAE技术的支撑,必须进行相应的分析和计算。下面有请MSC中国区业务发展经理钱纯为我们分享“多学科联合仿真引向终端”。
[15:18:05]
 
[钱纯]:

MSC公司中国区业务发展经理 钱纯

    MSC创导多学科联合仿真,怎么样从高端企业走向中小型企业呢?我想把这些信息与大家交流一下,首先从趋势入手,一个是单一学科到多学科,单一学科发展其实也是一个过程,一个是每个人手上多多少少有个疑问,发展到一定阶段成多学科,不过是排序问题。这是前后秩序,发展到今天以后,我们需要的是强偶合,事件发生了是在多学科、多环境状态下,我们发展到今天我们需要同一个模型或者同一个结果去完成不同分析。作为MSC全国最大的提供商,MSC成立43年历史,在这43年当中我们工具也不断从一个点的工具,然后专著一个任务的工具,然后发展为CAD软件不说,再下来有大量CAD模型,大量分析结果,我们怎么管理起来呢?国内有很多搞分析的人员,甚至搞信息化的有关人士也在探讨这个问题,就是企业如何把这些资源结合起来。现在国内有大型企业需要解决方案,这个解决方案不光要有很多点技术,很多集成技术,还要求在这个企业里,这个企业和它的供应链之间要共享资源,发展到今天,企业要求的解决方案很全。

    我们来看看多学科优势,第一是能够通过仿真驱动我们的设计,改进我们的设计,今天上午听到最多是怎么样创新这是核心,那么我们就要有合适的工具,今天上午讲课的Autodesk等,和MSC都是软件供应商,我们就要提供合理的工具。另外密切偶合,在一个模型里同时完成多学科。另外还有很多同类产品,在文件大型模型,上百个结点,这样的模型如果我们只是利用我们的CPC建筑模型也是非常耗时耗力。多学科这一块,在模型层面有密切的集成。

    我们MSC多学科解决方案就是帮助企业解决一系列问题,MD就是虚拟仿真,仿真结果是虚拟结果。虚拟才是我们的社会,它是多功能仿真。这个例子是啸叫(ppt),就是刹车片,刹车后有个啸叫,怎么消除啸叫?我们用我们的技术解决这个问题。

    第三是安全性分析,用共同数据模型完成我们关注的问题,我们节省了很多时间。这是汽车例子(ppt),包括悬挂系统,噪音分析,安全性问题。

    MSC技术不断发展,我们现在要引进新的技术,怎么保障我以前的投资呢?MSC说它是变革,我们会保护客户以前的投资。

    大家看这是发展趋势(ppt),最后达成在企业协同仿真境界。这是MSC就是企业的解决方案。今年在9月份,我们宣布了另外一个产品,这个产品叫做专业的分析师,另外我们进行管理,把数据、流程进行管理,同时通过模板管理。

[15:20:51]
 
[钱纯]:

    我们和微软有良好的合作关系,只要大家熟悉Windows,大家就会喜欢上我们的产品,同时我们也可以一时不变,等以后进行扩充。为什么MSC有桌面级呢?今年MSC 9月在上海,成功的把产品装在国产机上,效果非常好。另外微软,有灵活的拓展性。微软工具,微软也能实现协同设计,同时微软技术也可以实现本人管理。

    我们首先看一下它的特点,第一我们用的是MD5,保护我们的投资,同时我们有直接的接口,模型都可以直接转换,这是协同性。第三我们还可以预测很多的材料。我们可以定义材料库,另外我们不影响客户工作。另外我们看个例子,我们做第一次设计,我们发现这个设计师有问题,我们就直接可以得到第二个设计,对我们设计工程师来说,做设计研究非常枯燥,在后台可以直接驱动这个计算,另外我们可以桌面级符号。我们现在模型很复杂,分析时间也很长。

    我们在设计工作流时我们可以随时随地,假设你喜欢在什么地方,你可以到任何地方,随时可以看软件。我们可以在远程把模型数据准备好,传到公司主机计算,结果会自动返回到本地来。

    我们关注的是企业,企业里有很多供应商,要进行数据协调,它们共同用的微软平台,我们就可以利用这样的工具来解决问题,首先可以用同样的工具来分析我们的模型,来评估我们的结果,还通过宏命令,可以通过微软办公软件来推动解决方案。

    这是它一个基本构架(ppt),核心是多学科桌面级,在这上面建立了用户界面,可以自定义。另外可以与用户互动,形成企业完整理念。

    桌面级解决方案是下一代仿真系统,它是利用MSC成熟的核心作为基础,这里比较多。

    当我们企业要求,不是做一个简单的分析时,我们可以把我们扩展到HPC,同时可以做不断开发。大家想想,我们面对的市场是快速增长的制造业,这也印证了今天的会议,一千多人参加这个会议,其实都是为了制造业出来的。怎么来适应人手上的工具呢?我们面对这样的客户群。

    另外这是全球第一个多学科解决方案,另外我们认为,它能够把企业级解决方案一层层放下,覆盖,覆盖到什么呢?覆盖到供应商,覆盖到每个人。

    总之一句话,MSC桌面解决方案可以实现多学科联合仿真,第二点实现真实性仿真,第三,希望在座各位能够感觉一下我们桌面级解决方案,希望对大家的事业有所帮助,谢谢大家!

[15:35:27]
 
[主持人 韩涛]:    这次我们邀请到美国ANSYS大中国区总经理蒋辉国,有请![15:57:01]
 
[蒋辉国]:

美国ANSYS大中国区总经理蒋辉国

    各位嘉宾,下午好!非常感谢大家来听我的报告。我今天跟大家交流的主题是CFD的应用。就当前CFD发展做个汇报。

    内容分几个方面,首先是业界最新状况,另外是CFD的发展趋势,最后是如何有效应用CFD技术。

    流体力学仿真大家应该都知道这个名词,我还是希望想问大家,如果亲自做过流体力学仿真的举下手?在座的不多,我想我这个报告很适合大家听。

    世界上最大的流体力学仿真公司在今年5月1日被ANSYS收购,这个公司做的市场份额并不大,ANSYS现在是全球最大CAE供应商。

    CAE的作用上午、下午很多人都讲过了,最大特点是CAE推动产品的开发和创新,主要作用是使我们产品开发工作更好的开展,更快的开展,更节省钱的方式开展,CAE很多方面是替代实验帮助你产品创新,所以有两种作用,一种是代替实验,使你的速度更快,更省钱,另一方面,有一些场合下实验做不到仿真可以做到。比如要测试一个汽车运行3万小时性能怎么样,而真正的3万小时汽车早就报废了,那么就模拟车在疲劳等条件下运行三万小时。

   仿真是非常重要的,提高产品的创新能力,而且创新能力又是企业竞争力的主要标志。世界上著名统计公司做过分析,在一个企业最初客户要重视的,或者在市场上之所以立足长期发展,主要因素来自于企业的创新能力,占整个份额的53%。

    CAE作为一个整体领域已经成为当今世界必须的工具,而不是可选。前几天我碰到一个领导,让我谈一下CAE工具的作用,他说我以前没有这样的工具产品照样设计的出来,航天飞机上天都没有问题,为什么现在说必须要有CAE,我说过去可以,但是如果还是用老套肯定会被淘汰,同样汽车行业也是一样,所以细节今非昔比,要怎么办?要用更省钱的办法、速度更快办法。如果建个实验室,去买昂贵设备创新产品,这样不行,中国本身就没有钱,每年科研经费相当有限,要靠软的方法。世界上前25位创新公司当中,只要与制造业有关肯定都采用了CAE软件。

    大家有没有注意到这样的事实,几乎所有商品在制造前,或者制造过程中,都离不开流体状态,比如木材离不开,人的血管是流动的,也离不开。第二个现象,流体仿真能够分析和解决的问题,包括多向流动。两种化学物质,混合在一起构成的化学反应也是流体学分析的内容之一。

    传统流体力学是非常局限的学科,而且应用时需要专门的人才,博士、硕士,搞过专门流体力学,原来桌面式不可能想象。现在情况变了。现在可以进行模拟,功能非常强大,可以模拟涡流、化学反应、燃烧,界面非也常友好。

    流体力学已经潜入到CAD或者工程设计中最初级部分。美国最著名的是戴尔福汽车配件公司。下面我讲讲和我们身边哪些行业有关系,我不可能包括所有的例子,首先是汽车行业,看到箭头所示,有个相关问题,车灯时间长了会黑这只要在通风部分设计就行,另外还有排出的污染气。你要想着发展,要考虑慢速、高速,不同情况下燃烧效果怎么样,另外车的空调问题,达到你的舒适度。不是说随便设计,差不多就可以,那是过去,现在这车上市,就认为是低级车。另外汽车的外形,以前可能不注意,现在动不动跑这么远。现在世界上70%的F1车队都用流体力学分析。另外波音公司,全部是由数字化生产,最后风洞做一下实验。宝马公司在设计好的基础上,利用流体力学改变了一点,然后效果大大不同。

[16:01:02]
 
[蒋辉国]:

    国内知名公司,像一汽、奇瑞,合资企业,还有航天,更离不开流体力学。另外空客公司都在用,主要是喷管的设计,要采取一系列降温措施,这都要由流体力学支持。还有导弹的投放,弄不好导弹就撞到飞机机翼上,或者导弹飞的不远,这都要流体力学进行仿真。

    下面是能源问题,像风能、水能,国外一个发电机组,按照流体力学改了以后,每年都有几百万的美元收入,而它买套件贵的就要几十万。还有核能,核能反应有个冷决问题,必须按照流体力学。风能发电的风向问题、叶片设计问题,还有燃料电池的化学反应过程,煤粉燃烧。

    美国阿拉巴马用流体力学改变了锅炉,结果使锅炉排放的污染物最少,它通过软件进行改进,可以达到美国环保要求,节省经费50%。还有一个环保问题就是小区设计,有设计师给我讲,说小区内一刮风,杂物都在小区转,能否解决,我说太容易了,根据流体动力学。

    大家不觉得贝克汉姆球很有特色,我们用流体学进行分析,找出球的轨迹,从脚的动作就可以看出来你的球怎么分,然后预测你守门员应该知道哪个方向转,找出规律,这是一方面。还有在改进足球本身,球别看都一样,其实不一样,40年来球的阻力减少30%,这样可控度就提高很多,很多教授都做过研究。

    流体力学增长趋势非常快,全球咨询公司分析,在中国增长最快,像刚才按照说的奇瑞,中国制造和中国创造,其实反映了责任和义务非常大,首先中国能否实现转变,就看能否有效利用有限资金,有限人力。我一直跟高层领导呼吁,你一直说科技改变中国,可是你在上海讲的,你的科技投入和GDP增长不成比例,一方面是领导不重视,另外很多知识分子埋头苦干,不知道往上要钱。我们中国科技投入1500亿,这不多。中国二氧化碳排放世界第二,二氧化硫排放世界第一。

    软件发展趋势从高端向低端发展,刚才说了,如何有效利用。但现在软件如果你爱做精确分析,还需要运用复杂大型软件。

    占用大家这些时间,谢谢大家!

[16:09:02]
 
[主持人 韩涛]:    再次感谢!下面我们有请ALTAIR公司中国区总经理戚国焕,他的演讲题目是:《CAE技术的未来趋势》[16:11:39]
 
[戚国焕]:

ALTAIR公司中国区总经理 戚国焕

 

[16:35:06]
 
[戚国焕]:

    Altair公司是香港最大的私有CAE公司,很有趣一点,如果反过来来看,哪家公司在CAE里花的钱最多,拿福特来说,福特在我们身上花钱最多,所以我们从某种程度上说我们最大。

    我的题目是《CAE技术的未来趋势》,CAE应用已经是比较成熟,但是从指导设计层面来说还是尚未提高的。另外怎么在自主创新上发挥最大的作用,这也有待于提高。作为CAE瓶颈,一方面耗费大量时间,另外大家又觉得它重要,又觉得不重要,你觉得它重要是大家越来越多的人认识到,建模和优化非常重要,但是大家觉得,以我的身份,建模太掉价,所以在这方面要有非常很好的定位。

    另外在流程方面也有待于进一步提升,管理、人员培训等都有待于提升。我们不讲未来只讲明天,也许从整个全球的角度来说,有些东西已经实现了,不存在是未来的事情,但是对我们国内的应用说还可能是未来,所以把它定为明天会更好一点。

    大家可能和奇怪,为什么有的CAE用的好,或者有的用的不好。这是我们对于产品了解不够,我们中国工程师与国外有经验工程师去比较,我觉得差距在哪?甚至有个软件可以比他们应用的更熟练,但是我们缺少的是在一个结果出来后怎么来演绎这个结果,怎么给出典型意见,这是我们要说的。另外分析要多学科,但是这还是有难度的。

    现在企业面临的另外一个问题,一个企业CAD可能慢慢归并到高中低结合的环境,但是CAE环境中,我相信每个企业在认真做时都可以列出一个清单。我们看看CAE明天会怎么样。大家也都知道每个企业都在不断的收购,这在2003年之前Altair收购了中国公司,把CAD世界净化为了三分天下,这是CAD演绎的过程。JM是个有趣的过程,我可以与大家分享,到世界目前为止,没有一辆汽车贴的品牌叫JM,到一定程度,那时候凡是世界上出了名的软件都是要翻译的,很麻烦。有的领导说,能不能找一个软件包打天下,我们用一个就好。JM做了经典研究,当时经过所有软硬分析,另外在某一个专门领域有着非常丰厚的研究。这是JM当时形成的体系,到现在延续下来做得非常成功,给大家带来好的借鉴。

    这里我们得到了启发,我们还有没有可能说,在明天找到单一的CAD系统呢?几年内不太可能,只要有一点点特色研究情况就可能产生算法和专门程序,多出一个系统,这将来还会不断冒出更多系统变成这样的情况。是不是说没有解决的办法呢?以我的经验来看,我觉得还是有解决办法的,这个解决办法在什么地方呢?第一,大家想的跟我们想的一样,要建立一个CAD平台,大家也知道,但是怎么去做。大家从前面可以得到一个启发,既然求解器没有办法统一,也不可能有一家产生足够强的求解器,我们就统一往前看看,所有做分析都要画网格再求解,既然求解网开一面,这样有什么好处呢?你的企业所有的东西全部用一个方法划分,人的培训也这样。另外我们讲多学科,真的做起来很麻烦,你在这里做一个东西在那里不接受,你这里提出改变又在这里补好。如果一旦做好统一的建模,无数也经常能够碰到。在这里非常关联的两大体系是什么呢?仿真、实验两边数据加起来,应该是我并不是在这里演习,它就专门针对方针和实验数据的管理。

    我刚才讲的这些东西是不是凭着我自己想象的呢?我可以回头拿杰姆例子。他在全面铺到时我想说算了,我们第一要建立统一的建模工具,我们把原来轨道稍微做一个提升,通过这样的办法,我们可以看到,并不是遥远的梦,而是很实在很实在,可以构建和谐的CAD创新平台。

    另外CAD还有哪些因素可以给大家作为一个思考点来思考,而且这里面我们要注意什么问题?前面讲了CAD的创新设计,产品自主研究时还要做随机性研究和垄断性研究,以目前我的理解,我们还做不到这样的水平,但是我们从另外一个角度可以帮助你更好的实现这个途径。另外与企业CAE合作如何进行,这可以与你们说说。我们以前比较注重说求解器,现在大家也慢慢认识到,要建立一个统一的CAE平台。在这里更多注重流程的自动化,我们说CAD到目前为止我也希望,大家也希望,可惜还做不到,没有说傻瓜机,一按就可以。

    原来完全通过一个手册下来要77.8小时,根据我们开发的项定,比如66分钟没有改进,但是有一些地方改进非常大,这就是非常有用的工具。前面我们讲CAD的创新设计,我们讲优化,甚至没有电脑的时候也在优化,给定一个设计空间,比如我允许在每个空间来设计,比如说这个面要与哪安装,这个地方要与哪配合,把这东西给它后,它自动给你算出最优的材料分布。这完全是从无到有。我们做CAE分析并不是一定要给工业做,我们给出一个设计空间往下走。

    从这个层面讲,积累了大量成功案例,通过优化知道你做概念设计的,目前成功的跑不了一家,现在其他家有它概念都是停留在实验室水平上,进行优化,在本身软件模块里已经演变成动词,这是机身的设计空间,然后经过优化,集合,进行最终优化到最后出来。

    创新要有一定的工具来说,所以我们说你拍脑门有根据的。这里面拿这个工具不仅可以做,也可以加强强度,有很多例子。像这个案例,有些东西我们可以做实验,但是有一些根本没有办法做实验。这是欧洲从太空回收的卫星,并不适合自己。因为考虑到地型复杂性,我们做随机。

    我们CAD描述的东西与CAE对象不同,大家用的比较成功的。两位要小心,如果直接得罪了药引这就有效打通渠道,我们前面一直讲,与优化配额,另外多学科,这样使更强的治疗通道打通。

     即使将来我成为世界第一,也没有能力全部包打天下,一定会有很多友商配合,才能帮你解决问题,所以开放的结构也是重要的环节。另外我们要尽可能保护我们的投资,保护员工生活的方便性。用标准的分析求解器做有什么好处呢?因为事情越简单,你的标准化容易开发、实施。我们希望与大家在这个领域一起探索,作为我本人也一直问自己,因为PLM已经运行了很长时间,运行的很有成就,作为CAD为什么说以前PLM没有很好的管理否受,对于我们专业CAE来说,一定会和流程结合起来,在工作中的交互非常强烈的,这样的特性使得他在管理上不理解。也就是我们专业CAD公司,也帮其他公司做过这样的讯号,这里面有很多成功的案例在里面。推出的时间不是很长,但是应当受到客户的关注,应当说经过其他系统,最终由我们来做。

    另外用批处理解决大家的问题,以前要画网格,四个工程师要六周,现在用批处理工具三周就解决掉,很大程度帮大家很大的忙,但是还是需要做检查和规则,批处理还有一个好处,当工程师白天把准备工作做好后,然后晚上电脑批处理,第二天过来继续你的工作,这样效率也大大提升。时间关系,很多东西部展开了,产品也不介绍了,公司也不介绍了,大家有兴趣上我们的网站去看,看看Altair能否成为全球最大的CAE公司。

    CAE不应当是傻瓜型,应当是专家型,把好的成功的东西慢慢固化在一个地方,有一些好的经验帮助你更快更好的做完这些事情。另外很重要一个问题是怎么解决模型的互动问题,这很重要,有些自的很成功,以前做多体动力性都是钢体,现在从运动中看整个动态变化,这是我们最新成果,另外从优化讲也给大家报告一下,只要你能够把情况定义清楚,我确保我的优化非常有用,我们也很成功的做了子系统的优化,我们也做了有益的尝试,但是子系统与系统还有待与探索。占用太多时间,该省的都省了,大家有兴趣的话可以到网站看我们的信息,你觉得我讲的不对的地方可以与我做更多的探讨,谢谢大家!

[16:49:30]
 
[主持人 韩涛]:    下面有请航空制造工程研究所岳中第研究员,为我们分享他在CAE领域40多年来的经验和体会![17:09:55]
 
[岳中第]:

航空制造工程研究所 岳中第研究员

    我今天讲一下我做的工作,我干了40年,有幸的是我选择了这个工作,不幸的也是我选择了这个工作,因为这个工作有源没有尽头,是很费脑筋的活。

    这个月中国科学院召开了一个发展战略论坛,我写了一篇文章,在e-wrks本次会议的论文集里也有。我们开发了很多软件,而且得了很多奖。我今天讲的主要内容是CAE在先进的数字化全生命周期的应用。

    我举几个例子,根据我这几年做的项目体会,一个是要必须能够创建描述产品结构的模块,尤其是参数对应着的部分非常重要,必须要做参数文件,第二要选建一个通用平台,这个平台能够在上面开发,现在拿来一个软件,就可以用的,我没有碰到过,一定要与自己的产品结合起来,做个性开发或者二次开发。通过二次开发就能够建立具有自主知识产权样机程序,也就能够形成一些核心技术。我们做的是个性化的工作,通用的比如求解器,包括动力学分析等,我们工程人员把精力用在自己模型的简化上,然后建一个结构整机整体分析的前置处理,最后由计算机给你出个报告,这个报告是可靠的报告。

    根据我的经验,一个是模型简化原则,因为我工作对象是整机,所以要保证整机路线完整,这里特别要强调完整,另外要保证整机结构的典型作用,作为整机实际工况基本要做到参数化,希望我的参数改变方面,不会因为改几个数就要全部重来。第二将整机分析和零部件分析尽可能结合起来。另外对结构的某些细节一定要做重要简化。我不大赞成把模型往实体一转,我认为这样转过来的模型都是垃圾。特别是对于我们航空方面更是如此。在这种情况下一定要做简化。另外要尽量提取它的参数,在参数化的基础之上我来建立自己的样机,包括友好的用户界面、自动化的流程,包括结果。

    下面举一些我做例子,第一个是部队改装的项目,他要求我们在通用车架上来改装我们自己的东西,搞成一个武器系统,而且要求很高。比如背景是什么呢?我们引进了生产线,生产一批底盘,上面要加武器系统,就必须要有全部的分析强度报告,在这种情况下我们要建的CAE系统,就要对系统进行结构设计配套,就要对它的强度水平搞清楚,这样才能实现国产化。比如要满足结构的布置,系统性能要满足作战要求,另外作业工况必须要满足,所以这就不是个简单的分析,所以我们要对车架进行硬度分析和评估,在此基础上我对极限工框,比如刹车等综合情况进行分析,搞清楚这些情况后我们再搞清楚动力特性。我们怎么做这个事呢?建立一个能够表达整体或者局部的参数模型,然后建立参数文件,比如我的结构布置,很可能部件要变化,在这种情况下就建立样机框架。第一个任务就是要参数化。第二点,要快速建模,比如这里有个用户界面,比如有路况,有结构参数,还有运行参数,另外驾驶室,水箱、油箱,这些都起着非常重要的作用,比如转向分析,转弯的时候,特别是最小半径转弯时就非常重要,这些都要充分考虑。

    对于样机我们采用分子结构建模,另外结构的连接方式,比如发动机连接等都不一样,这些细节都要局部化。比如界面我们就做了说明,爬坡、转弯等参数,这些都是在极限情况下得到的参数。比如这是我们所建立的车架模型,因为这是武器系统,我只给大家看前面,这些就是局部了。根据这些我们就进行了二次开发,开发结果是我们建立了样机程序,我们对工况情况进行了计算,这是刹车情况下硬件的表现,这是爬坡时的硬件表现。我要看看我的改装是否成功,我要有个比较,比如这是高速行使的工况,这是转弯的工况,这是综合工况,可能是转弯,也可能是下坡,在这些工况下车的表现是什么样,因为用户非常关心在行使状态下的性能,而不是在高级马路上的性能。通过我们的分析证明我们的改装以后,整体比车架应用有所降低,说明我们改装很成功。

    这里面有个特点,通过这种办法能够高度自动化,我改了几个参数后都能都下来,比如厚度改了,武器位置挪了,另外具有集成性、高效、灵活性。灵活性表现在我可以调整参数,为什么说调整参数,而不是优化参数,因为钢板可能就两三种,我只能从中选一种。第二个例子是起重机,一个吊臂,然后是转台,结果计算下来还是满意的。现在我们引进了一些图纸,来了后自己改,究竟敢不敢改,我也换了材料,我这有一定的参考意义,一系列改动对应着一系列的型号。

[17:10:48]
 
[岳中第]:

    另外一个例子是矿车,是英国的车,到了我们国家也进行的改装,改装成什么样子也不清楚。我们建立这样一个模型,这是非常复杂的模型,我们看它刹车工况,后来发现他在支撑架这剩余强度极小,只要一出格就出问题。

    通过上面几个例子,这种参数化,对于中小企业来讲,他就生产那种产品,我们就应该给他们建立这么好的东西后,他们就以这个样机为基础积累自己的知识、改善自己的产品,特别我最近做的例子,经过证明还是可行的。

    我现在再举一个例子,在制造过程中CAE技术用得非常多,特别是我们的航空,先进的数字化非常好。比如复合材料,你在制造过程中就要保证强度。今年三月份接了加拿大实验室,他们都在搞这个材料,在制造过程中暴露出来的问题比我在实际中暴露的问题难度还大。我现在给大家举的例子比较简单,我们仿真要保证可制造性。

    我们在与美国一家高科技公司合作当中,他们只给我们数据,我们就做第二次开发,后来发现我们算的东西与它算的结果相差无己,最后算了好几回参数,结果证明我们模型可靠,因为缠绕方向、厚度,模型本身不是绝对的模型,就是你建的模型如何来反映出它实际可制造的应用水平。我们和美国公司做了比较,应该是在工程允许的范围内。

    我最后想讲讲通用平台,这十几年我发现了一件事情,踏着巨人的肩膀往前走,这书上有我的一篇文章,一个是拿来主义,一个是踏着巨人肩膀。选一个好的平台是关键,我选择ANSYS这套系统仅仅用在机械分析上,流体分析没有用到,但是车的核心部件冷却问题我们也用这套系统。另外电子问题,我们要搞电子对抗,特别是光电对抗,好像一个产品很单一,但是如果我们做了很多后会发现它有观点支持。

    最后我说一下我的结论,在此次发展论坛上,科学院院士们共同的观点是认为现在是个好时机,因为我们国家是制造大国不是技术大国,就说明我们缺的就是技术,所以准备把这个问题向我们最高领导反映,准备根据此次会议写个文件向领导报告。另外要与素质化的管理结合起来,另外在现有的平台上搞二次开发,这是个有效的路子。最后,创新发展与制度与装备制造密切相关,所以产品的设计模块化,模块设计参数化,参数化的模型、制造工艺数字化,我觉得这个工作在我们航空行业这几年发展也是很快的,所以希望大家在这个领域里有所创造,我40年是既感到光荣又感到遗憾,谢谢!

[17:22:35]
 
[主持人 韩涛]:    下面有请北汽福田总经理助理杨国涛,给我们介绍一下目前汽车行业产品创新与数字化技术的应用情况。[17:39:06]
 
[杨国涛]:

北汽福田CIO 杨国涛

    各位同仁、各位领导、各位先生们、女士们,大家下午好!今天非常荣幸的受到e—works的邀请来参加此次会议,我是作为管理出身,现在在负责研发与信息化,所以今天重点从管理角度在研发数字化方面与各位同仁做一个交流,今天这个大会组织的也非常不错,尤其是在研发数字化方面有这么大规模的会议也是第一次,在研发领域,从CAD、CAE、PLM,相对来说领域非常窄,到今天会议上也碰到很多老朋友,也认识了很多新朋友,我今天的发言会占用大家20分钟。

    福田汽车在汽车行业是属于后来进入的,我们用了十年时间做了180万辆,这在全球汽车行业来说也是奇迹,到今年为止,福田汽车在全国几个省市,北京、天津、山东、湖南、湖北、辽宁,都有我们整车、发动机、桥等生产基地。福田汽车目前主要有八大产品品牌,如此图所示,蓝色是93年的定位,目前重卡、中卡、高端轻卡、面包车、MPS等,八大产品品牌。福田汽车的发展经历了两大阶段,96年成立,2000是创业阶段,在这个阶段从农民车转到汽车行业,99年我们做了轻卡,到今年,我们一直处于轻卡行业的领头羊。

    对于商用车,2005年我们进行多业务发展,2000年到2005年,产品横向、纵向扩展起来,也是产品多样化。在这个阶段不断实行扩张,我们也实现了商务车全国第一。从2006年也是福田全球化战略阶段,这个阶段我们重点是稳固商用车,实现全球化,这是十一五战略重要三个理论。到今年福田汽车已经完成25万4540辆汽车,目前商用车还是第一位,第二位东风,然后中国一汽等,从9月份来看,福田汽车排在第一位。

    福田有这样好的发展速度也是离不开我们在信息化方面的提高,信息化作为一个手段,也对福田汽车的发展起了很大作用。当然我们今天重点讲研发数字化的平台,在研发这一块,从我们内部理解来看,我个人认为研发数字化分三个层面,第一是研发的手段,主要表现在二维,三维,更多提高的是设计质量,提供更优化的设计方案,通过仿真设计。第二是研发协助平台。另外与上游供应商的协调,还有我们咨询专家顾问的协同。第三是研发平台的协同,作为中国汽车行业来说,在这三个平台建设方面,似乎在中国制造业中都已经准备装很多了,但是与全球比较来说都有很大的差距,业内也有人这样评价,这个观点我也很认同。

    我们在过去20年里,引进产品和发展汽车行业的同时,我们实行策略是用市场换技术,但是我们并没有实现这样的目标,我们过去,尤其在城市行业引进了很多品牌,我们真正核心技术没有达到,我们不仅仅拥有产品设计的品牌,但是我们更需要核心,知道设计时我们需要什么理论依据。中国目前占50%的市场份额。并不是说我们汽车市场与国际接轨,实际不是,我们通过平台的引进,不一定代表着你汽车设计能力已经具备了国际级。我们做到了武器积累。

    由于时间关系,我后面就把福田汽车简单做一介绍,福田汽车在研发方面分两条线,我们啊形成以技术为导向的设计体系,同样以市场为导向的商改体系,这样两级研发体系建立在一个,实际伏天在研发方面,不管关注着流程还是产品概念的出售,怎么这么把,我们关注16个指标,安全、操作性冷上、舒适型、成本、造型、防盗、颜色、环保、可信度等等。

    福田除了三维设计外,实际更具备了很多,对于世界全球来说,很多高级软件都来自于国外,而且这些平台都是从欧美军事领域转向民用领域。这也是国外对我们国家发展的限制。福田对于验证以及亚洲模型的建立,包括空调流动分析都建立起来,建立起完整的整车评价能力,另外对于成本控制方面都做了很大工作,当然对于福田汽车来说有很大的升值空间。作为CAE方面,在结构方面,包括强度、抗疲劳、碰撞、动力方面都做了很多工作,因为时间关系就不详细介绍了。

[17:41:57]
 
[杨国涛]:    福田汽车在今年年底也会增加研发方面的能力,这是我们的研发大楼(ppt),在今年11月底投入使用。在今年会建成新型实验室,包括燃油蒸发、排放舱,在明年年初会投入使用,在环境模拟室的建立,这些都做了工作,因为时间关系就不占用大家时间,如果大家有兴趣可以在会后,或者欢迎大家到福田汽车去做指导,今天的讲话就到这里,谢谢大家![17:59:02]
 
[主持人 韩涛]:    非常感谢北汽福田杨总给我们做的分享,相信企业的经验和体会对大家有所帮助。在此次会议之前,e-works也在网上公开征集了一些企业比较关注的问题。这里我先提一个,CAE技术目前在企业的关注程度逐渐提高,但是CAE对人才要求的起点比较高,CAE的投入也相对较大,但是CAE技术的应用范围还相对较窄。如何让CAE工程师充分发挥其价值,这是企业所普遍关心的问题。请岳老师谈一谈,企业对CAE人才的投入、技术培养以及如何让每个人为企业充分发挥其价值等方面做一个简单的回答。[18:00:02]
 
[岳中第]:

    大家都知道在一个单位里,搞一次两次培训都能掌握,另外把CAE软件买来后,若干年后也没有用起来,结果报销了,我参加过863检查组,包括很多单位都处于调研状态,把CAE拿来表演给领导看,但是并没有作用。我在德国参加航天技术合作三年多,人家那有一个服务平台,我们这个单位就几十人,没有必要具有CAE常备人才,需要的话就找CAE公司,我们也提出这样的观点,必须把CAE服务搞起来,这也是支持我们中小企业进行产品创新、渡过难关的一个好办法。假设我分到一个小企业里,让我从事CAE工作,我就搞一个车,可能半年时间就做好了,完了就陪到老,肯定不会干,过几年就走了。我到一些单位去了,这些单位都是派最好人给我配合,过了一两年他们就走了,为什么?因为这个东西不是常用的。所以CAE要真正做起来,要重视专用人才,要培养专用人才,要发挥专用人才最大的能动性。我原来的单位有很多的研究室,它不能在每个研究室配一个CAE人才,研究室就那么点事,事情干完就没有事可干了,如果是整个的航空制造工业,那么里面的CAE事情无限多。

    我给从事CAE工作的同志提个忠告,把我们的眼界拓宽一点,你当前做的工作是很重要,另外要看到这个行业,我若干年就是这样,一开始什么都做,汽车也做,飞机更做,我算了很多种整机分析,这是需要你知识积累的专业领域。这次会上我说了一个很重的话,如果CAD不费力气的就能转为模型,我说大概80%、90%都是CAE垃圾,我这句话不是危言耸听,想想飞机如果搞成实体模型,我那时候算的结果与实验的结果相差非常小,比如非常机翼最大距离1.32米,我算出来的,他们做实验是1.30米。我这次去上海,有大量的港机,都是组合结构。对于CAD向CAE转换很少,部件方面多数是失败的,国内、国外都是如此,所以CAD要注意培养人才,要爱护人才。谢谢!

[18:09:08]
 
[主持人 韩涛]:    补充一下,刚才岳老师是站在企业管理者角度说的。从事CAE分析要耐得住几年寂寞,可能需要几年或者十年你的天地才会宽广,这是岳老师给CAE工作人员的忠告。在刚才的演讲和讨论中我们谈到了关于知识创新,CAD,CAE技术。这次会议的核心在于如何实现产品创新,我想问一下亿维迅公司赵总,您认为CAI对于产品创新的价值在那里?[18:10:35]
 
[赵敏]:    CAD、CAPP、CAE、CAI都在详细设计阶段,它们只是比较好的一个概念表达工具,面向解决产品的各种性能问题、研发关键环节、概念生成问题,比如CAE做一个很好的分析,不是说一个新手就可以把某一个复杂零部件做好分析,这里面有需要一定的方法,因此很好的设计和分析概念也需要由给客户提出,因此CAI补充了原有CAE缺乏概念生成的不足,因此有它特定的地位,CAI起到两个作用,一个是生成设计概念、研发概念,一个是面向研发提升企业的核心管理能力。[18:12:33]
 
[主持人 韩涛]:    刚才各位演讲嘉宾介绍了CAE的技术、解决方案和发展趋势。现在我们再回顾一下,CAE技术对于产品创新最直接的价值是什么?[18:13:04]
 
[戚国焕]:

    我们CAD应该是主动去用,CAE在自主研发中给你一个思路,CAD帮助你把脑子里想的东西记录在电脑里。从自主创新来讲,前面我们提到有没有很好的方法、工具帮助你真正实现自主创新,我们要主动的应用,否则与国外的差距在拉大,因为人家有很丰富的经验,有最先进的手段,如果我们不用先进的手段去赶,那么差距会越来越大。 

ALTAIR公司中国区总经理戚国焕在答观众提问

[18:13:33]
 
[主持人 韩涛]:    感谢各位嘉宾,感谢在座的企业领导,今天的会议到此结束,谢谢大家![18:14:33]
 
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