虚拟单片机仿真软件有哪些技术对以下哪些方面将产生重大意义

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浙江建筑专业全套题二级建造师网络教育考试答案98分.doc58页
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2010版建筑业10项新技术中哪项不是地基基础和地下空间工程技术中的?(???)A.?水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)复合地基技术;B.?型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术;C.?基坑施工封闭降水技术;?D.?爆破挤淤法技术正确答案C您的答案C得分2 ??第2题 2分 ????业主关于工程投资的审定和方案的确认是在(??)阶段需要完成的工作。 ?A.?投资前期;?B.?工程前期;?C.??实施;?D.??运营期正确答案B您的答案B得分2 ??第3题 2分 ????不是木制品工厂化生产及施工装配化技术的施工措施的是(???) ?A.??木制品节点设计时考虑安装需要 ?B.?保证质量并使其更加美观牢固的技术措施 ?C.?开发安装配件,实现现场快捷化安装配件必须具有耐久性,安装方便,并能作不可见固定 ?D.?通过深化设计,使异型构件工厂化生产成为可能 正确答案B您的答案B得分2 ??第4题 2分 ????下面不属于推广2010版建筑业10项新技术的整体思路的是(???) ?A.?建筑业10项新技术代表我国建筑施工技术的先进水平,相对于我国建筑业总体平均水平为"新"。 ?B.?建筑10项新技术推进实际是成熟成果的一种应用,并非创新,然而要全面推进需花费很大力气。 ?C.?企业层面应分工负责,针对不同专业领域,培育各类技术专家,促使10项新技术尽可能全面得到应用。? ?D.?创造良好机制,加强引导,大力推进。 正确答案D您的答案C得分0 ??第5题 2分 ????下列(????)不是2010版建筑业10项新技术与以前各版本验收评价对比得出的结论。 ?A.?更注重于对环境的保护,并采取了一系列对环境有利的措施。 ?B.?10项新技术内容有很大扩展,从初期的10项具体新技术逐步转变为10项或叫做十大技术领域的新技术。 ?C.?技术含量高的高、大、难、新项目,新技术应用有望与一般示范
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2009产品创新数字化峰会虚拟仿真在产品创新中的作用分论坛
    &&& 主持人:我们今天探讨一下信息产品的创新与运用,CAE技术的运用已经是越来越广泛,一直以来CAE对于企业都是一个非常重要的技术手段,也非常值得企业的深入。&&& 每年都有一些新的话题来讨论,包括如何制订仿真体系,仿真技术如何与试验技术相结合,试验技术和过程管理,多学科之间如何有一个整体的优化等问题,今天我们来深入的交流关于仿真技术的运用问题。&&& 首先邀请到的是清华大学肖田元教授,他是清华大学自动化系教授、博导、系统集成研究所所长。他今天演讲的题目是“联邦式协同产品虚拟开发技术”。请大家热烈欢迎肖田元教授。
&&& 肖田元教授:尊敬的各位专家、各位同行,很高兴今天来参加这次研讨会。首先针对今天的主题我先提出一些问题和看法来跟大家一起探讨。&&& 第一,我国是一个发展中国家,已经从原来的制造弱国发展成为制造大国,并且希望以后成为强国。国家为了发展制造业也提出了一系列相应的口号,所以现在国家把制造业信息化作为一个发展的战略问题,而不是一种经验。&&& 第二,在如今的形式下,企业最核心的问题就是创新。而虚拟?虚拟肯定不是真实的,但也不是假的。虽然不是真实的,但却是本质上的,能够抓住问题的本质,能够对事物进行掌握,才可以创新。要创新必须找本质,所以虚拟仿真,并不是把仿真搞悬搞假,而是要有本质。&&& 如何证明仿真99%以上正确呢?我97年去美国时,波音公司正在设计制造777,但在没有试验的情况下波音公司怎么敢直接进行生产呢?这就涉及到仿真分析,所以关于虚拟的问题如何做?就是说只能做本质上的而不能做假。&&& 第三,我在不同的场合一直在讲企业的核心集成问题,而随着工业化发展,仅仅是“集成”已经不一定最好,因为现在制造业已经模式化。所以我在今天的发言中出现了“协调”,那么“集成”和“协调”的区别在哪里呢?信息化在产业的发展中应该有采用哪些方法?&&& 结合着以上谈的几点问题,我演讲的内容主要是对虚拟开发技术的发展趋势进行分析,演讲的题目为:联邦式协同产品虚拟开发技术,包括以下几个方面的内容:&&& 1.虚拟制造&&& 2.集成到协同&&& 3.联邦式协同产品开发平台&&& 4.典型应用&&& 5.结论一、虚拟制造&&& “虚拟制造”――当然不是实际制造,但实现了实际制造的本质过程,是通过计算机上的产品模型来模拟和预估产品功能、性能及可制造性等各方面可能存在的问题,提高人们的预测和决策水平,使制造技术走出依赖于经验的狭小天地,发展到了全方位预报的新阶段。&&& 现在的创新设计是不依赖于传统的对物理样机的反复修改,而是在计算机上制造出“虚拟样机”,是通过仿真验证后证明满足“可制造性”的要求的样机,实际上这是企业基本不消耗能源和原材料的新产品开发和生产制造。如图中所表示的,其中人的经验还是不可缺少的。
&&& “创新”是在计算机上通过虚拟制造的平台,进行反复的修改与优化,从而产生数字样机。过去的做法是在反复修改中形成物理样机,现在是在计算机中做虚拟样机,最终物理样机是反过来验证虚拟样机是否正确。所以波音制造777可以不要物理样机,直接就可以进行投入生产。对机理本质和运行的环境能够做到预估,是全方位的预报。二、集成到协同&&& 集成:从ERP到PLM在信息化实施的过程中软件一再地升级,每一个版本的更新都必须重新对方案进行校正,所以信息化最大的障碍是软件。信息化是一个整体,但是往往形成这个整体的代价很大。&&& 协同:企业各部门之间和企业之间协同合作,任何一个企业在生产过程中,部门和企业之间大量协同是一个工作。所以在制造模式发生变化的情况下,信息化和工业化融合的模式也有许多的发展。&&& 从集成到协同:企业内部现有协同产品开发技术的不足主要有以下几点: &&& 方式:&&& 以设计为中心:&&&&&&& 国内外普遍采用的是与PDM(PLM)紧密集成;&&&&&&& 以Windchill、Enovia、TeamCenter等为代表&&& 以仿真为中心:&&&&&&& 国内外普遍采用的是基于某一仿真体系的紧密集成&&&&&&& 以Modelica、ANSYS/Workbench、AMESim、COSIM等为代表&&& 以优化为中心:&&&&&&& 优化与仿真紧密集成&&&&&&& 以iSight/Fiper、ModelCenter为代表&&& 第一、三者均是面向流程的紧密集成模式,组建难以动态加入与退出,且缺乏灵活的协同机制;需要解决协同产品开发制成之平台如何适应动态协同要求的问题。信息化的平台在不断调整的过程中,减少投资对各种资源加以运用,在更新的过程中不付出更大的代价是信息化实现的模式上要考虑的。&&& 第二、企业间现在比较多的是CPC(协同产品商务),目前投入实际运行的CPC大多是以大型企业为核心,建立统一平台,信息系统、编码体系服从核心企业,也是一种“紧密集成”模式。&&& 第三、基于企业服务总线的CPC缺乏权威的国际或国家标准,因而无法形成商用化的产品,往往是在某个开发平台基础上定制。&&& 第四、难以解决协同企业动态联盟的形成,如新的联盟的形成,协同企业动态加入、退出,联盟安全机制、利益机制等。在合作的过程中,如果有的企业没有平台就只能回到传统的模式,但将会很大程度的影响企业的发展。&&& 联邦(Federation)协同由美国国防部提出,源于分布式交互仿真的高层体系就够HLA,进一步发展成为为IEEE1516工业标准。HLA定义了基于规则的技术框架,是一个灵活的、可伸缩的、可重用的软件体系结构,实现相互的互操作。是一种分布式服务系统,它由若干个相互作用的联邦成员(Federate)组成,只要遵循通用的HLA规则,任何联邦成员可自由地加入与退出。并且基于规范自主定义的分布式松散耦合模式,各类企业均可采用。&&& 联邦规则:&&& -加入联邦的成员遵守联邦协同规则,通过对象模型模板(OMT)规定信息共享模式、内容和接口规范;&&& -联邦成员是自治的,遵守规则的应用系统可自由加入与退出,而不影响其它成员的正常运行;&&& -采用发布/订阅方式,基于规范但可自由定义的实现分布异构系统互联、互通、互操作模式;&&& -联邦通过RTI( Run-Time Infrastructure)实现分布环境下异构系统互联、互通、互操作。RTI是通用插件,联邦成员可自动下载安装与却载,而不影响应用系统的运行;&&& -它不同于紧密藕合模式可将设计、仿真、优化等建立应用联邦实现动态协同。三、联邦式协同产品开发平台&&& 依托国家863计划“复杂产品协同设计、仿真、优化一体化平台研究开发及其应用”等课题。研究并开发符合复杂产品开发特点的多领域协同设计、协同仿真、协同优化联邦平台,实现复杂产品设计组织、过程、工具的整合,支持复杂产品协同开发。&&& 以长客开发的200公里动车组为对象,建立数字样机与虚拟样机,实现动力学协同仿真,并对动车组关键部件进行了协同设计、仿真与优化,为长客实施“消化、硬化、优化”的发展战略提供技术支持。&&& 基本上考虑到了企业产品开发的工作,设计、仿真、优化三大块有各自的平台,然后在这三个平台上建立联邦,每个用户可以在单独模式下工作,又可以跨平台跟其他的成员进行共同的结盟和需要。基本上作为这个平台系统,在这个平台里面安装联邦环境叫FEI,在运作的过程中可以发行和运用联邦,开展需要的工作。任何一个平台的资源,都是指挥加入联邦,也是深入到联邦里面去,直接从系统联邦里面开展工作。四、典型应用&&& 200km/h动车组是典型的复杂产品。分为头车和中间车,中间车可以模块化为:车体结构区、车顶区车端区、车底区、室内区、车顶区、电气区、转向架区以及全车区8个区。传统上是单节车分别设计,难以控制整车设计水平。每一个设计都有所转化,有实体数:每节车的车厢有500个,转向架1200个,钩缓200个,8节车约15200个实体构成的多样车型。&&& 从CAD:整车CATIA模型,CAO:优化悬挂参数、iSight,CAE:ADAMS、MATLAB、8车动力学、带路谱。
&&& 关于虚拟装备的人员是在仿真的环境里开展了工作,是经过测试的。高速动车组协同仿真,大家是可以看到的,在仿真的时候可以看到各种过程,在不同的弯度下受力的情况。这是八节车一个比较宏观的图版,在过弯道的时候,可以看到它的细致的情况。
&&& 在优化的时候也把优化根据设计要求建立动车组两层华优化(协同优化)优化后仿真,优化后两系弹簧的轴心刚度也出现了变化。国内第一次实现了八节车厢这样的计算,目前正在做国家350公里的检测列车。五、结论&&& 虚拟制造是下一代制造的重要内容,是仿真从科学计算“后台”发展到走向国民经济的“前台”。&&& 协同是对集成的再思考,是“集成”在深度与广度上的再发展,是新的制造模式对信息化的新要求。&&& 联邦协同具有CPC、ASP所没有的优势,较好地克服了目前SOA架构中互操作的安全性问题,具有很好的发展前景,值得关注。&&& 仿真成为理论研究、试验研究之后第三种人类认识世界的工具,被认为是国家发展的通用性、战略性技术,必将对制造业产品革命性的影响。所以在这些过程中,把仿真技术结合创新,是国家和企业发展的需要。&&& 协同是对集成的再思考,使人们在发展的时候有新的信息化和新的模式的要求。它具有CPC和ASP的特性,特别是互联网的安全性的问题。仿真成为继理论研究、试验研究之后第三种人类认识世界的工具,被认为是国家发展的通用性、战略性技术,必将对制造业产生革命性的影响。谢谢大家。&&& 主持人:各位请发表一下自己意见,大家来提问一下。&&& 观众:虚拟制造和数字化制造的区别在哪里?&&& 肖田元:我个人更喜欢虚拟制造,另外有数字化的制造、信息产品的开发等等其他叫法,数字化制造还是没有充分地表明信息化对传统的制造业的改造的本质的体现,因为虚拟化制造从根本上讲,本意和本质上是用信息化改造后提升产业化,不仅仅是把它表现出来,更重要的是通过信息化的手段更好的认识和运用传统制造技术,来提升产业发展。所以我更喜欢虚拟制造。&&& 观众:现在虚拟仿真方面有哪些亟待开发?有哪些软件?&&& 肖田元:2006年美国科学杂志列举了目前世界上125个难题,从中挑出其中20个重中之重的问题经过我们分析,结果是有1/3是必须依赖仿真才能解释的,比如说卫生教育的问题,现在舆论认为是人类活动造成的,但是根据何在?所以这些对未来世界的认识的问题,很多必须要通过仿真来解决。所以,仿真没有解决的问题太多了,未知的事件很多。&&& 哪些仿真做的好的问题,第一个我很难对所有的仿真软件加以评价,第二个我用的过程当中有好有坏,我想企业在选择软件的时候,还是要通过自己企业的需求,通过自己的案例进行测试,这样才会比较好。&&& 主持人:未来永远有很多的科学问题值得探索,下面请Altair公司刘志强为我们来解读。
&&& 刘志强:根据调查,有90%以上的企业领导认为,企业需要通过创新来成长。因此创新是非常重要的,而且产品性能、仿真分析对企业未来寻找机会是非常重要的一个方面。&&& 理想化的企业创新技术平台所具有的特点:&&& 1、高效灵活的企业高性能计算及数据管理平台,包括PDM、CAD、CAE等;&&& 2、开发、灵活、完整及先进设计分析平台;&&& 3、创新的要求要深入到产品性能开发和质量要求的流程中,领导和使用人一定要重视对产品的创新要求而不是复制别人的经验;&&& 4、产品性能数据成为决策的重要因素。&&& 现在产业界面临很多方面问题:&&& 首先是产品技术问题,平台上的挑战包括一些成熟的系统,如CAE、CAD、PDM等,但能够做到融合的很少,因此绝大多数企业做产品开发都会与IT部门互动,这因为产品开发中数字化设计的平台和数据管理、流程管理和软件硬件很多,使用人往往对系统或者说对其他的运用方面不熟悉,很难有一个企业把这之间的关系理顺, &&& 绝大多数的企业使用的软件技术超过200套,仿真软件种类很多,不是说某一个产品可以解决所有的问题。所以对大企业来讲,做一些产品的开发要分散独立的技术架构,现在93%跟产品数据相关的数据绝大多数企业都没有涉及到。&&& 其次是创新手段和技术的挑战,据调查显示,仿真分析流程相对滞后对产品创新造成了很大的影响。70%的企业认为时间是一个很大的问题,都在加快产品的开发速度,但是40%的人都是在为时间的不足而伤脑筋。&&& 最后,企业的领导者决策机构应该更多地关注的产品开发的流程的透明度,不仅仅要关注到产品的制造、服务,还有关注到产品的开发周期,开发的流程应该是更加的透明化,决策者应该很快地知道产品开发的流程。&&& HyperWorks:创新设计平台,包括创新的商业模式,产品的创新模式、企业级的分析计算和可视化技术、仿真驱动的技术开发平台等。
&&& 创新商业模式:如果大家了解HyperWorks模式,只要是认证的用户就可以去使用平台中超过20种产品,同时把这些模式推广到了更广的领域,就是把第三方开发商遇到的专有技术构成了一个更广的平台。同时也加入了很多的成熟的商业化公司,包括疲劳分析、流体分析、安全性分析,产品也或多或少会有一些差别,但只要是在HyperWorks的平台上,就有权限去使用,包括:&&& 1、通过网络技术使IT投入产出最大化&&& 2、通过系统管理和资源调度更好地实现资源互相和快速计算&&& 3、以无以伦比的灵活性和高度可扩充的对口接口开放架构。&&& 仿真驱动的解决方案包括:&&& 1、扩展使用人的创造性,&&& 2、避免直觉式和随即机式的操作,&&& 3、开拓一个更广阔的思维空间,&&& 4、快速得到正确答案。&&& 通过这些方针或者优化,使用者开拓了一个更好的空间,可以提供原来从没遇到和设置的问题,仿真结合到现在的快速的计算机技术,可以得到一个快速的答案。现在有了仿真的技术以后,可以很快地找到一个最优点。&&& 另一个是企业级的分析计算和可视化技术:应该在权限上去使用他的一些有关的数据软件,同时他有一个很灵活的技术表,个性化、灵活的工作报告和仪表板技术,方便易用的学习研究手段“what-if”,任意地点和时间快速新式和浏览模型和结果,同时可以在这个平台上实现可靠性的方案优化。&&& 再分享一下成功案例:在重型机械方面可以实现各种软件之间的相互调动,在船舶行业也实际到了很多的数字化造船,在发展的仿真软件中,通过用HyperWorks的模式,可以把一个船舶的模型设计的得真实,然后进行计算。同时在造型设计方面,在集合上的问题,也可以通过HyperWorks快速的清理和消除掉,缩短开发时间。&&& 韩国的LG公司,也是对信号显性方面进行考核,我们参与了IPO的开发,运用到了汽车上。在航空里面,在它安全性上进行了验证。目前做的项目里面至少是减少12%的重量。同时也参与到了很多欧洲航空局的计划,他们通过仿真模拟企业工作效率提高了7%,可以把很多的现有的一些成熟的流程在这个平台上实现,这是欧宝的一个模型,他把所有的实践的仿真数据可以做到一起。这同样也是一个HyperWorks的项目,就是把汽车很多的方面的分析固化了下来节省超过了60%的仿真时间。&&& 通过仿真驱动的技术,可以实现更快更好的手段。可以构建灵活性的平台,通过计算的一些技术可以快速地得到决策,HyperWorks的创新的产业模式,可以得到更好的更高的性价比模式。&&& 我的发言就到这里,大家有什么问题?&&& 观众:刘经理你好,HyperWorks可以做优化,又可以做结构,还可以做动力学之类的分析,据我所知线性做的比较好,我想问一下HyperWorks和这两个产品的区别主要在哪里?第二个问题就是我们公司也买了HyperWorks的产品,您刚才介绍说买HyperWorks可以用一些第三方的软件,应该如何运用这里的软件?&&& 刘志强:在仿真企业里面是各有所长的,在接触里面是有他们的优势,在动力学里面我们也有优势,第二个问题,目前来讲这些软件是可以无偿用的。&&& 主持人:LMS在数据的管理和仿真方面都有很好的技术,在一些传感器做试验方面做的也是非常的好,下面有请LMS石银明博士为我们讲解。
&&& 石银明博士:如何用仿真去做试验?这是我今天的一个话题,大家知道整个设计过程包括设计,仿真、验证,在这里里面涉及到了CAD、CAE、CAT,如何用仿真器驱动测试,这也是一个非常有意义的话题,今天跟大家分享这个话题。&&& 我会详细地介绍仿真驱动试验和测试,在这里我介绍一下LMS公司,LMS是比利时公司,在中国北京、上海、广州设立了分公司。我们的产品有一大块,一个是在概念设计的阶段运用LMS,在信息不多的情况下就可以做一些布局的总体的规划的仿真,随着仿真的不断深入,得到的信息越来越多,要考虑到更多的接触、影响等。&&& 开放式的系统是把最好的程序结合到一起做一个子程序,所以在下面的一层做产品设计,对于做结构分析往前走一步是疲劳,电力学、震动、优化。还有一个机构的仿真,是在同一个软件中的三维的优化平台。&&& 驱动仿真试验在不同的阶段会遇到不同的问题,在早期设计时浪费了大量的时间,详细的设计中零部件的设计上浪费时间,特别是到后期做试验的时候,因为前期浪费了大量的时间,最后用仿真去驱动、指导和改进试验是非常重要的。&&& 仿真试验驱动是一个阶段,仿真试验的阶段在详细设计之后,在做物理试验之前的这个阶段针对的不是一个部件而是整个系统。而且仿真的对象:&&& 1、在详细设计后,在真实物理试验之前;&&& 2、对整车、整机/正系统;&&& 3、进行试验验证工况或实际工作工况进行仿真;&&& 4、目的用于:通过规范,对整系统正常性能仿真,对正系统非正常应急状况仿真,对事故后故障机里及改进分析。&&& 做试验的时候,总是感觉到试验出来的数据应该是可靠的,实际是不一定的,因为整个试验的结果都是非常的相关的。设计了以后会发现左边是一个期望的设计,很显然它的动态性的变化是很大的,所以如何进行仿真的设计试出来的结果保证是需要的结果。&&& 在做这个试验的时候,需要的是测飞机本身的动态性,所以必须在仿真的环境里面,改进这些设计,确保飞机的性能,所以要通过仿真去指导试验。大家可以看一下如果需要做整个飞机的分析优化,最关心传感器位置的优化,如果设计不好一个破坏性的试验整个卫星就会被震坏,所以这个试验必须是虚拟的,然后再做优化确保优化的结果,确保测试的水平是正确的。做完试验以后,可以用试验的模型跟仿真的模型做相关的分析,然后做多种模型的灵敏度分析,或者是模型的设计,可以做大量的仿真。&&& 整个飞机要做大量试验,要把这些设计都做好,因此试验的结果要可靠。随着计算机水平、仿真能力的提高,有越来越多的对象是主动的。一个机械臂的仿真,离不开做液压和控制的工具在里面,所以在闭环的仿真里面是要注意的。&&& 下面举几个例子:&&& 飞机飞行过程中有气流时,如何防止这种非工况的情况出现。过去往往是要做大量的试验,对机翼做试验,在机翼上有一个简易的控制系统,请看看图,这是一个飞机图,在这个里面如果它的弹性非常大的时候,能否经受住气流,然后设计稳定不稳定等一系列问题,通过仿真里面可以做试验。
&&& 比如说这是一个飞机仿真图,这种控制的系统是否合理?这个成本是非常高的,完全可以在这个仿真里面把这些各方面的系统做仿真。&&& 这是一款飞机,要分析它的液压系统,如果这里有一个或二个被卡死了,都会出现事故。经常会出现发动机的异响,在这个情况下要去做这个仿真,钢铁是闭环的仿真,还有一组特殊的闭环的仿真,所以在这个里面离不开衔接闭环的仿真。不仅仅到做前期大量的试验,因为往往产品是否通过。
&&& 所以整个系统、目的都充分地在详细的设计后,产品之前做一个仿真进行改进和预测,所以LMS形成了一个闭环帮助大家实现功能。谢谢大家。
&&& 王庆艳:各位庄家和领导大家下午好,今天感谢e-works为我提供了这个平台,今天探讨一下工程协同仿真及优化,现在的仿真有很多,涉及到了很多的学科和专业,下面主要是从这几个层面和大家分享一下:&&& 1、工程仿真及优化需要&&& 2、协同仿真平台方案&&& 3、协同仿真相关案例展示&&& 4、总结&&& 首先看一下工程仿真的需求:仿真的企业很多,仿真后会有一个数据、流程,还会运用到很多的工具,包括CAD工具,前处理工具,求解器,后处理工具。为了更好的能够达到快速的仿真的目,还要建立专业的数据库。比如专业的模型库针对不同的案例,企业有自己的方向和优势,不同企业和产品都是不同的。&&& 针对这些工具,企业的状态基本上是离散的,现在企业需要一个统一的界面。比如说仿真流程管理要规范化、模板化机车产品有自己的仿真经验、流程,所以这一块可以给固化和规范下来,形成一种仿真流程的模板,针对不同的产品要做工具集成,软件集成、自动化数据传递,统一界面。研发资源库仿真数据、知识的统一管理。
&&& 这里提出了五个需求,仿真技术如仿真基础,工程化专业仿真,多场耦合工具集成,多学科优化,仿真管理。如针对机翼,构建专业仿真分析系统,提升专业仿真分析建模能力。&&& 针对离散工具整合,构建多物理场耦合分析环境:&&&&&&& -构建统一的仿真分析环境界面&&&&&&& -定制仿真分析向导,规范仿真流程&&&&&&& -打通工具间数据流,数据自动传递&&&&&&& -对集成软件产生数据的统一管理&&& 构建多学科优化系统,从系统工程的角度提升产品设计:&&&&&&& -MDO符合系统工程的思想,从系统工程的角度提升产品设计&&&&&&& -MDO为产品设计提供了一种并行设计模式&&&&&&& -MDO的模块化结构使产品设计过程具有很强的灵活性&&& 仿真项目、流程、数据及知识的管理:&&&&&&& -通过仿真项目及流程管理,规范仿真流程,并实时统计监控任务执行状态&&&&&&& -数据及知识管理:仿真过程数据实时提交管理,便于追溯及重用&&& 从底层可以建一些库数据,运用到相关的系统,形成企业专用的仿真运用软件,可以从产品层面也可以从学科层面。
&&& 门户平台:统一入口,单点登录,统一用户认证(LDAP);客户化的定制,任务、消息等集成与协同;支持与企业各信息化系统的集成。&&& 基础管理:平台SOA架构基础,为平台提供通用基本功能;工具服务及功能:用户权限、搜索引擎服务、消息服务、工作流引擎服务、数据管理服务、系统接口服务等都是在这个模块下进行管理的。&&& 平台流程管理Workflow:仿真项目与任务的规划与WBS,任务与流程的定义;任务与流程发放、执行与状态监控;静态与动态流程:子流程、流程驳回、迭代、重复等;流程过程数据管理:自动关联,自动存储,可追溯;流程与研发工具集成:研发工具完成流程定义的任务。&&& 平台工具集成CAXMan:基于流程的CAX集成与驱动框架,设计、仿真、优化……;实现CAX之间多种方式的数据读入与写出,自动流转;CAX资源的统一注册与集中管理与分配。针对这些数据也有一个权限,数据管理可针对每个人进行权限的设置。基于知识基础企业现有的软件形成协同仿真的相关的系统。企业从事实的过程中做了一些工程化的专业仿真分析系统,到规划和系统仿真层面的平台,协同仿真相关的案例。也都是从刚才分析的几个方向代表了几个特同分析。&&& 下面介绍几个案例:&&& 输电线路工程力学仿真案例,飞机构件的资源系统,针对企业目前的设计,构件严格按照企业的方法来建立的一个包含几何和非几何的数据:一级构建飞机涉及的不同阶段,对产品的设计是不同的,飞机构件体系化1-4级对应飞机设计四个阶段,构件参数化设计需求,CAD与CAE模型的关联与自动转换。在总体综合的系统中综合设计的时候,会同这个构件进行编辑,在仿真的时候,可以做构件库里的相关的构件,通过构件库的信息,达到快速设计和仿真的目的。在这个系统里面,总结了11类构件,大概形成了3000多个构件,这些构件对飞机的设计不同的阶段,从方案设计、初步设计到最后的详细设计。&&& 输电线路工程力学仿真平台:企业现在有很多的软件,如何通过这里做一个快速的仿真分析,针对输电线路做的一个仿真的平台,快速建模系统,评估性能。如何快速建模,杆件界面型材数据库,杆件材料的数据库。在这个系统里面它其实有两个方面可以快速建模,可以通过现有的商用软件,通过现有的一些文件接口,通过型材库直接引用里面相关的一些属性、数据,达到一个快速建模的目的。&&& 电子产品多物理场耦合系统:比如说本身很多的工具,包括专业的电子的软件,都有一个数据传递的关系,而数据基本上都是一个手工的状态来传递,所以对这些工具有一个提成的需求。通过这样的坚决鉴定,我们做了几个工作,一个是进行了统一的鉴定集成,并且在不同的工具之间有一些流程,进入到电子产品的多物理场耦合仿真环境。以下是电子产品多物理场耦合系统起始界面:包含工具集成、任务向导、仿真模板、结果管理所产品的一些数据管理。&&& 柴油机仿真技术平台,在这个平台里面有几个方向:第一个是快速设计分析系统是针对设计人员进行的一个分析系统,它有五个典型的步骤,要设计到的仿真工作量是比较大的,这个仿真包括曲轴、机体、连杆、凸轮轴。第二个系统是负责的多物理场耦合分析系统,这个系统是针对仿真人员设计的一个系统。仿真规范,所以要建立一个仿真的规范形成一些仿真分析,对快速分析系统产品的数据进行统一的管理。底层、前期构建的标准的数据库。&&& 快速分析系统里面包含了一些功能,主要是实现了仿真任务选择几何模型及载荷。系统是复杂系统多物理场耦合应用系统,软件之间如何进行耦合,如何进行协调,构成了快速分析。这里包含了六个模板,就是针对系统里面目前没有做的一些快速仿真,产品非常多,涉及到的仿真类型也是非常多,这是也是我们和企业构建的方式形成的产业的规范。对各个系统产生的数据我们专门做了一个柴油机的数据管理系统。&&& 最后一个案例是机车行业,铁路机车提速也是非常快的,这个系统里业务需求及流程,PDM为住流程,仿真流程为副流程,仿真过程分方案设计仿真与详细设计仿真验证两个阶段存在多学科协同仿真。任务的下达是从PDM开始的,这是要有一个机动车系统的平台。会有相关的人员在PDM里面发布任务,之后会有相关的人员进到我们的流程管理里面进行一个仿真的情况而订立流程,流程的节点和执行在哪里,同样需要输入和输出,在这些过程中,制订一些工具就可以直接点击到相关的工具环境。&&& 整个项目上为机车集团做了新相关的七个专业的分析系统,项目主要的特点就是任务的最终来源是PDM,产生了一个数据反馈到PDM系统。同样在机车车辆的项目里做了一些模板,在这里展示一下模板的运用流程,这是机车转向架的模板。在材料设置方面就是转向架所要用到的,而不是通用材料里运用到的。&&& 我们可以在模板中运用到我们的经验。在加载位置的选择和数据,载荷数据是运用了外部的数据进行加载。在这个模板里面我们运用到了种种的工况,仿真或设计人员只要选择做怎样的分析就可以了。之后融合了机车行业的相关规范,形成最终的仿真分析报告,如果不满足规范的要求,还会重新进行设计。&&& 下面简单地进行一下总结:企业针对工业化大概有几个层面的需求,从仿真基础到工程化专业仿真,多场耦合工具集成,多学科化,针对这几年来的案例,综合优化里和基础资源。我的内容就这么多,大家有什么问题可以提出交流。&&& 观众:中型企业是应该培养自己的团队还是和校企合作?&&& 王庆艳:其实这样可以加速自己的团队,可以互补,互相学习,共同把企业的研发能力提高。&&& 观众:你给各个企业做了很多的案例,比如说现在柴油机的问题,如果要实施是否也要做很长时间的调研?&&& 王庆艳:其实现在关注的是用户的需求,所以不管是什么网络都需要企业进行参与,具体的实施时间会根据企业的大小有所不同。&&& 主持人:我们讨论一下虚拟现实,体验一下PLM所做的仿真。有请爱迪斯通科技有限公司苏兴华为我们作演讲。
&&& 苏兴华:各位老师、学者大家下午好,我给大家讲的是PLM全流程三维仿真体验,及爱迪斯通科技有限公司以国外的技术厂商围绕工业提出的解决方案。&&& 爱迪斯通科技有近10年的3D经验,现在叫Aplication可视化编辑平台,在06、08年成立了分公司跟工业的客户进行了接触,比如现在的产品代理,系统集成,这些部门的运用都比较新,也是公司主要重要的部分,所以3D体验是无处不在的。面向客户,包括电脑的时代进步,整个3D是不可抵挡的潮流,公司基础的重点是在逼真体验和现实模拟。&&& 全球第一款完全以三位CAD设计(数字样机)的民用飞机波音777,代表着企业十九世纪八九十年代的PLM最新技术成就。
&&& 全球第一款由发达国家联合相同研发的第五代战斗机,代表着全球21世纪初PLM最高基础成就,研发过程大量采用了沉浸式工程Immersive Engineering和基于人体真人动捕的人体工程学等在内的三位仿真技术。&&& 虽然现在的计算机发展很快,但是如何发展合作?其关键特征为:PLM的应用延伸到消费者、合作伙伴和供应商;PLM全流程与3D技术紧密整合,加强现实的模拟仿真,加强逼真的体验;3D PLM全流程趋向于一体化集成,沉浸式工程使3D PLM全流程体验成为可能。&&& 当前沉浸式工程的主要问题:&&&&&&& ●工程级沉浸式解决方案成本比较高,仅限于一个或者有限几个部门使用&&&&&&& ●沉浸式体验受限于应用程序,众多应用程序的VR解决方案造成了资源重复投资&&&&&&& ●沉浸式工程展示用途多于工程用途(工程文件由于海量数据而无法交互展示)&&& TechViz的技术创新:&&&&&&& ●沉浸式工程实现与应用程序无关,与软件版本无关&&&&&&& ●支持海量CAD数据的多通道优化展示 &&& 支持各种基于OpenGL的3D应用程序:&&& 直接使用3D应用程序中数据,模型不需要修改和转化&&& 对软件的版木没有特别的要求&&& 直接在应用程序中无缝使用&&& 用户使用时不需要任何程序经验&&& TechViz支持PLM四大家族等150多种应用程序,包含科学计算和工程,DCC&VR&3D GIS和OFFICE都是可以做展示。在计算机方面还以真实地角度去看各个环节和细节,一直强调依靠计算机,但是不能过分依赖,有些问题计算机是发现不了的,要去沟通和评审,跟客户、部门、供应商之间以更加的有效的方式去沟通。&&& 三维仿真进入触觉体验时代,在目前这个时代运用在设计的对与不对,在工艺与维修上面以反馈为目的。现在做实体样机、物理样机、数字样机每个样机都有优缺点。结合计算机的重复使用,制造中产生新的方法,真正的可靠的做法就是在一个造型表面深层,比如多少底数的方法深层大量的扎针和减震,这就是Haption公司的做法。&&& Haption公司有很强的工程背景:是从CEA法国原子能机构拆分出来的公司,有着30多年的机器人开发技术经验。Haption公司有工业级的物理碰撞检测技术:VORTEX来源于波音公司的研究成果。Haption公司有完整的产品线(硬件+软件),有大量的工业成功案例和品牌客户。&&& Haption公司提供了完整得力反馈与人机工程应用:&&& 硬件产品:力反馈家族,基于力反馈的虚拟装配和路径规划。&&& 软件产品:力反馈与基于真人的实时动捕再工程软件中集成应用。&&& 在装配的工艺和过程中也是不准的,所以一定有人来参与装配,结合起来就是Haption公司围绕着转配工程有一个密切的联系,并结果记录了下来。&&& 人的工作方式是不太合理的,能否真正装进去,就是要借助力的反馈。过程是被记录下来的。而计算机记录的方法肯定不只一种,因此可以评估哪些是最合理的。正因为制作工艺装备问题考虑到人所以做了一些开发,在各个方面做了一些运用,把真人的过程记录了下来。现在据了解,很多的解决方案还是用计算机去理想化操作的,除了人以外包括手指,运动去抓住,拿起来。手指灵活度是比较高的。&&& 下面一个产品是面向CAPP的数字化工厂,涉及到欧盟仿真与优化计划,通过CAD选取,把生产线通过穿梭的方法规划起来,这个过程都是采用商业化的方法,快速进行布局,所用的零件包括机器人、物料,因此使用产能计算会产生不同的效果,而形成报表。
&&& 追求真实的照片级3D渲染,为什么选择Patchworkd3D的产品?逼真的渲染效果,可以制造产品动画;真实的产品数据,产品数据可以用于工业生产,可以实时渲染。过程复杂但是比较真实,现在用的是从CAD数据到3D交互产品演示,在短时间内,通过四个工作步骤即可以完成,所产生的效果图跟所见到的真实的物品一样。&&& 以上这些在行业内有广泛的运用,其实在汽车、航空航天等等的很多公司都运用到了这些内容,大家可以通过这种方式跟各部门具体讨论,去评估评审。&&& 今天就介绍到这里,谢谢各位!&&& 主持人:他讲的是一个不同的领域,一个是触感手套,考虑到车间布局的仿真,真实的图片的效应,更多是在视觉里面的,大家有没有感兴趣的问题?&&& 观众:您好,我来自华中科技大学,我想问一个技术的问题,你刚才提到了提供了一种更加丰富和传统的手段,如果想扩展人体仿真运用,把这种引用到已经开发的仿真运用中来,是否需要有物外的开发量?它是提供一种怎样的方式和我原有的方式进行集成?以及它开发的模式?&&& 苏兴华:其实第一种就是跟环境有关系的,在环境中装了以后,就有很多的按键,到数据中心让他们来考虑这个事情,第二个就是这个程序有这个功能,这个软件在各个环境中可以快速地完成展示。它也提供了很多的接口,我们所有的工业的程序,有个硬件叫Work To CPI主要有这些就没有问题了。&&& 主持人:下面有请上海索辰公司咨询总监李焕先生为大家进行演讲。
&&& 李焕:感谢e-works以及各位贵宾和同行,今天有机会展示我们的产品。今天演讲的主题是“自主创新与分析驱动设计”,提到了很多分析驱动的设计的例如理念。在此之前介绍一下我们公司,我们公司中文名字叫上海索辰,还有一个意思是天亮,“索辰”是永远居于最中正位置,所以居中正之道,破陈规陋习。要改变流程和思想,就是我们的创新技术,也是我们的一个宗旨。&&& 分析驱动设计SE/ALD:&&& Challenge为:需要满足当前飞行器制造公司要求,提升发动机研发效率,并大幅减少研制时间,并匹配飞行器制造商的周期要求;&&& Results:年,与ITI合作完成了以ALD(分驱动设计)为牵引的16项流程该杂,将研发周期从60个月缩短为24个月;&&& 1998年-2004年,进一步与ITI合作完善了CAD/CAE/CAM/PDM的数据集成,研发周期从24个月降为18个月;研发成本降低18%,制造成本降低28%,这就是GEAE做的改变,整个Month SE/ALD节省的时间都列在图表里(SE/ALD)。&&& 数字化工程是一个创建几何模型,制造建立样机的过程。因为国外用的比较多的是驱动设计的流程,在数字化工程之前加入了两条线:一条是线是需求定义线路,把产品定义清楚,把需求变成一个具体的可量化的需求;另一条线是概念设计线,会相对于这个级别建立自己的系统工程模型也叫概念模型,这个模型和后面的CAD不是一回事,非常的简单但是很精确,这是它整个前沿工程做的事情,做的每个零部件级别都有目标,也有各自的模型以后就开始优化,在每一个层级上面进行优化它,这是一个对自动设计的简单的解释。 &&& 1.传统的设计→制造→实验流程
&&& 2.数字化工程流程,设计→分析→实验→制造
&&& 3.仿真驱动设计流程,分析→设计→制造流程
&&& 概念模型的作用:这是一个军工的典型的流程,方案的设计及投产,在传统设计步骤中,主要是从数字概念设计,从稳定的控制到载入分析,得到一个CAD模型,根据这个CAD模型进入到了初步核详细设计的过程中去,由于模型没有经过验证,分析工程师觉得必须去改,但很难对产品的结构进行修改。&&& 在国外有一个比较好的方法就是加入了一个简单的体系,把这些初步的分析再出一个模型,大的质量就会高很多,所以分析的人员拿到这个模型的时候会觉得会更加顺畅,不会做过多的更改。&&& 举一个简单的例子来说明,比如说拖拉机,驾驶室地面振动系统环境模型产品级分拆到驾驶室和固定装置。对总体的振动来说是一个概念的模型,不要觉得结构简单,其实是非常精确的。数字化工程和研发是在建立详细设计的时候,详细的设计建立了一个模型,所以最大的更改是在这里,每做一个更改,将大量概念仿真前移,保证详细设计开始后,方案更改少、研发周期短,总成本低。&&& 分析驱动设计就是尽量把这些设计放到概念里面,这对成本投入是非常少的。分析驱动设计是创新设计和快速设计的核心,需要建立起分析驱动设计的快速概念设计研发平台:那么在这里有三点总结:&&& 流程及工具――基于创新的概念设计是良好的理念,但事实起来没有流程指导,也缺少工具和手段;&&& 有效――设计和分析涉及多个工具,有效集成实现工程化应用是一个难题;&&& 实现――分析驱动设计的概念模型难以建立,效率和精度如何保证;&&& 就GEAE来讲,上面是所做的流程步骤,概念产生、选择都是对原形设计做分解,主要的目标是把产品的目标分解开,变成具体的设计指标,用五个概念设计做对应。从这个时候开始进入到了分析,两个定义:&&& 1、快;&&& 2、自动化,但是不一定准,本来就是概念性的问题,所以网络的划分不是后期说得那么精细,但是能够达到一个趋势性的要求。经过评价和优化,要快速产生分析、优化,分析的过程要保留下来,实际上产生的数据我们要做比对,要进一步验证。之后再进行一行好的匹配和选择,这就是整个GEAE的一个大的模型。&&& 我们卖两个产品:第一个是快速概念设计工具,拓扑可变快速建模,自动快速分析模板,优化工具集成。&&& 第二个产品就是前沿系统工程数据管理SEDM,管理的数据不不仅仅是Designer表面的,包括一些参数设计。&&& 今天简单介绍的第二个层面,FMC是CP-VTD针对概念设计阶段,只要输入主参数,就会有一个自动建模。它有模型参数,分析参数,指标参数,各专业参数,会自动求解器调用,得到符合设计的最佳的产品。&&& FMC软件价值的介绍以世界知名公司最佳实践作为模板,从量程和工具两个层面,建立快速多概念设计能力,以加速企业研发进程。&&& 以世界著名公司的最佳实践作为模板,从流程和工具两个层面,建立快速多概念设计能力,以加速企业研发进程。&&& 参数化CAD模型和仿真分析模板建立完毕后,设计人员可以完全自由使用它,只关注设计参数,无需关注分析质量,概念设计大大加速;&&& 集成了优化软件,能够辅助设计工程师捕捉到最佳设计方案,大大减少后期的设计反复,缩短周期,降低成本;&&& 帮助企业进一步提高CAD的自顶向下建模的使用水平和规范性;&&& 帮助企业规范了分析流程,定制了分析模板,保留了企业最宝贵的知识财。&&& 包括五个层次,最底层是一个平台的框架,就是一个数据的自动交换和格式转换的动作,一个做模型转换完以后的对比,比对一下有没有错误,在任何的过程中有没有任何的错误,项目计划管理,项目团队管理,研发数据管理与传输。
&&& 第二层是一个数据交换中心,集成CAD时,用户接收到实现模型的格式转换、修复、质量验证,基于网络、安全性好,便于同企业的PDM系统集成,基于网络服务器的传播是一个非常方便的东西。做格式对比的模型质量分析,并提出解决方案。&&& CP-SEDM平台价值:&&& 提供了一个安全的协同工作环境和门户,也提供了多样性的权限控制。同时平台通过多层安全机制保证了数据在局域网甚至Internet上传输的安全;&&& 提供了丰富的CAD/CAE/CAM数据管理功能,使得企业实现概念设计流程成为可能;&&& 平台中的CAD/CAE/CAM数据能够实现自动传递,在传递过程中格式自动转换,并且在进行转换后及加工前自动质量检测,极大地减少了协同研发过程中的工作时间,并保证了质量;&&& 研发过程中生成的CAD/CAE文件能够轻量化地上传,便于管理者和上级部门的直观管理;&&& 平台中管理的CAD/CAE/CAM数据、流程及计划都是宝贵的知识,对于企业下一次的产品开发以及新员工培训都具有重要的意义。&&& 我们的理念就是服务创新型企业,转移创新设计的流程,搭建创新技术平台。&&& 谢谢大家。&&& 主持人:李总谈的这个概念看看大家有没有什么问题?&&& 观众:我有涉及理念的问题,从船舶设计的工程,这样的驱动设计,但是现在进行的是第二个数字化工程,你所谓的防止驱动过程是否仅仅适用于经验的一种模式,比如说你运用了拖拉机的一个设计,实际上你在设计之前,你的防止是运用了一些其他的积累?&&& 李焕:这跟企业的大小是没有关系的,只要你这个企业在国内在同行里面占到了前三甲的时候,你竞争的对手是国际的竞争对手的时候,你就要采用这个方法了,所以你为了打败别的企业,你就要把你的设计拿回来。&&& 观众:我们是一个信息领域,没有这样的成熟规模和企业,没有这样的经验企业,我们现在的经历的过程也仅仅是数字化工程。&&& 李焕:它是一个文化的改变,但也有章可循,需要建立一个基础的数据库和模型库,但是这有一个成熟的流程,而且会有一个资源组织的办法,把你的人和所有的工具和方法做一个一个Mach,怎样用最少的资源把驱动设计流程走下去,最主要的是观念,而不是投资。
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