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--莫莫
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Altair,仿真驱动创新
本文标签: 智能制造 物联网 考察 

Altair,仿真驱动创新

 

    当地时间5月17日下午,2017美国智能制造与物联网应用考察团走进了位于密歇根州Troy市Altair的总部,感受这个全球CAE巨头之一给企业带来全新创新视角和体验。

 

    Altair是全球著名的仿真和优化软件公司,成立于1985年,分支机构遍布于22个国家,拥有超过2500名员工。Altair CEO Jim Scapa、高级副总裁Richard Yen等高管热情接待了考察团。


    Jim Scapa先生首先向考察团简要介绍了Altair。经过30多年的发展,Altair在不断巩固汽车、航空航天等行业的传统优势之外,也在重工、能源等行业提供解决方案。在仿真学科方面,Altair的解决方案已全方位覆盖建模与可视化、线性与非线性分析、结构优化、CFD和多体动力学仿真、电磁分析,以及云仿真和高性能计算,帮助客户实现仿真驱动的产品创新。

 

 

图1 Altair CEO Jim Scapa与考察团成员互动

    Altair高级副总裁Richard Yen先生为考察团介绍了仿真解决方案的主要特点和为客户带来的价值。

 



图2 Altair高级副总裁Richard Yen先生与考察团成员互动


 

    仿真驱动设计,令设计自由实现


    传统的设计模式是先利用CAD对外观进行概念设计,再根据功能进行结构设计和详细设计,然后进行CAE仿真,在仿真过程中进行大量的虚拟测试,再进行样机制造与测试。这个过程实际上是仿真跟着测试走,是设计的一个辅助过程。

 

    Altair意识到利用CAE的优化技术微调设计特性的应用趋势,提出利用拓朴优化技术变革了传统的设计过程。在概念设计阶段就引入仿真技术优化设计,根据产品的性能要求、运动过程中载荷的变化情况,利用拓朴优化技术计算出力的传递路径,由此构造出产品骨架,在骨架的基础上进行外观的美化设计,后续的设计过程在虚拟环境中不断进行优化。这种仿真前置的设计方法,不仅在保证产品性能和可靠性的情况下充分发挥想象力,实现创新设计,还能实现对产品的轻量化,使产品研发周期和成本大幅下降。


    Altair的设计理念已成功应用到空中客车A380前沿翼的设计上利用拓朴优化技术,减重500公斤。




图3 A380前沿翼设计

 




图4 Amazone农机上摇臂优化设计

 

    上面是一个农机上摆臂设计的例子,第一张图片是传统设计的结果,形状方方正正,其后两张图片是利用拓朴优化技术的结果,其造型几乎是难以通过想象构造出来的。

 



 
图5 Airbus APWorks自行车优化设计

    拓朴优化与3D打印的完美结合


    拓朴优化技术帮助设计人员获得最优的结构形状,在满足给定载荷和工况要求的前提下,设计出轻量化产品。然而,经过拓朴优化后的产品结构形状,往往不对称、不规则,其制造难度非常大,很难通过传统的方法制造出来。以3D打印为典型的增材制造技术打破了这一约束,任何复杂的产品都能通过3D打印制造出来。拓朴优化技术与3D打印的完美结合,形成了共生技术架构,极大地释放了设计的潜能,让拓朴优化技术得以充分发挥其创新价值。

 

 

图6 共生技术架构

 




图7 3D打印铸造砂模

 

    工业物联网时代的云端协作

    工业物联网的出现重新定义了产品的边界,由单纯的产品本身发展为通过各种传感器以及物联网构成的智能产品系统。Altair认为工业物联网实际上是由各种设备(Device)、接口(Gateway)、云平台(Cloud)构成,因此,Altair提出了向工业物联多延伸的解决方案。

 

 

图8 重新定义工业边界 (Harvard Business Review)

 



图9 设备+接口+云平台

 




图10 Altair Enterprise Solution Platform

 


    在设计方面,通过SolidThinking从产品需求出发,实现基于模型的优化设计与仿真;


    在信息的传递方面,通过WinProp实现信息的传递和网络规划;


    基于云平台和高性能计算服务的资源管理平台,企业可以根据私有云或公有云的方式搭建仿真云平台,共享高性能计算资源。


    基于物联网远程互通的设计平台,工程人员可随时随地开展仿真工作,实现云端的协作,并通过数据挖掘从大数据中快速获得所需要的设计资源,提升设计效率以及资源的有效利用。

    在对Altair的解决方案和价值有一个全面了解之后,Richard Yen先生陪同考察团来到工程实验室,参观体验Altair自身为技术创新而研发的一款全铝制车身公交车。

 

 


图11 全铝车身公交车

 

    这款车完全基于拓朴优化技术设计,整个车身壁厚很薄,显得车身非常轻盈。由于一侧有车门导致车身两边重量不同,车身骨架采用完全不对称的纵横交错的结构。车内座椅采用复合材料制造,同样利用拓朴优化技术设计,使座椅厚度较常规座椅薄一倍。这样的设计不仅减少了材料的使用,同时车身重量减轻,减少了燃油的消耗,既绿色环保,又能降低运行成本。

 

 

图12 复合材料自行车,一个手指头就能抬起

    Altair自成立以来,凭借其对技术趋势的准确判断,从一家小公司发展为享誉全球的CAE巨头。Altair的企业文化是寻找商业和技术的领先,彻底改变产品设计和决策的方式。基于这样的企业文化,Altair总是深入到工程实践中,与客户一起共同解决技术上的难题。

 

 

图13 考察团成员与Altair公司高管合影

 

发表于: 2017-05-19 14:15 阅读(5422) 评论(0) 收藏 好文推荐

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