一、實施CAE的幾個誤區
CAE帶來的顯而易見的經濟效益吸引著每個企業, CAE軟件眾多的品牌又困擾著每個企業。 事實上,花大價錢買了“畫中畫”卻誰也不肯看沒聲音的小畫面,家庭攝像機平均一年只用一次, 這種購買家電的尷尬情形在企業界也同樣存在。 產生這些問題的原因是多方面的,不僅僅是選型 問題,而是更高層次的實施策略問題。
目前,企業在實施CAE中存在的誤區有:
1.認識上的誤區
認為CAE是萬能的,其結果絕對可信,如同 “電腦算命就是科學的”一樣。殊不知正確應用 CAE技術需要很多專門知識,如在有限元分析 中。幾何模型的建立,單元形式的選取和邊界條 件的確立都對計算結果、計算效率和計算精度有 著重要的影響。因此實施CAE技術并不是要完 全替代原型試驗,而只是盡量減少試驗次數,從 而降低產品開發成本,縮短產品開發周期,原型 試驗依然具有舉足輕重的地位。或者,認為CAE, 不可信,因而沒有投入的必要。這是另一個走向 極端的誤區。事實上, CAE所帶來的巨大的經濟 效益己對產品開發模式產生了深遠的影響。
2.行為上的誤區
(1)盲目攀比某些大企業不考慮本企業的實 際需求,盲目攀比,求全(模塊全)、求新(新功 能、新模塊)、求名(大公司的產品)、求專(專 業性很強),使巨大的投入更多地具有宣傳價值而 不是實用價值、造成資源的極大浪費。
(2)降低需求資金緊張的企業,為了降低投 入,不斷地降低需求。只考慮眼前的利益,而不 考慮今后的發展,其后果是,或者購買的產品性 能不好、售后技術支持能力弱、軟件開放性差,無 法進行一些必要的客戶化工作;或者很快就不能 適應企業發展的需求等,不一而足。結果依然是 資源的浪費。
(3)不做必要的組織機構重組應用CAE技 術必將對企業,特別是對設計相關部門的原有組 織管理模式帶來一定的沖擊,無視這種沖擊只會 產生消極的影響。
(4)沒有上層領導的參與上層領導的早期介 入和直接領導,對CAE技術的順利實施具有舉足 輕重的作用。缺乏領導的直接參與,一方面將影 響企業對CAE技術推廣應用的宣傳力度,另一方 面也難以對本企業今后5—10年的長遠發展有明 確的規劃。
二、實施策略
所謂實施是指針對企業的具體需求和未來的 戰略發展規劃,將CAE軟件納入到企業已有CAX 軟件之中,并建立良好的推廣應用環境,使之產 生最大的經濟效益。具體地說,企Jk在應用CAE 技術過程中應注意以下幾點:
1.企業對自身的需求應有明確的認識
CAE技術的運用見效雖快,但要發揮其最大 潛能卻并不容易。 CAE技術的實施是在方法學和 工程經驗的指導下的一種中長期的技術實踐。因 此企業應首先對自身需求有著非常明確的認識, 這些需求包括:
(1)企業目前及今后一段時間內需要運用CAE 解決的技術問題,如集中于靜態分析還是動態分 析,是常規的結構計算還是專業性較強的應力應 變分析等等;
(2)企業目前已有CAX軟件及其運行平臺, 達到的技術水平;
(3)企業目前的經濟能力;
(4)對實施后企業內部相關組織機構重組的 認識和承受能力。
2.針對企業需求選擇合適的產品
這一階段又可分為兩步:初選和復選。初選 的目的是確定CAE軟件的類型,如是集成型,還 是獨立型,是通用型還是專用型,選用工作站平 臺的還是微機平臺的等等。復選則是在匹配的類 型中選擇合適的品牌。如果說初選的依據是企業 的需求的話,復選的依據則更多的是軟件自身的 特性和銷售商的技術支持能力,如是否易學易用, 是否具有開放結構,生成文件的可移植性,與其 它軟件/系統的兼容性,銷售商是否負責培訓等等。
3.針對企業需求,確定可行的分階段實施目標
實施CAE,重要的是制定合理的實施步驟, 并有效控制整個實施過程,在每一個階段多取得 預期成果,逐步走向成功。
4.創造良好的CAE推廣應用環境
必須在企業內部建立相應的管理制度。創造 必要的條件(如購置軟硬件設備,聘請培訓教師 等),積極推廣應用成果和心得體會,促進CAE應 用工作的開展。
三、實施實例分析
中船總公司某廠是專業軍品廠,主要從事水 中兵器的研制工作,擁有較為簡單的有限元分析 工具,分析能力弱; CAD應用基礎也比較薄弱, 設計圖紙基本上還是手工繪制。面對科技的發展 和行業的競爭,全廠上下壓力很大,為此,由廠 領導親自主持“CAD/CAE中心”的籌建和實施 工作。將今后10年的發展列入中心的規劃。其中 CAE作為中心重要的組成部分而備受重視。由于 軍品的專業分析工具不可能購買到,而常規設計 中出現的結構應力分析、熱分析和機構運動分析 等問題通用軟件已能勝任,故選型的重點是與 CAD應用相結合。因此決定選擇集成型CAD/ CAE/CAM軟件。在對多種集成型CAD/CAE/ CAM軟件進行調研、分析和綜合評估的基礎上, 最后決定選用SDRC公司的I—deas Master series。 該軟件具有強有力的結構建模功能、優秀的有限 元分析工具FEMA和仿真分析模塊 Simulation Set。能勝任產品中的常規設計工作。
進行CAD/CAE實施,關鍵是要確定應用目 標。根據該廠的軍品設計特點,將通過軟件的二 次開發和建庫工作,使其實現客戶化和實用化,實 現廠內信息共享,使整個系統的潛能得到最充分 的應用。首批引入的硬件包括SGI公司的Indigo、 Indigo2、 Indy(共6臺)和2臺HP繪圖儀,一 臺FOCUS彩色膠片輸出機和攝錄像設備,一臺 配置較高的工作站為服務器,網絡為了IP/IP Ethernet,軟件由NFS網絡共享。
實施階段的下一步工作是軟件應用培訓和組 織二次開發工作小組。為了實施的順利進行,該 階段依然由廠領導親自主持。一位廠副總工程師 專職負責培訓和開發中的技術工作。培訓方式一 改過去的所謂“層次培訓法”,(即廠這一層只培 訓科室技術骨干、科室的培訓工作則由這些骨干 承擔)、而采用將所有的技術人員分期分批集中培 訓,統一考核,考核通過者頒發結業證書的方式。 收到了較好的效果。二次開發方面主要是建立自 己的計算方法庫,其主要思想是:對每類產品的 計算結構進行分類,逐步形成有限元結構計算庫; 對軍品專業性較強,屬保密部分的分析計算,通 過自行建模、編程的方法解決,并集成到I—deas 中;技術性較強的分析計算,將與高校和兄弟院 所合作攻關。
通過兩年多的應用和開發,收到了良好的效 果,某型產品發射架部分一次設計成功。目前, CAD/CAE應用已覆蓋了廠內所有的技術崗位, 計算方法庫的應用也日益廣泛,順利地實現了由 手工設計計算為主的傳統設計方法向計算機輔助 的現代設計方法的過渡,整個設計和技術管理模 式發生了革命性的變化。
作為一種重要的使能技術, CAE技術的發展 已對企業界產生了深遠的影響。事實證明,只有針對企業實際情 況,切實作好實施工作,才能真正發揮CAE技術 的優越性,使企業在激烈的市場競爭中立于不敗之地。
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