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重型机械装备多专业集成研发
发布时间: 2022.09.23  点击:118 次


随着“一带一路”建设的不断加速推进,特别是新的基础建设快速发展对工业设备的施工能力提出了更多更高的要求。同时,在新能源快速发展趋势的影响下,机械设备行业的创新发展迫在眉睫,传统的产品研发制造模式很难满足现有的施工作业要求。为了更好的应对能源危机,更快速的响应市场需求,需要对传统重型机械设备的机电软一体化设计进行优化创新,缩短上市周期,提高产品整体的全球化竞争力。

针对传统机械设备企业在产品研发早期的市场分析、能源改革设计、产品性能提升、设备智能化以及制造管理等方面进行整体创新和优化。如何让产品在其全生命周期得到更好的管理和维护,需要统一的协同研发平台支撑产品的转型升级。助力企业综合研发能力提升到新的台阶是达索系统3DEXPERIENCE平台一直专注的目标。

达索系统3DEXPERIENCE平台为工业设备行业的客户提供完整的协同研发环境,支撑企业开展产品市场分析、客户需求捕获、项目管理、系统架构定义、产品结构设计、多专业协同、软件开发、数据管理、虚拟验证、仿真管理、生产制造、运维管理等全流程的业务活动。在满足多专业人员在线协同的同时,以产品数据为主线进行全生命周期可追溯的协同研发与管理。




协作创新
达索系统3DEXPERIENCE平台为企业用户提供在线的设计交流环境。在3DSwym可以将设计师的想法进行交流和记录,支持设计师以文字、图片、视频或设计数据的形式随时随地在线分享自己的设计灵感与其他用户在协同环境中互动,好的想法与创意将被转化为产品的设计需求。




结合设计师的创意想法,项目组可以发起相关的头脑风暴会议,以确定产品设计的正确进化方向。达索系统3DEXPERIENCE平台提供了组织和跟踪头脑风暴会议期间提出想法的工具,在3DLean每个人都可以编写一个虚拟帖子,并按主题分组。项目组根据大家的意见汇总成“意见看板”,对建议进行评定和打分,以形成最终的被确认的产品研发方向。

经过早期的初步讨论和验证,产品经理在3DSwym将最终的创意点转化为真实项目的产品设计需求。新的需求与产品总体设计规格建立关联,进行统一的需求结构化管理,进而完成从最初的概念想法到实际产品设计规范的演进,确保设计的可追溯性。针对产品需求的结构化管理主要是对需求的状态以及版本等内容进行有效管理,配合完成需求的变更与追溯管理。




针对项目经理而言,项目总体进度需要实施把控与追踪。项目经理可以检索开发的项目,通过该项目可以清楚地了解团队成员的工作量,以预测潜在问题并做出正确的决策;还可以按项目任务、成员进行筛选,或查看可视化的甘特图以了解任务的相关属性,与项目相关的所有信息也可以快速访问。




3D创意设计
在机械设备早期设计阶段需要针对其人机工程学进行充分的考虑,以确保操作人员有更舒适的人体姿态应对不同的使用场景。通过达索系统3DEXPERIENCE平台可以自定义不同的人体参数生成对应的人体模型,在人体姿态、视角调整、操作空间、操作安全等方面进行更科学的早期确认。以不同参数的人体模型姿态作为产品的结构设计参考,提高各设计细节的正确性。在挖掘机操作室定义人体模型对各操作场景进行真实模拟。



为了更好地捕捉产品设计师的设计灵感,快速表达设计思想,达索系统3DEXPERIENCE平台的客户端支持用户通过手绘的方式在沉浸的三维空间发挥想象,创建概念设计模型。基于人体模型的上下文设计环境,对机械座舱强大的3D草图绘制功能为产品的外形创意设计以及人机工程学提供有力的支撑。

在产品设计的材料定义阶段,需要应用不同的材质选择对设备模型进行渲染,目标是可视化最终产品的外观,对产品进行最真实的表达。借助达索系统3DEXPERIENCE平台,可以测试多种材料的可视化效果,还能够检测材料是否符合定义的形状,并根据需要进行修改调整。



通过渲染高质量的图片场景,内饰设计师可以对整个座舱中材料的渲染进行可视化,并检测光线和材料的组合匹配是否存在设计的缺陷。还可以在不同的照明条件下检查最终产品的真实视觉效果。正如我们所看到的,所有的设计阶段都在同一个平台上工作,确保了最初想法和最终设计之间的连续性。



为了确保产品初步设计符合人体工程学的要求,我们可以使用虚拟现实技术进行设计审查。通过以1:1的比例对座舱进行可视化,更容易验证座舱内部所有部件的协调性。达索系统3DEXPERIENCE平台使您能够即时可视化任何产品,我们可以通过经典的虚拟现实进行可视化,还可以使用虚拟现实中的人物来代替操作员的真实操作场景。因此,我们通过从其他角度验证设计并优化这个新座舱的设计审查。

设备HVAC性能优化
产品设计团队可以重用工程设计模型来模拟和验证其是否满足所有的设计要求,例如对操作室HVAC的气流模拟、热学仿真以及噪声感知验证等内容。产品设计师和仿真工程师通过达索系统3DEXPERIENCE平台强大的集成能力与多专业的仿真工具进行集成仿真验证,针对产品的机械受力、气流状态、噪声感知、热传递等方面进行仿真和设计优化。在迭代过程中以全数字化的模型作为设计依据,减少样机的试制,高效且低成本地完成测试和设计优化。

在协同的产品研发环境中,设计师通过ENOVIA网页端可以对集成的仿真验证结果进行动态浏览,为产品研发团队的协同协作提供了更多的便利。

嵌入式软件开发
随着工业设备的新能源转型发展,产品的电气化随之增强,产品的硬件与软件集成面临更多的挑战,管理电子和软件组件是确保所有嵌入式系统正确运行的关键。软件工程师团队需要定义和管理硬件和软件之间的完整可追溯性,包括软件代码程序和EBOM的管理。在达索系统3DEXPERIENCE平台针对软件管理主要包括:
1)软件架构定义:在控制器中实现代码计算的输入和输出;
2)硬件架构定义:制定运动机构的物理运动状态和工作模式;
3)建立软件与硬件的连接:使代码能够高效地驱动运动机构完成对应的工程场景。



达索系统3DEXPERIENCE平台实现嵌入式的软件开发分为四个步骤去完成。第一步定义产品的功能视图,通过顶层功能关系图表达产品或部件之间的功能清单和功能链;第二步定义产品的软件逻辑架构,以功能视图为设计依据搭建软件的组成模块,对模块的输入输出信号进行定义;第三步进行代码开发和测试,通过系统架构模型作为源代码开发的输入,在嵌入式软件开发模块基于架构模型生成对应模组的软件包,结合源代码管理工具完成软件的测试工作并记录测试过程;第四步是模型数据的追溯,对产品的设计需求、功能清单、逻辑架构、软件代码等数据进行全局追溯,表达不同维度的数据关联关系。



产品市场营销
在协同研发平台完成产品的设计后,市场部的营销人员不需要等待产品生产后再去拍照并制作营销材料。借助达索系统3DEXPERIENCE平台,我们能够根据工程模型数据创建营销图片及相关的资料。经过高质量渲染的产品图片和视频场景,可以突出表达产品的设计特点,为产品市场宣传提供保障。






结束语
达索系统3DEXPERIENCE平台可以让来自不同团队的人员进入产品协作研发环境,以便在同一项目中进行创新和协同设计。产品研发人员结合他们的技能以及对平台不同应用程序的互联应用,优化机械设备产品的设计质量和用户体验,满足各类设计要求,加快设计周期。结合产品的软件开发为越来越多的软件驱动的互联机器实现新的创新设计。











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