直接跳到内容
联系我们 中国 | 中文
Guangxi Yuchai Group
Guangxi Yuchai Group

广西玉柴机器股份有限公司

利用 CAE 推动发动机开发的未来发展

NX 与 Simcenter 3D 软件缩短产品开发周期,简化流程

广西玉柴机器股份有限公司

利用 CAE 推动发动机开发的未来发展

NX 与 Simcenter 3D 软件缩短产品开发周期,简化流程

下载PDF版本
quotation marks “玉柴以杰出的产品开拓市场, 以优秀的质量赢取客户,以创 新推动未来发展。在 Siemens PLM Software 的大力支持下, 我们的未来必定将更加美好。” 卢 祥林, 副经理,CAE 验证部门 广西玉柴机器股份有限公司玉柴工程研究院
业务挑战
  • 保持高质量、产品多样化以及灵活性,以应对日趋激烈的竞争
  • 转换和修复 CAD 数据以便用于 CAE 的过程耗时且容易出错
成功关键
  • 集成设计和仿真能力,实现自动更新
  • 部署标准化 CAE 模板,便于设计师使用
  • 客户与供应商之间保持顺畅的沟通与协同
  • 提高部门间工作协同
成果
  • 设计师扩大 CAE 应用,消除分析瓶颈
  • CAE 分析提高产品质量,助力最优程序选择
  • 强行实现产品设计标准化,为制造 和PLM 协同奠定坚实的基础
  • 有效缩短产品开发周期
客户主要业务
  • 广西玉柴机器股份有限公司专业制造各种型号的轻、中、重型发动机,产品线涵盖车用、工程机械、农业机械、船用、发电设备等广泛用途。
行业
  • 汽车及交通运输
解决方案/服务
  • NX
  • Simcenter
客户位置
  • 中国广西玉林
quotation marks
quotation marks “玉柴以杰出的产品开拓市场, 以优秀的质量赢取客户,以创 新推动未来发展。在 Siemens PLM Software 的大力支持下, 我们的未来必定将更加美好。” 卢 祥林, 副经理,CAE 验证部门 广西玉柴机器股份有限公司玉柴工程研究院

内燃机领导者

广西玉柴机器股份有限公司(“玉柴”)是国内最大的内燃机生产基地,不仅承接了若干国家级重大研发(R&D)项目,同时也为促进国内发动机行业的创新发展做出了重要贡献。随着汽车市场竞争日益加剧,各种不同的市场需求为产品设计带来了诸多挑战,包括提高产品质量、保持产品多样化、加快产品更新等。 

计算机辅助工程(CAE)软件的重要作用在于,可以帮助用户充分利用企业级信息系统,有效缩短产品设计周期,帮助提高产品质量,实现更高效的协同。玉柴从诸多软件供应商中选择了 Siemens PLM Software 作为其合作伙伴,合作范围涉及从设计到开发、以及从应用到服务的各个方面。玉柴工程研究院CAE 验证部门副经理卢祥林是项目负责人,同时也是 NX™ 和 Simcenter 3D 软件的主要用户。他和 CAE 验证部门结构分析科科长周阳春均拥有丰富的实践经验,并对企业的发展状况与产品规划、以及 CAE 工具的升级优化拥有深入独到的见解。

严格遵守流程和质量要求

作为独立发动机制造商,玉柴提供各种型号的轻、中、重型发动机,产品线涵盖车用、工程机械、农业机械、船用、发电设备等广泛用途。针对新产品研发,玉柴建立了一套严格的开发过程,明确定义各个阶段的工作任务。其中, CAE 部门对整个产品开发流程而言具有不可或缺的重要作用。例如,当前CAE 主要用于在设计阶段对产品程序的可行性进行验证,并在选择最优程序的过程中发挥重要作用。 

玉柴开发的所有发动机都严格按照玉柴的开发流程进行了全面的CAE 分析。分析结果提出多项具有建设性意义的改进建议,有助于大幅提升产品质量和缩短开发周期。此外,在试验阶段CAE 在进行故障分析时,为快速查找故障原因等方面也发挥重要作用,比如玉柴新开发的某款发动机出现了气门与活塞干涉问题,排查多种原因未果,CAE 介入后3 天找到了真正原因:供应商在加工时由于标记错误导致后期装配错误。 

这些事例充分证明了 CAE 软件的优势。在很多其他 CAE 解决方案中, Simcenter 3D 软件凭借其独特的适用性、准确性、可靠性等特点获得玉柴青睐。 Simcenter 3D( 前称 NX CAE )以 NX 平台为建构基础,与 NX CAD共同使用时可以实现 CAD-CAE 无缝集成;玉柴利用其进行创新研发活动至今已有近20 年。

市场变化和挑战

随着汽车市场竞争不断加剧,高质量、多样化和灵活性已成为生产的关键特征。卢祥林和周阳春表示,不断变化的市场需求不仅对企业战略和决策有影响,同时也造成了很多产品开发问题和挑战。 

首先,个性化产品市场需求导致产品类别不断增多。发动机开发涉及一系列 CAE 仿真和分析;同时,由于仿真工作贯穿整个产品开发过程,对 CAE 分析的需求和有限的分析资源之间经常产生冲突,导致无法及时向设计工程师反馈 CAE 分析结果。

不断增加的系统复杂性意味着产品开发流程 需要跨部门合作。但是,设计师和 CAE 分析师通常属于不同的组织,而这些组织之间必须进行沟通、协调。 CAE 分析师提出改进要求后,设计工程师对设计进行相应的修改。这个过程不断循环重复,致使 CAE 分析无法紧跟项目时间表,充分发挥其效能。

此外,玉柴过去也没有广泛应用 CAE 的传统,只有少数 CAE 工程师利用其来执行仿真任务。大部分零件都没有经过结构优化处理,而产品设计工程师对 CAE 的需求不断增加。

在复杂的仿真模型准备阶段,数据处理同样存在很多问题。对 CAD 数据进行转换、修复以将其导入 CAE 软件的过程需要耗费大量的时间,而且模型非常容易出错。

最后,CAE 团队的任务极具挑战性。他们通常无法立即开始进行分析,而是不得不完成一系列积压的 CAE 任务。CAE 分析结果要到数天乃至数周之后才能传到设计工程师手中。分析瓶颈导致无法与项目进度保持同步。有时候,设计未经 CAE 分析便直接进入了试生产阶段。NX

值得信赖的合作伙伴,杰出的解决方案

2000 年初,玉柴开始引入 NX 软件产品。现在,玉柴使用 NX 作为其设计软件,集成Simcenter 3D 的 C AE 功能,并使用Teamcenter® 软件作为其产品数据管理(PDM)解决方案。主要应用范围包括产品设计、工程图、模具制作和 CAE 分析等。随着 Simcenter 3D 软件应用的不断推广和深入,玉柴不仅缓解了市场需求和开发工作量之间的多种冲突,同时还有效缩短了产品开发周期,简化了整个开发和设计流程。

在讨论是否选择Simcenter 3D 作为玉柴仿真软件的过程中,卢祥林和周阳春根据实际经验,对各种备选方案进行了分析和比对。出于多种考虑,他们最终选择了Simcenter 3D。由于设计师将 NX 作为 CAD 工具使用,而Simcenter 3D 也以 NX 平台为建构基础,这意味着他们不需要改变工作实践就可以引入Simcenter 3D 。从使用 CAD 功能到执行CAE 分析,用户可以实现无缝过度,全部在熟悉的 NX 界面中完成。用户对软件的高度熟悉促进了应用推广。

Simcenter 3D 与 Teamcenter 无缝集成,使CAE 用户可以直接从 Teamcenter 中读取CAD 模型数据;相较之下,其他 CAE 软件产品必须通过中间文件读取 CAD 数据,并且很容易丢失 CAD 模型数据。

Simcenter 3D 软件额外的开发和定制工作相对较为容易。 Siemens PLM Software 的专家提供细致的支持服务,包括一对一培训和在线技术支持等。该软件包括多个可用于客制化的应用程序编程接口(API),可以访问内部对象。通过这些应用程序编程接口,用户可以开发各种自动化程序,定制 NX 和Simcenter 3D 功能。此外,一个分步编程向导可以帮助用户轻松开发额外的系统功能。

Simcenter 3D 具有强大的自动化网格划分功能,完全无需第三方软件的协助。拥有一百万个自由度的模型,只需 10 分钟便能完成网格划分。整个过程简单快捷,不同于其他网格划分工具需要进行复杂的预处理。

自定义编程、优化和客制化

随着业务的进一步发展,玉柴也改变了 CAE 的应用范围,以满足其业务需求。玉柴将CAE 工作分为两个领域:“创新”和“成熟”。成熟领域负责解决大量简单的重复劳动。NX 通过利用简单易用的仿真模板实现了此类重复劳动的自动化;而这些模板是由 CAE 专家使用 Simcenter 3D 所创建,可以由设计师用来执行 CAE 分析指导流程。基于NX 和 Simcenter 3D 的编程功能,玉柴已经创建了三个 CAE 模板,供设计师使用。

NX 与 Simcenter 3D 还为玉柴带来了另一项流程变更:设计工程师可自行对其所完成的零件设计进行分析,而无需将仿真工作转移至 CAE 部门,亦无需等待或转换模型,从而节约大量时间,并使得整个项目都能有效利用 CAE 分析。同时,设计工程师还能利用CAE 对多个备选设计方案进行分析,选择最佳设计进行试生产。此举的一大优势在于,设计师对 NX CAD 模型进行修改后,Simcenter 3D 分析模型也会自动更新,使工程师能够快速对多个设计进行比较。

此外,通过使用分析模板,设计工程师还可以将 CAE 分析技能用于零件的仿真分析。使用模板既不需要额外的技能学习,也不需要改变设计工程师的工作习惯。以工程师为主导的分析功能高效实用,与专家执行的 CAE 分析工作相辅相成。

卢祥林和周阳春强调道,随着产品的不断创新和发展,玉柴仍需实现每一计算流程的标准化,形成专属的仿真流程和数据库,打造公司的设计专长。公司计划继续深入开展自定义程序开发,让专业仿真工程师可以专注于执行结果分析,为设计工程师打造更易于使用的工具。玉柴将与 Siemens PLM Software 紧密合作,持续增强能力,追求更高的成就。“玉柴以杰出的产品开拓市场,以优秀的质量赢取客户,以创新推动未来发展,”卢祥林说。“ 在 Siemens PLM Software 的大力支持下,我们的未来必定将更加美好。”

更少 更多
quotation marks
Close Video