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“仿真平台 + 仿真 APP”数字化解决方案

云道智造提出了“仿真平台+仿真APP”的模式,并自主开发了通用CAE平台/仿真APP开发平台Simdroid和仿真云平台Simapps仿真APP商店,支持仿真APP的无代码化开发,实现了仿真流程、专家经验和工业知识的快速固化,实现了仿真APP从开发到上传、分享、交易、云计算/下载的生态闭环,推动了仿真技术的普惠发展。
百度 中国民营经济国际合作商会副会长兼秘书长王燕国、吉林紫鑫药业股份有限公司董事长曹恩辉、北京维卫康科技有限公司董事长曹春景、山东神龙酒业有限公司董事长王新波等嘉宾在激励中国高端论坛上进行了精彩对话。

经验分享:

云道智造提出了“仿真平台+仿真APP”的模式,并自主开发了通用CAE平台/仿真APP开发平台Simdroid和仿真云平台Simapps仿真APP商店,支持仿真APP的无代码化开发,实现了仿真流程、专家经验和工业知识的快速固化,实现了仿真APP从开发到上传、分享、交易、云计算/下载的生态闭环,推动了仿真技术的普惠发展。

与传统商业仿真软件如Ansys、Abaqus相比,仿真软件平台Simdroid在自主仿真内核基础上,开发了仿真APP开发环境,除了可以进行仿真分析之外,还可以非常便利地开发仿真APP,实现了仿真APP“拖拉拽”式的可视化开发,并能够将仿真APP编译成脱离平台、独立运行的软件工具。

仿真APP实现了仿真模型、仿真流程、计算方法的固化,封装了行业知识和专家经验,并将企业“know-how”的研发诀窍由工程师脑中固化为工具软件,保障了企业研发中技术积累的连续性。仿真APP实现了参数化输入,解放了仿真工程师在仿真优化中的重复劳动,使设计工程师也可以便利地开展仿真分析。同时,仿真APP将软件采购成本由数百万元降低至数万元,大幅节省了企业研发成本。

成果展示:

中小企业云仿真服务平台一般分为五个层次:底层硬件、云基础设施、仿真软件平台、仿真APP库、制造企业应用。

底层硬件:仿真分析对计算资源的需求较高,单机PC一般难以满足仿真计算需求。国家电网、格力电器等大型企业为了仿真分析,均建设了自己的超算中心。云仿真工业互联网平台服务大量制造企业,需要将平台部署在超算中心硬件平台上。

云基础设施:云服务提供商提供计算、存储、网络、安全、监控等服务,可以解决仿真软件平台部署过程中的相关配套技术。

仿真软件平台:仿真软件平台覆盖结构、电磁、流体、热和多物理场分析功能,涵盖建模、网格剖分、求解计算、后处理全流程,并且实现仿真APP便捷开发和独立编译,实现仿真APP上传、评价、交易、下载的全过程管理。

仿真APP库:仿真APP是行业标准、产品知识、专家经验和仿真分析的集成,能够让设计工程师可以快速、准确地实现仿真分析。在仿真软件平台上集聚一批专业的方案提供商和服务提供商,为制造企业提供定制化的数字化解决方案和仿真APP定制开发服务。

制造企业:企业在自主研发过程中,可以从平台上搜索满足自身需要的仿真APP,或者通过平台对接仿真专家,提升自身产品研发水平。

仿真APP是行业标准、产品知识、专家经验和仿真分析的集成,能够让设计工程师可以快速、准确地实现仿真分析。以下是仿真app成果实例:

IH电饭煲采用电磁加热原理进行锅体内胆加热,其原理是通过电磁线圈接入交变电流,锅体在切割磁力线时产生涡流损耗,进而对锅体内胆进行加热的。与传统电饭锅通过加热盘加热锅体的方式不同,IH电饭煲可以通过配置多级线圈让整个锅体内胆均匀发热,同时可以利用数字电路实现精准的温度、火候控制。根据电饭锅能效限定值及能效等级国家标准,需在23℃的环境温度下,锅内盛放80%容积的水,将水加热到90℃,记录耗电量,计算加热时水的内能变化,从而获得加热效率。某家电企业在IH电饭煲的设计研发过程中,采用了实验为主、仿真辅助的手段计算电饭煲加热效率,指导IH电饭煲能效提升。IH电饭煲的电磁加热效率计算涉及到涡流场分析、共轭传热分析,是一个典型的多物理场耦合仿真问题,该企业在以往开展仿真工作时采用了ANSYS软件,在ANSYS Workbench中搭建了基于AnsoftMaxwell+Icepak的IH电饭煲电磁加热多物理场仿真模型。基于ANSYS开展多物理场仿真工作,通常都需要调用多个软件,且基于ANSYS开展仿真APP的封装难度较高,仿真模型难以复用。近期我们分别采用Simdroid平台和ANSYS APDL对该企业某型号的IH电饭煲开展了电磁加热多物理场耦合仿真的建模计算,基于Simdroid平台分别建立了涡流场-流体-温度场耦合计算模型、涡流场-固体传热耦合计算模型,基于ANSYS APDL建立了涡流场-固体传热计算模型,并与实验结果进行了对比。

我们针对基于Simdroid的IH电饭煲涡流场-流体-温度场耦合模型进行了全参数化建模和封装,并编译生成了可脱离Simdroid平台独立运行的专业仿真软件,供该企业直接免安装运行。该仿真软件中固化了全参数化的电饭煲仿真模型、专家经验和仿真流程,可重复利用,对后续IH电饭煲的优化提升具有指导意义。

经多次实验证明,利用仿真app方式,软件成本仅为传统商软方式的1%-10%,开发者也无需懂编程或仿真,仅雇佣设计工程师即可直接使用,省却了培养专业电磁仿真和软件开发工程师的大额开销,同时将时间成本控制在仅仅2-3小时的计算时间内。并且在模型和流程中起到了良好的固化作用,为企业提供了可重复循环使用的高效能优化方式,直接提升了产品的研发和出品方式。

“重平台+轻APP”,使极轻的体量的仿真APP完全实现传统十几G仿真软件的功能;搭配极简的操作流程,将工程师从仿真软件操作中解脱出来,把精力投入到产品性能上的打磨上。

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