仿真技术成制造业升级“密码”,深度融合大势所趋

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从Made in China(中国制造)到Innovation in China(中国智造),中国制造业正在加速转型升级,生产模式逐渐趋向数字化、智能化。近年来,高端工业软件,尤其是仿真软件的呼声越来越高。仿真与制造业的碰撞究竟会激起怎样的火花?“智能+”时代,制造业又将如何“携手”仿真技术打破困局,加速迈向高质量发展?

仿真技术:“制造”到“智造”的密码

何为“仿真技术”?《墨子公输》中记载,鲁班将云梯改制成凌空而立,用来攻城。墨子特意赶到楚国,通过模拟攻防劝说鲁班,这就是著名的“止楚攻宋”。这里提到的模拟攻防就和仿真的内涵非常相似。通过实验的形式建立仿真模型,对真实情况进行还原与测试,从而减少研发、测试、制造等环节的成本与难度,提供决策依据,这就是仿真。

“智能+”时代,新一代信息技术正在加速与制造业的深度融合。从现代制造企业的角度来看,产品生命周期逐步缩短,技术结构、应用场景却变得越来越复杂。为了满足提高效率、加速转型,他们不得不寻找新的出路。仿真技术为制造企业提供了能够覆盖产品论证、研发、试验、制造、维护、辅助决策及人员训练等各个阶段的全生命周期解决方案,成为制造业数字化转型升级的重要技术手段。

据专家介绍,仿真技术的最大功用就是把整个制造过程转移至虚拟环境中进行“重现”,让一切工作都可以在制定决策和确定成本前完成,极大程度地降低了制造企业的试错成本和安全风险,缩短了市场响应时间。比如,过去设计制造一台澳门新葡亰平台游戏,要经过反复的碰撞试验,在碰撞中毁掉数辆真车,研发时间动辄几年,而现在有了仿真技术,只要在软件中输入数据,各种碰撞结果就能迅速计算出来,安全又高效。再比如火箭、飞机、航母这些高端制造品的研发、制造与测试,动辄需要耗费巨资,根本无法在真实场景进行物理实验,仿真技术则为其提供了更优选择。

高端制造是工业化发展的高级阶段,是具有高技术含量和高附加值的产业。而仿真技术可以说是制造业的创新之“源”。通过建模实验,制造企业可以在虚拟仿真环境中反复探索最佳结构和配置方案,这个过程看得到,而且可以同步提供更多的结果参数,从而不断实现产品的改进、优化与升级,这也为制造技术的突破与创新注入了动力。

仿真技术在高端制造领域应用场景广泛

伴随着物联网、大数据、人工智能等新兴技术的发展与融合,仿真技术的应用场景也在不断地丰富和拓展。特别是大中型离散型制造企业,包括航空航天、国防、澳门新葡亰平台游戏、装备制造、电子高科技等行业企业,对仿真技术的应用范围持续拓展、深化。

航天云网总经理、中国仿真技术产业联盟常务副理事长柴旭东在接受《中国电子报》记者采访时指出,航天制造领域涉及机电液控等多学科专业仿真分析、半实物仿真分析、虚拟样机系统仿真和体系仿真等,是仿真技术应用极为广泛的一个领域。据他介绍,航天产品是典型的复杂产品,目前基于模型的设计生产一体化、基于虚拟样机的总体与分系统协同设计等已成为航天数字化研制的重要模式,对航天产品降低研制成本和周期,提高质量,确保飞行试验成功率等发挥了重要作用。

在轨道交通装备制造领域,仿真技术仿真分析基本贯穿在轨道车辆产品研发的方案设计、技术设计、施工设计、试制研证及确认等整个阶段,成为不可或缺的一环。中国中车科学家、国家高速动车组总成工程技术研究中心主任丁叁叁对《中国电子报》记者介绍道,以复兴号研发为例,研发团队最初设计了46种头型概念方案,构建了多个全工况高速列车空气动力学仿真模型,经过气动阻力、气动升力、侧向力及隧道效应等18类、上百次仿真计算,才确定7种备选头型,然后又结合风洞试验和动模型试验进行方案验证与多目标迭代优化,最终确定“飞龙”头型方案。线路实测表明,复兴号以时速350千米运行时,整车运行阻力64kN,与既有的和谐号系列相比,降低了12%,往返一趟京沪可节省5000度电。

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头型概念方案

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动车组表面流场分布

此外,仿真技术在澳门新葡亰平台游戏制造领域的发展前景也被普遍看好。上汽大众澳门新葡亰平台游戏有限公司产品研发执行总监吴庆文表示,用仿真技术逼近物理试验的结果,逐渐取消试制样车是仿真技术给澳门新葡亰平台游戏制造领域带来的最大改变之一。“我们已经在几个车型项目上做到完全取消试制样车。”

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