SimManager对CAE业务效率提高的支持

CAE大拿

一、    现状概述
随着CAE业务的快速发展，CAE技术的应用和产生的效益也越来越大。经过多年的发展和努力，CAE技术已经在产品开发中得到广泛应用，并发挥了重要作用。

近几年每年研发的项目数目在不断增长之中，预计到未来几年，每年研发的项目数目将进一步增加。相应的仿真数据量也在不断增加。在人力资源不能快速增长的情况下，如何应对方针任务量的快速增长是目前CAE部门或CAE业务人员面对的一个挑战。

• CAE技术已在产品开发的各个阶段发挥了积极重要的作用，成为产品设计环节必不可少的工具。同时还和试验验证一道成为控制研发质量的重要手段。CAE的重要性、有效性、高效性得到了较广泛地认同。
• 经过多年的积累和总结，CAE形成了一套经实践验证可行的分析流程和规范。随着产品性能要求的不断提升和新技术、新方法的应用，CAE专家和部门也在不断对其进行更新和修订，保证CAE技术对设计的指导作用。
• 在长期的CAE分析实践中，积累了大量的CAE分析模型、数据、结果和报告及与CAE有关的试验数据。这些都可以为新产品开发提供很好的数据支持。
  

但是目前CAE应用面临着一些问题，最主要的是：
1)    如何进一步提高CAE业务的效率：在人员不急剧增加的情况下，完成急剧增加的仿真任务，提高CAE业务的产出效率。
2)    如何提高CAE业务的规范性：大量的仿真分析数据按照常规方式存储于硬盘上，随着数据量越来越大，对于数据的检索、存储、利用的考虑越来越急迫；数据的规范化存储和管理；流程的规范化管理等。
3)    协助项目质量及创新；
4)    提供工程师方便易用的CAE业务环境。

本文主要讨论SimManager系统对CAE 业务效率提高的支持。

二、    SimManager对CAE业务效率的支持
1)    仿真数据管理对效率的支持
仿真数据管理的谱系、查询、对比及导航树功能，可以使用户快速方便找到相关的数据，减少获取数据的时间：

• 当前的项目、任务、求解文件、结果、关键结果和报告；
• 从某一数据入手，相关的数据；
• 历史项目的数据的快速查询；
• 同类任务的数据快速查询获取；
• 计算结果对比协助方案选择；
• 分析输入信息的查询等。
  

图 1    数据管理

图 2    仿真数据谱系与追溯

图 3    数据对比

图 4    数据查询

2)    仿真流程管理对效率的支持
在CAE工作中，常有很多常规化重复性工作。骨干人员深陷常规的成熟分析项目，进行大量常规化的重复工作，影响在新方法/新技术研究方面投入精力，不利于在相关领域保持持续的研究和提高。同时，如果没有系统的支持，新员工对已有的丰富的仿真分析经验的学习过程较慢。

SimManager 提供了如下的功能协助提高分析效率：

• 集成前后处理工具及其脚本，实现分析工况前处理、后处理部分甚至全部的自动化处理，大大提高效率，同时减少出错几率；
• 利用Import and Simulation功能完成一键式的作业任务递交、计算、后处理和报告生成；
• 利用Simulaition Generator完成整机/部件的装配，同时完成多个工况的仿真分析。支持组成整机或部件的零件、部件的模型替换，完成快速重分析以评估设计改进的影响；
  

图 5    Simulation Generator(仿真生成器)

• 用户不需关心后台进行处理的工具及版本，常规重复性的工作交给SDM系统及其封装的工具脚本完成。用户重点关心产品设计的改进。
  

3)    外部系统集成对效率的支持
SimManager通过和HPC队列系统、PDM系统、TDM系统等集成，可以使用户快速提交作业、获取CAD模型、仿真和试验结果的对比：

• 通过和HPC队列系统集成，使得用户在同一的SDM环境快速、批量递交作业，完成大量的仿真验证（以基于SimManager构建的BMW CAE Bench II 系统为例，每天可递交超过2000个仿真，支持400个并发用户的使用）；
  

• 和PDM集成后，可以快速从PDM获取分析的数据模型并建立仿真输入模型和分析结果之间的关系；
  

• 通过TDM 系统集成，快速实现仿真分析结果与对应试验结果的对比，节省CAE工程师索取原始数据、格式转换和整理、利用工具对比的时间及常规繁琐的工作内容。
  

4)    业务协作对效率的支持
SimManager系统作为CAE业务工作的环境，使得各种角色如部门领导、项目经理、CAE主管、CAE工程师可以在统一环境工作。部门之间、人员之间、项目经理与项目成员之间可以即时共享信息，提高协助效率。如项目经理可以方便了解项目所属任务的进展情况及任务交付物情况。

图 6    项目进度看板

5)    其他方面
SimManager系统可以基于模板创建报告及对比报告，输出格式包括PPT、PDF、DOC或DOCX、及HTML格式。
基于报告的功能可以使工程师快速生成报告，以及多方案的对比，协助方案选择，节省工程师的整理时间。

图 7    对比报告

三、    实施收益示例
德国Audi 公司为了提高CAE业务的效率和规范化程度，从2000年初开始建设和应用SimManager作为SDM系统。目前已应用两期，第二期项目CAE Bench II系统已于2008年5月完成实施和部署，并开始生产环境运行。下图为部署SimManager系统后对CAE业务效率提升的统计数据（Audi公司）：

图 8    车型项目及任务量的增长

图 9    效率提升及仿真产出统计（Audi）