一、实施CAE的几个误区

CAE带来的显而易见的经济效益吸引着每个企业, CAE软件众多的品牌又困扰着每个企业。 事实上,花大价钱买了“画中画”却谁也不肯看没声音的小画面,家庭摄像机平均一年只用一次, 这种购买家电的尴尬情形在企业界也同样存在。 产生这些问题的原因是多方面的,不仅仅是选型 问题,而是更高层次的实施策略问题。

目前,企业在实施CAE中存在的误区有:

1.认识上的误区

认为CAE是万能的,其结果绝对可信,如同 “电脑算命就是科学的”一样。殊不知正确应用 CAE技术需要很多专门知识,如在有限元分析 中。几何模型的建立,单元形式的选取和边界条 件的确立都对计算结果、计算效率和计算精度有 着重要的影响。因此实施CAE技术并不是要完 全替代原型试验,而只是尽量减少试验次数,从 而降低产品开发成本,缩短产品开发周期,原型 试验依然具有举足轻重的地位。或者,认为CAE, 不可信,因而没有投入的必要。这是另一个走向 极端的误区。事实上, CAE所带来的巨大的经济 效益己对产品开发模式产生了深远的影响。

2.行为上的误区

(1)盲目攀比某些大企业不考虑本企业的实 际需求,盲目攀比,求全(模块全)、求新(新功 能、新模块)、求名(大公司的产品)、求专(专 业性很强),使巨大的投入更多地具有宣传价值而 不是实用价值、造成资源的极大浪费。

(2)降低需求资金紧张的企业,为了降低投 入,不断地降低需求。只考虑眼前的利益,而不 考虑今后的发展,其后果是,或者购买的产品性 能不好、售后技术支持能力弱、软件开放性差,无 法进行一些必要的客户化工作;或者很快就不能 适应企业发展的需求等,不一而足。结果依然是 资源的浪费。

(3)不做必要的组织机构重组应用CAE技 术必将对企业,特别是对设计相关部门的原有组 织管理模式带来一定的冲击,无视这种冲击只会 产生消极的影响。

(4)没有上层领导的参与上层领导的早期介 入和直接领导,对CAE技术的顺利实施具有举足 轻重的作用。缺乏领导的直接参与,一方面将影 响企业对CAE技术推广应用的宣传力度,另一方 面也难以对本企业今后5—10年的长远发展有明 确的规划。

二、实施策略

所谓实施是指针对企业的具体需求和未来的 战略发展规划,将CAE软件纳入到企业已有CAX 软件之中,并建立良好的推广应用环境,使之产 生最大的经济效益。具体地说,企Jk在应用CAE 技术过程中应注意以下几点:

1.企业对自身的需求应有明确的认识

CAE技术的运用见效虽快,但要发挥其最大 潜能却并不容易。 CAE技术的实施是在方法学和 工程经验的指导下的一种中长期的技术实践。因 此企业应首先对自身需求有着非常明确的认识, 这些需求包括:

(1)企业目前及今后一段时间内需要运用CAE 解决的技术问题,如集中于静态分析还是动态分 析,是常规的结构计算还是专业性较强的应力应 变分析等等;

(2)企业目前已有CAX软件及其运行平台, 达到的技术水平;

(3)企业目前的经济能力;

(4)对实施后企业内部相关组织机构重组的 认识和承受能力。

2.针对企业需求选择合适的产品

这一阶段又可分为两步:初选和复选。初选 的目的是确定CAE软件的类型,如是集成型,还 是独立型,是通用型还是专用型,选用工作站平 台的还是微机平台的等等。复选则是在匹配的类 型中选择合适的品牌。如果说初选的依据是企业 的需求的话,复选的依据则更多的是软件自身的 特性和销售商的技术支持能力,如是否易学易用, 是否具有开放结构,生成文件的可移植性,与其 它软件/系统的兼容性,销售商是否负责培训等等。

3.针对企业需求,确定可行的分阶段实施目标

实施CAE,重要的是制定合理的实施步骤, 并有效控制整个实施过程,在每一个阶段多取得 预期成果,逐步走向成功。

4.创造良好的CAE推广应用环境

必须在企业内部建立相应的管理制度。创造 必要的条件(如购置软硬件设备,聘请培训教师 等),积极推广应用成果和心得体会,促进CAE应 用工作的开展。

三、实施实例分析

中船总公司某厂是专业军品厂,主要从事水 中兵器的研制工作,拥有较为简单的有限元分析 工具,分析能力弱; CAD应用基础也比较薄弱, 设计图纸基本上还是手工绘制。面对科技的发展 和行业的竞争,全厂上下压力很大,为此,由厂 领导亲自主持“CAD/CAE中心”的筹建和实施 工作。将今后10年的发展列入中心的规划。其中 CAE作为中心重要的组成部分而备受重视。由于 军品的专业分析工具不可能购买到,而常规设计 中出现的结构应力分析、热分析和机构运动分析 等问题通用软件已能胜任,故选型的重点是与 CAD应用相结合。因此决定选择集成型CAD/ CAE/CAM软件。在对多种集成型CAD/CAE/ CAM软件进行调研、分析和综合评估的基础上, 最后决定选用SDRC公司的I—deas Master series。 该软件具有强有力的结构建模功能、优秀的有限 元分析工具FEMA和仿真分析模块 Simulation Set。能胜任产品中的常规设计工作。

进行CAD/CAE实施,关键是要确定应用目 标。根据该厂的军品设计特点,将通过软件的二 次开发和建库工作,使其实现客户化和实用化,实 现厂内信息共享,使整个系统的潜能得到最充分 的应用。首批引入的硬件包括SGI公司的Indigo、 Indigo2、 Indy(共6台)和2台HP绘图仪,一 台FOCUS彩色胶片输出机和摄录像设备,一台 配置较高的工作站为服务器,网络为了IP/IP Ethernet,软件由NFS网络共享。

实施阶段的下一步工作是软件应用培训和组 织二次开发工作小组。为了实施的顺利进行,该 阶段依然由厂领导亲自主持。一位厂副总工程师 专职负责培训和开发中的技术工作。培训方式一 改过去的所谓“层次培训法”,(即厂这一层只培 训科室技术骨干、科室的培训工作则由这些骨干 承担)、而采用将所有的技术人员分期分批集中培 训,统一考核,考核通过者颁发结业证书的方式。 收到了较好的效果。二次开发方面主要是建立自 己的计算方法库,其主要思想是:对每类产品的 计算结构进行分类,逐步形成有限元结构计算库; 对军品专业性较强,属保密部分的分析计算,通 过自行建模、编程的方法解决,并集成到I—deas 中;技术性较强的分析计算,将与高校和兄弟院 所合作攻关。

通过两年多的应用和开发,收到了良好的效 果,某型产品发射架部分一次设计成功。目前, CAD/CAE应用已覆盖了厂内所有的技术岗位, 计算方法库的应用也日益广泛,顺利地实现了由 手工设计计算为主的传统设计方法向计算机辅助 的现代设计方法的过渡,整个设计和技术管理模 式发生了革命性的变化。

作为一种重要的使能技术, CAE技术的发展 已对企业界产生了深远的影响。事实证明,只有针对企业实际情 况,切实作好实施工作,才能真正发挥CAE技术 的优越性,使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。