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Siemens PLM Software将Teamcenter的功能拓展到仿真数据管理,这就是Teamcenter for Simulation。福特汽车公司最近实施了基于Teamcenter的仿真过程管理,这很快就为CAE模型开发流程带来了实效。
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福特欧洲公司的网格开发
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在位于德国科隆的福特汽车公司欧洲工程中心,一个大约由十名专家组成的团队构建了“基线”有限元CAE模型,以便进行结构仿真,包括碰撞安全性、NVH(噪声、振动和舒适性)以及耐久性。该网格开发MD团队在福特欧洲大约有150名客户(不包括开发车型的全球客户)和CAE分析师。通用的基线模型被客户组采用后,会进一步调整以用于具体的CAE专业领域。供应商提供一部分分析模型内容,如座椅。
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模型类型及创建人
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目前,福特公司将CATIA作为主要的CAD系统,大多数产品图形数据为CATIA V5格式,某些数据为I-DEAS格式。PDM系统采用统一的Teamcenter。MD团队仅使用Beta CAE系统中的ANSA进行CAE前处理(在福特公司,除空气动力学之外的其他所有结构CAE基本上都采用Altair Engineering的ANSA和HyperMesh)。CAE基线模型数据与CAD PDM数据保存在同一个数据库中。这是一个可以全球共享的单一逻辑数据库。
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福特公司的组织结构是矩阵式的。在这种组织结构下,无论是产品工程师还是性能属性工程师,均隶属于一个核心专家组。然后,公司会为工程师分派周期性汽车项目任务。MD团队仅为产品开发提供支持(但不会为诸如制造工程等提供支持)。福特公司拥有一套非常严格的全球产品开发流程——全球产品开发系统(GPDS),这是一套“阶段性关卡”流程。这套流程的起点是底盘开发。底盘是汽车结构的组成部分,是双门小轿车、轿车或货车等不同车型的共同之处。此时,这套流程作为共享技术平台使用。底盘设计完成之后,有很多开发特定车型的程序。车型(车身)可能会在全球其他工程中心开发,而且福特欧洲公司可能会为这些车型提供底盘CAE模型。
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MD团队主要负责创建与项目的每个阶段相关联的基线模型。在开发过程中,如果有新的零件或设计变更,CAE功能团队会并行地做一些小的更改。如果出现会影响很多属性的较大变更,MD团队就会做出更改。开始时,他们会提供一个基线模型,然后,参与项目的CAE分析师就会做出更改,以便使该基线模型适用于他们的具体开发工作。
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数据管理
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自20世纪90年代的Metaphase开始,福特公司就一直在使用Teamcenter存储CAE数据。当公司将Teamcenter Engineering部署为PDM系统时,他们开始在Teamcenter中管理CAE数据,并使用了自定义工具支持这种数据管理方法。Teamcenter CAE数据的拷贝可被放置在一个共享驱动器上,这其中就包括了用以描述该模型的CAE BOM列表文件。原始信息仍留在Teamcenter中。
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在当前的流程中,MD团队开发的数据全部保存在统一结构的Teamcenter中。将来,福特公司希望所有的下游模型都保存在Teamcenter中。当前,下游用户作为MD团队的客户,并未使用Teamcenter来保存他们的数据,他们将模型保存在一个共享驱动器(即NAS服务器)上,部分模型保存在本地UNIX驱动器或本地硬盘上。虽然有一套存储系统用以存储需长期保存的模型,但是没有单一的CAE数据存储流程。
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实施Teamcenter仿真流程管理
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MD团队多年来一直使用Teamcenter访问CAD数据并保存基线模型。他们已开发了自定义的内部工具,用以帮助他们创建并管理CAE配置,并实现与ANSA的连接。2009年,福特公司开始计划利用Teamcenter的仿真数据与流程管理功能。由于基于Teamcenter的内部解决方案确立已经有些时日了,所以实施该系统的一个重要目标是全面运用一种即装即用的解决方案,而非一种专用或专有的解决方案。福特公司希望利用的是软件供应商开发解决方案并提供专业支持的能力。此外,福特公司还利用自身之前使用内部工具时积累的一些经验,推进Teamcenter仿真过程管理功能需求。Fox博士说:“在很大程度上,那就是推动了Teamcenter仿真设计的根本所在。”
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福特公司对该项目有三个特别的期望:
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·第一,他们的目标是一种即装即用的数据模型。公司之前的解决方案是利用被用于各种目的的通用项,但是没有一套具有真正CAE项类型的CAE数据模型。福特公司的确成功地改进了数据模型,使之具有了需要的属性。
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·第二,他们需要支持CAE项类型的创建,并将它们与其他产品信息联系起来。也就是利用PDM工具实现数据比较和搜索等功能。
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·第三,需要支持与CAE应用程序(如前处理程序)的连接功能。PLM XML已被用于配置与ANSA的接口,ANSA现在可以读取Teamcenter CAE结构和相关的基础数据信息。ANSA还可以将数据存储到Teamcenter结构中。
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当被问及公司在Teamcenter定制化与配置方面的工作量时,Fox博士回答说:“事实上,我们几乎不需要开展这方面的工作。我们需要一种即装即用的解决方案。”福特公司的需求很简单,例如,他们只为数据访问确定了两个角色(最初确定三个角色,但是第三个仍未被使用)。方法团队中的一位管理员创建一个非常高层的结构。对于具体的应用来说,团队分析师拥有在该结构内创建CAE装配和信息的权限。
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对于终端用户来说,所需要的时间和工作量同样实现了最小化。他们只需要定义需求并根据业务流程正确地进行系统设置。Fox博士说:“多年来,我们一直使用Teamcenter完成这项工作,Siemens为我们提供了非常得力的现场支持。他们了解我们的业务,并知道我们应该完成哪些工作。他们的支持快速而高效。”
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当被问及即装即用的功能以及配置系统所需的用户参与水平时,Fox博士回答说:“这一点我们必须考虑到。尽管功能是即装即用的,但是客户必须进行配置,以便使数据模型适合于他们的需求并与系统环境的其他部分相匹配。对于我们来说,在这方面投入的工作量很小。Siemens为我们派遣了一位经验非常丰富的专家。他很了解我们的流程,因此效率很高,并且几乎无须与技术专家面对面交流。我们在这方面投入工作量小的另一个原因是福特公司在工具包的使用方面具有丰富的经验。这可能会跟其他公司有所不同。”
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当我们问到福特公司是否会考虑其他供应商和产品时,Fox博士回答说:“不会。长期以来我们一直与SDRC、UGS、EDS以及Siemens合作。我们自然将Siemens选为我们的PDM系统供应商。我们从一开始就有全面集成的构想。其他的供应商也积极地向我们展示了他们的产品。但是这些产品都无法为我们提供我们所期望从集成化的企业解决方案中获得的收益。”
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部署和最初成果
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正如上文所述,该项目始于2008年,并于2010年4月安装完成。目前,系统已投入使用,每一个授权的分析师都可以使用该系统。系统的首次生产部署是在2010年5月。通过简化数据结构,系统性能得以改进。同时,Teamcenter利用PLM XML进行编码的ANSA接口功能也得到改进。
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以前,福特公司可以在Teamcenter内管理CAE BOM,并利用他们自己开发的工具对CAE BOM和CAD产品结构进行比较。现在,Teamcenter支持即装即用的功能以保持这种功能。Teamcenter的另一个特点是结构映射。结构映射使他们可以通过自动化方法,利用产品信息创建CAE信息。有各种模板可用于创建和自动连接CAE BOM内的数据项。
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