星期一, 5月 16

    模拟与仿真:近十年之发展与未来趋势

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     ■科盛科技

    前言

    工业模拟与仿真技术作为工业生产制造中必不可少的重 要环节,已经被全球众多企业广泛地应用到工业各个领 域中。随着工业4.0、智慧制造和工业互联网等新一轮 工业革命的兴起,新技术与传统制造的结合催生了大量 新型应用,工业模拟仿真软体也开始结合大数据、虚拟 实境、大规模数值模拟等先进技术,在研发设计、生产 制造、服务管理和维护回馈等工业各环节中凸显出更重要的作用。

    新技术引领,工业模拟仿真软体走向智能化

    工业模拟仿真是对实体工业的一种虚拟,将实体工业中 的各个模块转化成资料集成到一个虚拟的体系中,并在 这个体系中模拟实现工业作业中的每项工作和流程,并 与之实现各种交互。工业模拟仿真软体承担着对生产制 造过程中的建模分析、虚拟实境交互、参数效果评估等 重要作用,单纯的建模软体可视为CAD(电脑辅助设 计)软体,而当前模拟和分析常会结合在一起,通常提 到模拟软体主要是指CAE(电脑辅助工程)软体。随着3D、虚拟实境、大资料、云计算、人工智慧等新技术 逐渐进入工业模拟领域,工业软体对工业元素描述更 精确、更细致,模拟模型得到持续动态优化,软体与 工业实际应用结合更紧密,虚拟模拟软体成为工业软 体未来发展重点。射出工艺模拟仿真软体Moldex3D 在智慧射出工厂扮演重要的角色,以Moldex3D作为 核心,有效的将模具厂与射出厂透过工艺仿真数据整 合起来,并与MES(制造执行系统)进行对接,透过 工业互联网与射出机台串联,并集成设计数据、工艺 数据、生产数据等工业大数据,发展AI人工智能。

    图 1:在电脑计算速度飙高的引领下,工业模拟仿真软件逐渐走向智能化

    无缝集成CAD模具设计、CAE模流分析、 CAM生产制造

    以塑胶射出产品而言,过去的设计生产流程,由模具 设计工程师在CAD软体上进行模具设计,确认模具 设计后开模送达射出厂进行试模,试模过程中如发生 样品瑕疵,则由试模人员调整射出机成型条件,有时 甚至必须修改模具或产品的设计,导致因修模次数过多,增加研发成本,导致交货延宕。在设计流程中, 可以透过导入CAE模流分析Moldex3D,将模具设计 CAD 与生产制造 CAM 无缝集成,Moldex3D 真实三 维模拟分析技术内嵌於CAD软体中,协助模具设计 工程师在CAD软体环境下快速完成模流分析,验证 产品设计与模具设计的生产可靠度,Moldex3D真实 机台介面得出之成型条件透过工业互联网,与射出机 串接进行试模生产,实现CAD模具设计、CAE模流 分析、CAM生产制造之无缝集成技术。同时,试模 调机人员人工微调之相关参数,也可透过工业互联网 回传至Moldex3D中成为闭锁循环,累积设计知识库, 可作为模具设计工程师在设计新模具时之重要参考数据。

    图 2:导入 CAE 模流分析 Moldex3D,配搭无缝整合模具CAD、制造 CAM,与生产现场累积之相关参数,形成大量数据库加以分类归纳,以供设计、制造、生产人员参考

    Moldex3D iSLM模具数据管理平台

    Moldex3D iSLM(intelligent Simulation Life Cycle Manager)为智慧射出工厂解决方案,业务人员接单后,将任务需求上传到 Moldex3D iSLM 交由设计主管;设计主管透过 Moldex3D iSLM 指派设计与分析任务给设计人员;而设计人员接收任务后,便开始进行CAD模具设计,透过集成在CAD软体内的 Moldex3D一键分析自动化功能完成模流分析,并在产出分析报告后,将报告提交给设计主管审核以确认设计方案;完成上述步骤后,便提交成型主管指派生产任务到工厂进行生产。Moldex3D分析得出之成型参数透过互联网串联射出机进行生产制造,而生产过程中之相关变异参数,可再回传至Moldex3D iSLM。 在 Moldex3D iSLM 中,集成了射出成型中的设计数 据、工艺数据、生产数据等重要工业大数据,并打通 业务接单到生产的重要环节。

    结语

    工业4.0的核心为虚实集成,以生产制造而言,工艺 的模拟仿真尤其重要,除了为产品设计与模具设计把关外,还能有效的将设计与生产对接起来,透过 Moldex3D iSLM 打通了模具设计、工艺模拟仿真、 现场生产等相关数据,并作为发展数字化工厂重要核 心,实现了智慧制造的决胜关键。■

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