體驗時代的仿真
體驗經(jīng)濟(jì)正推進(jìn)著設(shè)計與工程領(lǐng)域的模式轉(zhuǎn)變，您將如何利用仿真技術(shù)推動創(chuàng)新？
一個企業(yè)要想打造創(chuàng)新型體驗，就必須利用靈活、迭代的方法開展工作，在協(xié)作的環(huán)境中發(fā)揮創(chuàng)意、妥善利用知識。這就需要在產(chǎn)品設(shè)計流程中時時處處充分利用仿真技術(shù)，做到靈活性和直觀性并存，一絲不茍且富有意義。必須在整個研發(fā)周期之中貫徹使用仿真，同時支持?jǐn)?shù)據(jù)、專業(yè)知識和經(jīng)驗在整個企業(yè)中的分享，而不僅限于工程部門。傳統(tǒng)工作流程使得仿真技術(shù)僅限于少數(shù)專家使用，這種現(xiàn)狀應(yīng)當(dāng)加以改變。為了在開發(fā)流程早期階段就更好地發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品要求，機(jī)構(gòu)需要新的流程和工具，不僅如此，還要向更廣泛的人員開放關(guān)鍵仿真任務(wù)，同時獲取仿真的輸入并分享結(jié)果。此外，仿真實踐應(yīng)建立在支持可持續(xù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，幫助企業(yè)不斷發(fā)展體驗，而非僅僅實施一次性的產(chǎn)品設(shè)計。
由仿真主導(dǎo)的創(chuàng)新并非只靠為設(shè)計工程師簡化一流的分析工具就能實現(xiàn)，而是需要進(jìn)一步推進(jìn)戰(zhàn)略性變革，讓整個機(jī)構(gòu)的利益相關(guān)方，包括市場營銷和生產(chǎn)等不同部門共同推動滿足需求，利用仿真技術(shù)來更好地提升產(chǎn)品體驗。這有助于降低風(fēng)險，促進(jìn)決策，并最終有助于推出性能更出色的產(chǎn)品。
工程企業(yè)應(yīng)接納產(chǎn)品總體體驗比產(chǎn)品本身特性更加關(guān)鍵的理念。采用仿真技術(shù)主導(dǎo)創(chuàng)新的實踐是推動企業(yè)變革、在客戶體驗至上的世界新秩序中高效競爭的關(guān)鍵一步。
面向具體行業(yè)的仿真
仿真技術(shù)作為3DEXPERIENCE平臺的組成部分，一旦在應(yīng)用中與特定行業(yè)的需求形成契合，就能夠促進(jìn)企業(yè)中的關(guān)鍵利益相關(guān)方參與其中提供必要的輸入，并得到需要的仿真結(jié)果。此外，平臺支持仿真協(xié)同開發(fā)，能幫助工程師針對一系列參數(shù)驗證和測試設(shè)計方案，同時讓制造工程師評估具體迭代是否能高效投產(chǎn)，實現(xiàn)最優(yōu)成本。
仿真主導(dǎo)創(chuàng)新
平臺化方法還有一個優(yōu)勢，就是能實現(xiàn)快速的魯棒性設(shè)計設(shè)計，這是仿真驅(qū)動創(chuàng)新的關(guān)鍵組成部分。這種規(guī)模的仿真能幫助企業(yè)在探索未知領(lǐng)域時降低不確定性和風(fēng)險。
由于仿真技術(shù)成為產(chǎn)品開發(fā)平臺不可分割的組成部分，公司能獲得重要信息，盡可能減少大規(guī)模測試需求，從而有助于降低成本，避免進(jìn)度遲緩，并打造知識管理分享的環(huán)境，促進(jìn)新一代創(chuàng)新人員的學(xué)習(xí)。必須串聯(lián)起人員、創(chuàng)意和數(shù)據(jù)之間的各個點，幫助企業(yè)提高客戶忠誠度，加強(qiáng)溝通協(xié)作，帶來客戶最需要的體驗類型。只有平臺才能做到這一點。
達(dá)索系統(tǒng)3DEXPERIENCE作為一款業(yè)務(wù)體驗平臺，為創(chuàng)新人員在整個企業(yè)從市場到銷售到工程開發(fā)的各個層面上開展協(xié)作提供了軟件解決方案，有助于打造差異化消費者體驗，滿足航空、消費包裝商品、能源、高科技、生命科學(xué)、交通運輸?shù)榷喾N不同行業(yè)的需求。它在企業(yè)內(nèi)部以及云端上的協(xié)作化互動環(huán)境中為3D設(shè)計、仿真優(yōu)化、制造、社交互動和數(shù)據(jù)智能提
供了高可靠性功能。
為了設(shè)計創(chuàng)新型筆記本電腦，滿足用戶整體體驗要求，辛博士的團(tuán)隊在ThinkPad X300和T400的整個設(shè)計工作中采用Abaqus FEA。工程師早期采用Abaqus確認(rèn)產(chǎn)品強(qiáng)度，評估不同設(shè)計迭代，并發(fā)現(xiàn)潛在問題領(lǐng)域加以改進(jìn)。
辛博士指出：“感覺聽起來比較模糊，但有了FEA，感覺也是可以量化的。在所有案例中，仿真技術(shù)都與物理測試中的真實世界行為密切相關(guān)?！?/span>
堆疊封裝(FiPoP)的熱仿真
隨著消費者要求手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等設(shè)備提供更多存儲容量和計算功能，制造商必須在印制電路板（PCB）有限的空間內(nèi)集成更多科技。采用創(chuàng)新封裝技術(shù)，實現(xiàn)縱向或三維堆疊，就能滿足上述目標(biāo)要求。
要進(jìn)一步降低這種堆疊封裝解決方案的尺寸、厚度和成本，可采用扇入堆疊封裝（FiPoP）技術(shù)。FiPoP有助于進(jìn)一步提高器件集成，同時滿足典型手持設(shè)備的可靠性要求。
不過，F(xiàn)iPoP由于堆疊散熱經(jīng)常出現(xiàn)故障問題。受空間和成本限制，為散熱提供熱通道是保持焊點溫度的唯一途徑。鑒于上述，在開發(fā)移動手持設(shè)備和醫(yī)療設(shè)備時，設(shè)計人員必須高度關(guān)注芯片封裝高效散熱通道的問題。硅片熱流進(jìn)入環(huán)境有兩種主要機(jī)制：
1. 通過上下封裝硅片的連接、底板和PCB焊球傳導(dǎo)熱量。
2. 通過安裝在封裝頂部、側(cè)邊的芯片傳導(dǎo)。
熱量從封裝通過對流輻射傳導(dǎo)到周邊。圣何塞州立大學(xué)的研究生在教授指導(dǎo)下研究本問題，用Abaqus/CAE進(jìn)行測試封裝建模。選擇Abaqus是因為它能創(chuàng)建微米級精密部件，這是涉及通孔、銅線和引腳的封裝建模所必需的。Abaqus采用了表面間接觸法來定義電子/熱力/IO路徑。Abaqus/ CAE中的接觸檢測工具集能自動生成所有必需的表面接觸，非常便于定義
模型中的大量熱接觸。
仿真預(yù)測FiPoP底部封裝的熱阻將隨熱通孔和封裝下放置焊球數(shù)量的提升而下降。根據(jù)預(yù)期，整個封裝熱阻會隨著芯片尺寸下降而提升。
達(dá)索系統(tǒng)基于3DEXPERIENCE平臺的多專業(yè)協(xié)同研發(fā)行業(yè)解決方案體驗為高科技企業(yè)提供了結(jié)構(gòu)清晰的集成、協(xié)作化開發(fā)，確保所有工程師都100%了解產(chǎn)品需求及同事工作狀態(tài)。它能夠加速產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)度，最大限度降低工程設(shè)計成本，同時改善產(chǎn)品開發(fā)功能。
它還有助于產(chǎn)品測試與仿真，使其成為產(chǎn)品開發(fā)流程中不可或缺的組成部分。準(zhǔn)確的多領(lǐng)域系統(tǒng)模型能在概念設(shè)計階段早期進(jìn)行創(chuàng)建，從而評估性能目標(biāo)。
通過3D多物理仿真，則能在打造最終確認(rèn)所需的物理原型之前對不同元件做進(jìn)一步的微調(diào)。
使用壽命長久？
為評估洗衣機(jī)能否滿足工作壽命要求，我們用有限元素分析來預(yù)測負(fù)載不平衡導(dǎo)致的組件壓力問題。仿真能考慮到轉(zhuǎn)速、非線性材料接觸導(dǎo)致意料外摩擦的情況。
壓力分析結(jié)果則用來分析長期反復(fù)承壓下洗衣機(jī)門附近橡膠密封圈的耐用性。設(shè)計人員和工程師能協(xié)同開展仿真并獲得結(jié)果，再進(jìn)行改進(jìn)，從而降低數(shù)千次洗滌操作后的漏水幾率。
更安靜的體驗
洗衣機(jī)工作噪聲大，這會導(dǎo)致消費者體驗不佳。我們可用貼近真實結(jié)果的仿真來分析并降低噪聲，減少洗衣機(jī)工作帶來的震動。利用仿真模板，設(shè)計工程師能通過Design of Experiments技術(shù)評估各種不同的懸掛參數(shù)，包括彈簧硬度和減震系數(shù)及其對系統(tǒng)整體頻率響應(yīng)的影響。考慮到上述因素，我們就能優(yōu)化不同負(fù)載和旋轉(zhuǎn)條件下的洗衣機(jī)懸掛特性。我們還能對洗衣機(jī)面板的按鍵強(qiáng)度進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。仿真優(yōu)化結(jié)果可用來打造更安靜的洗衣體驗。
數(shù)字仿真的優(yōu)勢
提高耐用性和可靠性：仿真長期高負(fù)載和負(fù)載不平衡導(dǎo)致的潛在組件故障。
減少噪聲和振動：用噪聲排放研究了解并改進(jìn)頻率響應(yīng)。
進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化： 探索設(shè)計空間，發(fā)現(xiàn)滿足性能標(biāo)準(zhǔn)要求的最佳設(shè)計。
減少產(chǎn)品損壞：分析存儲運輸階段意外碰撞造成的封裝和產(chǎn)品損壞。
達(dá)索系統(tǒng)SIMULIA?仿真應(yīng)用以其旗艦級Abaqus有限元素分析（FEA）技術(shù)而聞名，而近年來公司進(jìn)一步擴(kuò)展產(chǎn)品組合，包括：
? 面向FEA和多物理分析的Abaqus
? 面向流程一體化和設(shè)計的Isight
? 面向仿真流程和數(shù)據(jù)管理的SLM
? 面向結(jié)構(gòu)和流體優(yōu)化的Tosca
? 面向疲勞和耐用性的fe-safe
?面向注塑仿真和注塑成型分析的Simpoe-Mol
? 面向多體動力學(xué)仿真的SIMPACK
SIMULIA積極集成有關(guān)高可靠性技術(shù)到3DEXPERIENCE平臺中，該平臺則為所有仿真用戶提供突破性功能以提高效率和協(xié)作，滿足高性能可視化、批處理和基于規(guī)則的計算、協(xié)作組裝、結(jié)果分析和流程數(shù)據(jù)管理等要求。
通過提供由 3DEXPERIENCE 平臺支持的設(shè)計和工程解決方案，CATIA 可提升任何行業(yè)內(nèi)任何規(guī)模公司的創(chuàng)新能力
動態(tài)建模實驗室 Dymola 是一套完整工具，用于對汽車、航空航天、機(jī)器人、加工及其他應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)使用的集成復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行建模和仿真
CATIA 是全球出色的產(chǎn)品設(shè)計和體驗解決方案。它不僅提供在 3D中對任何產(chǎn)品進(jìn)行建模的獨特功能，還提供在產(chǎn)品真實行為上下文中進(jìn)行建模的獨特功能。
