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主办单位
中国机电企业网 机电信息
大会时间
2007年4月29日
大会地点
北京大学百周年纪念课堂
特别鸣谢
北京奇普嘉科技
北京时代集团
山东法因数控机械有限公司
北京世纪葵花数字传媒
北京讯鸟科技
北京天子酒业
母机
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机电产品和新技术的自主创新

北京飞箭软件公司总经理兼工程师 梁国平

  大家好!我借这个机会跟大家交流一下我基本的想法。到底什么是机电行业、机电产品?我谈一点自己的体会。
  第一部分我相信大家非常熟悉了,CAD计算辅助设计。从80年代初就开始利用计算机辅助设计,通过计算机绘图、计算机出图纸、计算机显示产品,通过三维图形。我就不用多说了,大家已经非常熟悉了,恐怕大部分的企业都不可能离开CAD计算机辅助设计。它已经成为机电企业必备的工具。
  下面我想谈一下CAE计算机辅助工程。现在好多虚实产品、虚拟样品,这个很多人都听说过。通过计算机不仅仅是设计产品,比如汽车不是照着样品在道路上跑,而是通过计算机能够造出虚拟的样机,也就是计算机造出样机,这个样机通过虚拟的计算机的仿真和数字模拟,要看它的舒适度耐用性等等,样品可以利用计算机辅助你做。一个汽车的样机需要半年到一年的时间,如果用计算机只要一到三个月甚至更短就做出来。计算机不仅仅可以做一种样机,可以做各种各样的样机,甚至其可以优选样机,这样可以大大减少设计的成本,还可以大大提高汽车的质量、功能。现在已经到了这个时候了。
  过去也有,但是过去容易受到计算机硬件的限制,也受到一些方法上的限制。今天计算机迅速发展,还有软件计算方法有了长足的进步,使得有可能所有工具都可以慢慢变成直接的用计算机设计出来,就可以进行各种样机的生产。最后基本上不用再做试验,一次就可以成功。今天的计算机发展很快,过去如果只用一个单个CPU计算,很多产品像汽车、飞机设计的时候,单CPU是做不到的。现在发展很快,用成上万台计算机同时做数字模拟、数字仿真,就可以很短的时间完成了。
  这样的技术在我们国家不算太普及,但是国外已经很普及了。它已经成为机电企业的核心部分,这种方式通过计算机数字模拟做样机,将会成为一个企业竞争的非常关键的核心,甚至也会成为一个国家的科技水平的关键的衡量;也成为国家经济竞争最好的方面。工业界的领袖认为这个时代已经到来了,通过数字模拟、虚拟样机、虚拟产品作为机电企业技术的核心。
  如果要实现这样的事情,需要什么样的东西呢?就是需要CAE的软件。什么叫CAE软件?传统的做法就是CAD软件8加上一个分析软件,CAD软件可以形成一个三维的图形,但是它不能够分析,分析还需要有CAE软件。这样的做法在整个运作过程中存在以下一些问题:这样周期很长,成本很高,维护也很困难,费用也很高。有一个软件公司做了新版本,投入了600多个人,投入了三的年时间。像这样的做法我们国家非常困难,这么大的投资投进去,起码五年十年软件才开始用,再过五年十年人家又到一个新的水平,这样就永远跟着别人跑。
  我们应该怎么做?用通用分析软件的做法是很困难的。另外一种办法如果不做,所以大部分都是采用国外的分析软件。这样需要交很多的费用,一些关键的技术我们要付给国外企业很大的费用;第二,我们没有软件产权,这样就会严重的制约我们的自主创新。你不能改变它,我们在工厂使用的过程需要集成到其他的软件当中,如果没有自主产权的话,集成就会发生很大的问题,还要找这些厂家。这就严重的制约了我们的自主创新。
  还有一种做法,我们不采用这种方法,我们采用专业的分析软件的模式。这样的模式是也的,比如日本,他们比较倾向这种模式。日本比较缺少通用的分析软件,所以他们起步的时候是做通用软件还是做专用软件,他们就不同的观点,有很多人主张还不如做专用软件,它的好处就是灵活、容易实现优化。并且有自主版权,有益推广。
  通用软件面积要窄,一个企业利用一种产品编辑一个软用软件,虽然专用软件对企业很好,但是投入的成本虽然比通用软件少,由于面窄所以用户量少,收益就会少。对客户来说这样非常好,软件企业收益就会受到影响。这种做法现在还不很普遍,尤其在美国基本上是使用通用软件。
  第三部分,我们怎么做呢?我们既不可能做通用软件,也不能做专用软件。通用软件时间长,成本高,专用软件工作量也很大。我们软件基本原理不是一个产品编程,它有一个物理模型。我们不管用哪种方法,都可以根据你的模型分析软件和优化软件。我们的技术是必要投资,但又避免重复的编程。这个软件非常容易维护,因为它不像模型,就可以适应新的产品、新的要求。哪个企业订做CAE软件,我们可以按照你的需要来制作。
  软件的需求最重要的可重用性、可改动性。我们这种做法是完全可以做到的。从软件角度来说,我们这个软件可以通过互联网使用的。最重要的一条就是成本低,不仅可以使用,还可以复制。你用C语言或者别的语言,编辑好了程序,这是属于你自己的,也就是你用这个方法得到的是完全是你自己的。
  这个软件是不是很困难?对一般人来说很困难,因为它要求你懂得数学物理模型等等,但是,它又是非常容易,这个物理模型书上和文件上都有的,如果专家也自己的模型可以按照专家自己的模型,对于懂得的人非常容易。
  这个软件一旦写好这些公式,你可以在任何一个平台在windows也好、其他的也好运行。你还可以在任何的并行机上运行。CAE这种虚拟样机、虚拟产品,或者叫这种仿真都需要大规模的,需要几十个、几百个CPU同时运行。同样公式你可以让它产生串行机也可以让它产生并行机,这是完全超平台的。它是一种普遍适用的方法,并且我们这个不受任何限制。由于它从基本原理出发、从物理模型出发,不管是固体力学、流体力学,它都可以。

  
 


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