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模擬是很棒的“事后”工具。考慮一下兩個突出的圖形動畫:中央情報局制作的TWA Flight 800最后幾分鐘的計算機(jī)模擬和詹姆斯卡梅隆電影中的RMS泰坦尼克號最后幾小時的計算機(jī)模擬。兩者都提供了對偉大機(jī)器的死亡痛苦的敏銳洞察力。沒有設(shè)法讓乘客和船員做任何好事。大學(xué)和制造商正在開發(fā)新一代分析技術(shù),使設(shè)計人員能夠使用商用軟件在逼真的動態(tài)設(shè)置中研究真實的計算機(jī)模型。此外,大多數(shù)CAD用戶都熟悉該軟件。這些基于仿真的設(shè)計(SBD)技術(shù)承諾前所未有的靈活性和真實性。理想情況下,SBD將在產(chǎn)品開發(fā)過程中盡早突出問題,以便更具成本效益地解決這些問題。
啟動并運行。近年來,工程師通過虛擬原型設(shè)計取得了一定程度的成功。許多領(lǐng)先的制造商,其中包括波音,克萊斯勒和通用動力公司的電動船,通過用計算機(jī)模型取代物理原型,在戰(zhàn)斗機(jī),汽車和潛艇上節(jié)省了數(shù)百萬美元。實體建模CAD系統(tǒng)提供了該領(lǐng)域的支持技術(shù)。在實踐中,這些成功的程序使工程師能夠飛越靜態(tài)(如果復(fù)雜的)模型,檢查裝配,干擾和可訪問性問題。
ADM多倫多的設(shè)計與制造提供了一個獨一無二的機(jī)會,可以將供應(yīng)商與尋求最新創(chuàng)新,產(chǎn)品和解決方案的買家聯(lián)系起來。用安大略省蓬勃發(fā)展的制造業(yè)的銷售線索填補(bǔ)您的銷售渠道。設(shè)計與制造展,2019年6月6日至6日,多倫多會議中心。
在SBD中,虛擬模型僅僅是一個起點。虛擬原型可能包含許多不同的子系統(tǒng)和組件,所有子系統(tǒng)和組件都相互交互。這些定義由國防高級研究計劃局(DARPA)提供,該機(jī)構(gòu)正在贊助一項多階段工作,以確定SBD的基本特征,并將其視為在國防相關(guān)合同和私營企業(yè)中實施。
在其成長期,DARPA的SBD計劃的重點是開發(fā)技術(shù)和程序,以提高國家的造船能力。兩個承包商團(tuán)隊中標(biāo)了進(jìn)行可行性演示:通用動力公司,電子船部門與Deneb Robotics,Intergraph,Loral Federal Systems,Parametric Technology Corp.,Silicon Graphics Inc.,愛荷華大學(xué)和北卡羅來納大學(xué)合作;和洛克希德導(dǎo)彈與航天公司(現(xiàn)為洛克希德馬丁公司)與紐波特新聞造船公司,科學(xué)應(yīng)用國際公司和Fakespace合作。第一階段演示改進(jìn)了用于創(chuàng)建和改進(jìn)CAD裝配模型和相關(guān)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的程序。
第二階段始于1995財政年度。在此階段,關(guān)鍵技術(shù)將在第一階段廣泛定義的原型系統(tǒng)中開發(fā)和集成.DARPA選擇由洛克希德馬丁公司領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊開發(fā)原型SBD系統(tǒng)。雖然沒有設(shè)計或開發(fā)特定產(chǎn)品,但選擇通用水面艦艇作為示范項目。迄今為止,洛克希德·馬丁公司使用Division Inc.的dVISE仿真軟件包制作了甲板槍射擊弧的設(shè)計模擬。
賓夕法尼亞州立大學(xué)應(yīng)用研究實驗室的Paul Kurtz表示,SBD是負(fù)擔(dān)得起的產(chǎn)品開發(fā)和收購的關(guān)鍵技術(shù)。“ARL已經(jīng)將仿真作為一種設(shè)計工具探索了20多年,”Kurtz說。“CAD和面向?qū)ο蟮拈_放式軟件體系結(jié)構(gòu)的開發(fā),以及模型庫到標(biāo)準(zhǔn)格式的轉(zhuǎn)換,使得近年來設(shè)計,性能預(yù)測和成本估算的集成成為可能。這反過來又允許構(gòu)建先進(jìn)系統(tǒng)的虛擬原型和使用SBD過程的新系統(tǒng)概念。“
ARL的仿真,分析和可視化實驗室由一個局部區(qū)域網(wǎng)絡(luò)組成,該網(wǎng)絡(luò)由11個用于仿真開發(fā)的DECstations,一個四處理器Silicon Graphics ONYX和兩個用于可視化開發(fā)的INDY組成。該實驗室還使用帶有Lisp的Symbolics工作站進(jìn)行人工智能技術(shù)開發(fā),并使用各種Sun,Hewlett Packard和基于Intel的個人計算機(jī)進(jìn)行分析。該網(wǎng)絡(luò)還連接到8英尺@ 6英尺的投影系統(tǒng),用于演示和演示。
ARL的仿真元素與MAK Technologies開發(fā)的DoD的分布式交互仿真(DIS)兼容(參見“Simulation gets real”,1997年11月17日),盡管它們尚未成為包含外部仿真元素的分布式仿真練習(xí)的一部分。 ARL。正在開展工作,使模擬元素高級架構(gòu)(HLA)兼容,從而實現(xiàn)與更廣泛的工程應(yīng)用的交互。
ARL的SBD過程的開發(fā)始于海軍的支持。這項新技術(shù)的ARL試點應(yīng)用于魚雷和自主海底車輛。1998年的發(fā)展計劃包括輕型混合魚雷,魚雷防御反武器,以及其他應(yīng)用。此外,正在計劃使用SBD工藝來支持海底和水面船舶推進(jìn)器的快速設(shè)計和制造。
這并不是說SBD開發(fā)僅限于海軍或與防御相關(guān)的應(yīng)用程序。ARL已經(jīng)建立了CIM Testbed作為一種工具,可以集成商用工具,以提高制造零件的質(zhì)量和可承受性。該測試平臺包括運行各種設(shè)計和制造軟件的基于UNIX和Windows的計算機(jī)系統(tǒng)。研究人員開發(fā)了許多與制造相關(guān)的模擬,包括工作單元模擬,目標(biāo)是設(shè)計更高效的布局和流程。
事實上,隨著運動學(xué)分析軟件包與實體模型CAD系統(tǒng)集成,仿真作為工業(yè)設(shè)計工具的使用變得越來越突出。Mechanical Dynamics公司的ADAMS是一種流行的機(jī)械系統(tǒng)仿真軟件包。該軟件最初是一個相當(dāng)簡單的“棒圖”連桿和桿運動學(xué)分析系統(tǒng)。MDI已經(jīng)增加了更多特性和功能,因此現(xiàn)在ADAMS可以被描述為一個完整的虛擬原型系統(tǒng),使工程師能夠逼真地模擬復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的行為。它還提供了一整套建模,分析和可視化功能,以幫助解釋模擬結(jié)果。
據(jù)MDI稱,該公司將其所有主要汽車制造商列為其用戶。例如,福特汽車公司最近應(yīng)用虛擬原型技術(shù)來改進(jìn)新的正時鏈系統(tǒng)的設(shè)計。福特工程師使用ADAMS模擬各種時序鏈響應(yīng),代表了許多真實情況,包括沖擊和操作振動。目標(biāo)是減少噪音。
另一個從簡陋起源發(fā)展而來的包是來自知識革命的工作模型3D系統(tǒng)。這種設(shè)計模擬工具最初是用于教授運動物理基礎(chǔ)知識的教育軟件。它已經(jīng)發(fā)展成為一種設(shè)計工程工具,主要是通過與領(lǐng)先的CAD系統(tǒng)集成,例如Solid Works。
DARPA資助的研究和工程軟件供應(yīng)商為解決更復(fù)雜的模型所做的努力相結(jié)合,為設(shè)計人員提供了一種檢查他們創(chuàng)造的產(chǎn)品的新方法。這一天即將到來,所有原型都可能是虛擬原型,而模擬是任何設(shè)計過程的第一步。
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