上海及瑞公司數(shù)字孿生應用案例
上海及瑞提供數(shù)字化設計制造一體化技術咨詢和產(chǎn)品設計服務。運用數(shù)字孿生的正向研發(fā)的理念和手段，提供結構設計、工藝設計，解決產(chǎn)品研發(fā)難點和缺陷問題。
福田汽車需要其產(chǎn)品減重、降成本，但是傳統(tǒng)的拓撲優(yōu)化和參數(shù)優(yōu)化已經(jīng)不能在結構上再持續(xù)減重了，而新材料和新工藝又造成成本增加，不具有競爭力，因此有必要找到新的手段嘗試從結構上進行優(yōu)化，從而達到減重降成本提性能的目的。
二、項目實施
1.案例定位
覆 蓋 內(nèi) 容 | 應用對象 | ¨ 資產(chǎn)級（設備/產(chǎn)品） ¨ 車間級 ¨ 企業(yè)級 |
應用深度 | ¨ 描述 ¨ 診斷 ¨ 預測 ¨ 處置 | |
應用領域 | ¨ 設計 ¨ 生產(chǎn) ¨ 管理 ¨ 運維 ¨ 設計制造一體化 ¨ 全生命周期 | |
行業(yè) | ¨ 流程行業(yè)： ¨ 多品種小批量離散行業(yè)： ¨ 少品種大批量離散行業(yè)： ¨ 建筑 ¨交通 ¨ 泛制造業(yè) | |
重點技術 | 涉及的單一領域技術或融合技術 ¨ 仿真+CAD ¨ IOT ¨ AI ¨ 仿真+IOT ¨ 仿真+AI ¨ IOT+AI ¨ 仿真+IOT+AI 統(tǒng)一數(shù)據(jù)/模型語義語法技術 ¨ 管理殼 ¨ 信息模型 ¨ MBD/MBSE/MBE
其他 ¨ 虛擬調(diào)試 ¨ 數(shù)字線程 ¨ 面向對象描述 ¨ 創(chuàng)成式設計 ¨ 機電一體化
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2.案例優(yōu)勢分析
主要應用了創(chuàng)成式設計、鑄造工藝模擬仿真形成設計和工藝的正向設計，利用機器深度學習的算法，形成以目標驅動研發(fā)的正向設計研發(fā)流程。
在保證結構安全的基礎上，利用AI技術找到最佳的設計路徑從而達到最優(yōu)設計，消除原結構太重和產(chǎn)品質量缺陷帶來的問題； 縮短研發(fā)周期，一次性通過臺架測試。降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品競爭能力；降低產(chǎn)品重量，減少運行時的能源消耗，環(huán)境友好。
3.實施步驟及路徑
p上海及瑞公司利用創(chuàng)成式設計幫助北汽福田國產(chǎn)商用車品牌設計了前防護、轉向支架等零部件。利用AI算法優(yōu)化和用戶的制造條件和需求，產(chǎn)生出最優(yōu)設計。
?例如：圖中零部件從最初的4個零件變?yōu)?個，重量減輕70%，強度增強18.8%。無論成本、制造工藝和裝配效率、性能等都大大優(yōu)化。
4.案例推廣應用價值
已經(jīng)用于有減材化和降成本需求的應用場景，如：汽車、重型機械、能源、軌道交通等行業(yè)的輕量化
ü降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本和使用成本，提高產(chǎn)品的市場競爭力；
ü有效益地研發(fā)創(chuàng)新，增加研發(fā)產(chǎn)品的成功系數(shù)，減少投資風險；
ü縮短研發(fā)周期、提升創(chuàng)新品質；
ü綠色制造，減少樣機的次數(shù)和成本；
ü為創(chuàng)新提供正確的數(shù)據(jù)源，避免抄襲仿制。
三、實施效果
類型 | 與傳統(tǒng)結構設計比較 |
設計時間（平均減重25%） | 約節(jié)省50-70%的時間 |
減重效果-鑄件 | 提高約40-60% |
減重效果-鍛件/鈑金 | 提高約30-60% |
減重效果-3D打印 | 提高約50-70% |
疲勞壽命預測 | 還考慮生產(chǎn)工藝的壽命預測 |
可制造性 | 包括工藝的完整設計 |
投入產(chǎn)出比率 | 約50-70% |
注：在材料不變的情況下。
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