为了充分发挥我们
在上一篇文章中谈到的基于建模的设计潜力,您需要为进行重大更改做好准备。 配备了最新硬件的现代工作站可以快速计算复杂模型。 但是,真正的优势不仅在于简单的加速,而且在于质的提高。 由于产品变得越来越复杂,并且竞争越来越激烈,因此在获得重要优势的设计过程中可以很好地使用它。 通过建模,公司可以识别和解决更复杂的多阶段任务,并分析更多的想法。

建模将是任何项目的出色研究工具:它将允许您研究和分类许多不同的选项,从而创建更多创新的产品。 得益于现代化工作站和计算集群的强大功能,工程师还可以在产品生命周期中应用所有方面和设计细节的高精度建模。
以前,此方法仅受HPC环境支持。 现在,工程师可以快速完成项目的下一个迭代,并确定更改如何影响关键目标的实现。 让我们看看这是如何发生的。 数值模拟软件解决方案制造商
COMSOL的合作伙伴提供了准备该材料所必需的重要信息。
示例1:赛普拉斯半导体
在触摸屏和嵌入式系统的领先制造商赛普拉斯半导体公司,工程师传统上一直将COMSOL Multiphysics软件用于各种研究和项目计划/仿真是由研发部门以及其他产品开发部门的员工(包括客户支持部门)独家完成的,没有利用虚拟样机。
然而,正是这个部门是与赛普拉斯半导体公司客户交流的重要渠道,赛普拉斯半导体公司的触摸屏广泛用于智能手机,家用电器和汽车。 在组织中引入现代工作站和新版本的软件后,他们开始使用COMSOL的Application Builder
环境 ,从而可以优化触摸屏的设计过程。
赛普拉斯半导体公司开始使用使用COMSOL Application Builder开发的应用程序来优化创建触摸屏的过程。使用应用程序开发环境和COMSOL Server(用于通过Internet启动它们的产品),来自不同部门的工程师可以在研发部门专门创建的应用程序中开发最终设备设计。 这样一来,支持服务也可以参与仿真,但是这些设置仅显示必要的模型参数。
已经开发出一种这样的应用来设计电容式触摸传感器。 用户可以在其中更改参数-从手指的位置到传感器中各层的厚度,但他们无法访问整个模型。 该应用程序计算电容矩阵,这是传感器设计的重要特征,并显示电压分布。 用户界面有一个下拉列表,您可以在其中轻松选择与各种传感器设置匹配的解决方案。

结果如何? 赛普拉斯半导体公司不仅为消费类产品形成了通用的触摸屏模型,而且还为各种产品创建了应用程序,因此用户可以自己配置必要的参数。 借助新的仿真软件,支持人员可以轻松更新模型参数,而无需担心建模的复杂性,也无需等待研发工程师的帮助。 现在,实际上可以在单个项目上实施项目,这使开发人员可以更灵活地响应客户需求。
该公司为不同类型的触摸屏创建了许多不同的应用程序。 因此,她的支持部门可以快速轻松地解决复杂的问题并提供优质的服务。
示例2:阿肯色国际电力电子
电子制造商阿肯色国际电力电子(APEI)使用COMSOL的应用程序开发环境软件来增强用户对仿真功能的访问并加快设计过程。 工程团队曾经是建模的瓶颈,因为它主要负责创建和运行模型-甚至是其他同事要求的模型。
如今,该公司的工程师正在开发应用程序,这些应用程序允许同事无需进行长期培训即可使用模拟独立进行研究。 使用Application Builder创建的应用程序之一可帮助计算保险丝电流和半导体设备连接的允许电流负载。
在APEI应用中,任何用户都可以为导体直径,电弧几何形状和导体数量选择适当的值,以在过热开始之前确定最大电流。以前,建模专家必须创建一个模型才能分析各种条件下的温升。 现在,该应用程序使用参数化方法:用户可以看到导体数量如何影响给定电流下的峰值温度。 如果以前专家们不得不在表格中寻找值,那么现在这些表格已内置在COMSOL Multiphysics软件中。
应当指出,由于针对每种特定情况生成了应用程序中提供的信息,因此结果变得更加准确。 现在,该公司计划扩大在“应用程序开发环境”中创建的建模应用程序的数量,包括用于计算组件的热特性,电感器和变压器的设计以及布局分析。
示例3:制造技术中心
制造技术中心(MTC)致力于创新和推广先进的产品设计实践。 他的任务是弥合概念与产品的商业版本之间的鸿沟。
MTC的最新项目之一是评估称为成形金属沉积(SMD)的添加剂技术的潜力。 与粉末状添加剂的生产以及在同一零件中使用多种材料相比,这项技术有望带来优势。
用于构建计算模型的COMSOL GUI。在开发过程中,很明显,这种方法导致的热膨胀有时会导致计划外的结果。 MTC员工使用Application Builder创建了一个使用热机械分析的模拟应用程序。 它可以预测由于SMD的热循环而产生的残余热应力和变形。
使用COMSOL Multiphysics中的“应用程序开发环境”创建了“异型金属沉积(SMD)”应用程序。 它使您可以计算在生产过程中产生的残余应力,并预测零件参数的偏差。本附录可帮助您确定沉积工艺是否允许您创建满足指定公差的零件。 没有建模经验的用户可以轻松地尝试几何形状,热源,沉积路径和材料,而无需了解构建模型的复杂性。
如何在设计公司中实施建模?
用于“大量建模”的软件不仅在市场上出现,而且价格也相当便宜。 这意味着现在许多组织可以实施高性能设计工作流程。 仍然有朝着正确的方向指导工作-介绍基于建模的设计过程。
建模是一个强大的工具。 如果没有瓶颈并且设计中涉及的所有用户都可以访问它,那么它可以是变革性的。 借助更新的软件和功能更强大的工作站,公司可以“民主化”建模,并将团队合作精神引入其设计工作流程。 但是沿着这条路径将需要采取重要步骤:
步骤1.启发手册和用户。 说明新的基于仿真的工作流程的好处,并说明通过团队合作可以实现的结果。 例如,举例说明新的工作流程将如何促进创新和设计灵活性。
步骤2.呈现结果。 通过演示使用仿真软件的简单性并将其与传统工作流程进行对比,您可以获得用户的支持。 这将有助于对当前的协作方式进行必要的更改。
步骤3.计算投资回报率。 为了做出决定,管理层需要特定的数字。 为了说服他,有必要评估使用现代设备和引入专门的建模应用程序的效果。
除硬件和软件成本外,还应将研发人员预计节省的时间添加到计算中。 根据我们的研究,建模能够分别将用户的工作速度提高六倍,您需要将工作流程中每个参与者的平均薪水乘以6:这样您就可以轻松地计算出未来的节省。
同时,仿真速度的提高并未考虑由于实施分布式受控工作流程而节省的成本。 您可以通过消除多个部门中的重复分析任务来节省时间。 而且,由于更多的员工将同时执行更多的建模任务,因此,投资回报将加快,上市时间将缩短。 该公司将在业务中获得竞争优势。
步骤4.争取领导支持。 让它领导变更管理工作。 借助该手册,您可以评估公司是否准备好基于建模来优化工作流程,以及是否该将“大众化”建模引入市场。
该应用程序是使用COMSOL Application Builder创建的。 它允许您确定圆形喇叭天线的辐射特性,以通过更改几何形状来改善它们。并得出结论-以乘客舱不同复杂度的声学系统模型为例,计算机配置和计算性能比较:

如今,已经创建了800多个COMSOL Multiphysics模型和应用程序示例,这些示例和应用程序广泛应用于电气,机械,流体力学和化学学科等各个领域。 现代工作站适合需要高性能计算的最复杂环境的多线程/多任务应用程序-包括设计,数字3D内容创建和科学计算的应用程序。