海克斯康设计仿真 | 家电行业仿真数据管理平台方案

文章背景

家电行业主要包括冰箱、洗衣机、空调、油烟机、电磁炉等家电产品，在产品的设计过程中，需要考虑到产品的结构、强度、热传导、流体动力学等多个方面，传统的物理样机试制方法不仅周期长、成本高，而且难以对设计方案进行全面的验证和优化，而CAE仿真分析技术就能很好的解决这些问题。

家电研发涉及到的研究方向有流体、结构、一维、电磁、光学、热力学等，通常采用的CAE技术包括：有限元分析（FEA）、计算流体动力学（CFD）、优化与仿真、多体动力学等技术，CAE可以对家电产品的结构、流体特性、热性能、电磁兼容性和声学性能进行模拟和分析。CAE仿真技术可以提升研发设计能力，有效指导新产品的研发设计，节省产品开发成本，缩短开发周期，从而大幅度提高企业的市场竞争力。众多的企业已经将CAE技术广泛用于家用电器的开发设计中，与传统的试验和设计经验相结合，形成很好的互补，并解决了很多实际问题。

面临挑战

尽管家电行业普遍采用了CAE技术为产品研发赋能，由于存在产品种类繁多、功能差异性大、新品上市时间短等特点，仍旧存在不少问题。例如：

01仿真滞后于试验

当前家电行业的CAE技术应用主要集中在产品样品测试或上市后对于产品改进方面，而在正向研发过程中仿真占比仍然较少，要想发挥CAE技术的仿真驱动设计的目标，仍需要像汽车行业一样建立一套规范化的业务流程，实现仿真对设计方案同步快速评估，通过对业务流程规范，发挥仿真分析在正向研发过程中更大的作用。

02设计-仿真协同不够紧密

当前的设计与仿真业务沟通主要手段为线下沟通或通讯工具的沟通，所有任务需求与数据的传递没有标准化流程，造成仿真分析工作随机性较强，仿真工作在前期研发中不能与设计同步，不能完成产品设计的闭环验证，仿真难以在设计过程中，为设计改进提供支持。

03缺少仿真规范和系统支撑

家电行业由于自身特点，当前仍有不少仿真分析没有建立标准化分析清单和指标检查规范，主要基于试验或产品问题的被动分析；同时试验或产品问题与仿真分析缺少数据追溯，不能有效实现问题清单闭环管理，缺少信息化系统的支撑；另外，常规重复性的工作耗时耗力、效率低，确少自动化支持。

解决方案

海克斯康家电行业仿真流程及数据管理解决方案包括：仿真分析规范管理、仿真数据管理、任务流程管理和工具软件集成。

图 1 SimManager总体解决方案

01仿真分析规范管理

主要包括：分析清单管理、工况指标管理，以及标准模型和标准规范的管理。

02仿真数据管理

主要包括：模型数据、结果数据、分析报告等仿真数据的管理，以及对问题清单的管理和建立问题跟踪库。通过不断积累的输入参数和仿真结果数据，利用机器学习，快速进行评估或优化。

图 2风扇形状对流量影响的快速预测

03任务流程管理

任务流程管理主要包括：任务的发起、任务执行状态的监控，已经标准流程的自动化后处理，以及仿真结果线上评估和报告自动生成，并通过和PDM/PLM系统集成，仿真人员获取数模，快速进行设计方案评估，可以实现设计-仿真的业务协同。

图 3通过和PDM集成实现设计仿真协同

04工具软件集成

主要包括：客户端上的软件集成以及与队列系统上的软件集成，并可封装实现对仿真APP的集成，通过SimManager封装成熟的部件仿真APP（如风扇噪声仿真），设计人员可以调用APP，输入相关参数，快速得到结果。

图 4 SimManager封装的风扇仿真APP

通过SimManager仿真流程及数据管理平台建设，可达到帮助家电企业提升产品研发水平、提高产品设计质量和缩短产品研制周期的目的。

（海克斯康工业软件）

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