MasterKey帮助庞巴迪采用统一的VPD平台顶管机
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MasterKey帮助庞巴迪采用统一的VPD平台
MasterKey帮助庞巴迪采用统一的VPD平台 2011年12月04日 来源： 软件在各部门之间的协同工作已经体现出它的商业价值。软件使我们能够在制造第一个物理样机之前确信已经解决了所有问题。庞巴迪（Bombardier）运输公司Bombardier运输公司在长途、短途的机车、客车、货车等铁道运输车辆领域均处于领先地位。其生产制造的产品很多，覆盖铁道车辆以及铁道交通整个系统。公司制造铁道机车、客货运车辆和铁道控制信号系统。自从1974年蒙特利尔地铁工程以来，Bombardier 公司正式进入公共交通市场。经过多年的自主经营以及收购其它公司的技术，Bombardier 运输公司得到了极大的发展。在1996年，AEG公司和ABB运输公司正式合并成立了ADTRANZ公司，由戴姆勒·奔驰公司(现在的戴姆勒·克莱斯勒公司)和ABB公司共同所有。 Adtranz所属公司在铁路交通领域有着长达150多年的丰富经验。1999年，戴姆勒·克莱斯勒公司成为Adtranz唯一的股东并于2001年将Adtranz出售给Bombardier 运输公司。自从收购Adtranz以后, Bombardier运输公司真正成为一个集铁道机车与服务设计,制造以及销售于一身的跨国公司。通过扩张公司的潜在市场， Bombardier 运输公司建立了它无人可比的地位，提供各种创新解决方案以满足客户需求。商务主张在合并之前, Adtranz 已经基本完成了一个集设计与结构分析功能于一身的软件仿真平台。他们还在瑞典的Kalmar 建立了一个的仿真分析中心（简写为：CoC）。合并之后， Bombardier认可了这个仿真中心，并任命该中心前负责人Micko Bjorck 继续领导这个中心，并对整个公司的仿真业务负责。在合并前，CoC已经在全球达成了共识，因此Bombardier 运输公司在合并后仍以CoC作为平台，并考虑如何整合公司现有的应用软件以及如何让CoC与其他部门更好的交流合作的问题。“对于结构力学分析而言，整合过程已经基本完成” Micko Bjorck说:“只剩下一些调整的工作要做。在合并后，我对于软件整合的看法依然没有改变。如同对于Adtranz一样, 软件整合对于现在这个新公司同样有着重要的意义。我建议将我们原来在Adtranz所作的工作继续进行下去。我认为MSC.Software MasterKey Token System 会给公司带来很大收益，与此同时，很明显， MSC.Software和IBM/Dassault的合作关系也更加深入。鉴于CATIA 是Bombardier多年来最主要的CAD工具, 因此MSC.Software产品和CATIA的统一化趋势是非常明智的。”目前， Bombardier在生产中仍然在使用 CATIA V4，但是在战略上公司已经决定在2004年期间移植到CATIA V5平台中来。这个改变战略意义非常重大，并且Bombardier坚信V5能提供所有他们所需要的功能。借助 MSC.Software的 Token System 口令管理方式，Bombardier 可以根据自己的需要随时调用MSC.Patran, MSC.Nastran, MSC.Marc, MSC.Construct, MSC.Dytran, 以及 MSC.Fatigue等软件工具。 “毫无疑问，MSC.Software现在最重要的特色就是 Token口令管理系统，这使我们在使用软件的时候有了更大的自由度” Bjorck说。“IBM/Dassault和MSC.Software的合作对于我们也非常重要。我们需要好的一个界面，而我确信和MSC.Software的合作关系将在这个方面给我们带来好处。MSC.Software的产品使用方便，大多数分析人员都很喜欢这个界面，使用起来感觉很舒服。” 典型应用由于工作的复杂多样性，我们不太可能完整的描述一个典型铁道项目的全部细节。对于一个新系列产品的分析工作大致需要5到15位分析人员花费1年半的时间，这还要看工程的规模而定。因为不同的客户会提出很多不同的设计要求，并且不同的工程项目所采用的国家或者国际标准也各不相同。铁路工业可以说是一个非常古老的行业了，可以追溯至1850年。地区和地区之间的地势地形各不相同，因而各个国家所采用的标准也大不相同。例如：轨道轨距在西欧都非常相似，而在其他大陆则有所不同。Bombardier有几个车辆部门可以为客户提供完整的机车设计。 他们包括：城市铁路（高速）；地铁；机车；区域通勤车辆；轻型轨道车辆；还有其他一些为这些车辆部门提供配套的部门。车身部门为车辆提供钢制或者铝制结构。还有两个部门，一个是转向架部门，另外一个是动力部门，它主要提供动力系统和发动机。这些部门分布于全球各地。在瑞典的Bombardier公司有一些整车设计和部件设计的部门，其中包括城市铁路；地铁；动力系统；车身和一些机车维修的服务部门。火车被分布于世界各地的Bombardier分公司设计并生产出来，再投入使用。这样Bombardier公司就可以在一个地方进行设计并根据使用情况就近生产。“在Bombardier公司，我们对铁路产品做了各种各样的分析。” Bjorck说: “通过一些常规分析以确保应力和变形处于合理的范围之内，除此以外，还有屈曲分析，特征频率分析，碰撞分析，疲劳分析和热分析等等。我们还有一些有关车身制造过程中热处理过程分析的内部需求，例如残余应力，而且有着众多的国际标准和国家标准我们必须遵守”。Bombardier公司的分析流程已经经历了多年的发展，一种分析工具的输出结果通常会被作为另一种分析工具的输入条件。 MSC.Nastran通过MSC.Patran的后处理得到结果, 而Bombardier公司把MSC.Software所得到的静力学分析结果作为自己疲劳分析工具的输入。 Bombardier计划在下一阶段使疲劳工具更加协调。但是它的最大障碍来自于各个国家不同的国家标准。“我们准备通过使用MSC.Patran和自主开发的后处理器对分析结果进行后处理” Bjorck说, “我们自己的后处理器主要用于疲劳分析和对大量工况的分类。对于一个常规的车身分析来说一般有一百种左右的工况，其中也许有一千个零部件；我们的后处理器就用来把这些大量的数据进行分类从而找出问题所在。从某种意义上讲这是一个分类过程，而不仅仅是图像显示过程。其结果是经过分类的列表，可供进一步研究。另一方面是写报告时每个国家都有不同的要求，因此也无法有”统一的标准输出格式。”在Bombardier公司，设计与分析紧密相连，在设计的早期阶段，设计人员和分析人员之间便有了密切的合作。对于一个工程，如果有很多有经验的设计人员参与，那么在第一轮设计中就已经能够收到比较令人满意的效果，分析人员的工作也会简单了许多。从另一方面来说，分析人员也要引导设计人员想出更多合理可行的设计。当分析人员进行最后的计算时，要对各个部件进行“应力校合”。 “机车车身结构庞大而复杂，转向架和发动机需要有经验的分析人员运用精密的CAE软件进行分析。” Bjorck说，“目前我们还没有设计人员的培训计划，但培养设计人员重视结构分析这一点很重要，因此我们要做出努力鼓励我们的设计人员达到这方面的要求。”对于Bombardier来说CATIA是一个主要的CAD工具，但是在分析时从CATIA输入的几何文件的类型却各不相同。一些软件甚至还无法使用CATIA的输出文件，因此分析人员不得不使用分析软件的前后处理器来产生几何外形。 Bombardier公司运用不同的方法对CATIA数据进行筛选从而满足不同的分析需要。实体几何相当简单, CATIA模型可以直接被输入并通过标准的分网工具来划分网格。当需要定义连接中间表面模型时，分析人员生产可以生成这个模型，或者也可以利用Bombardier公司的一个特别的程序来生成，使用这个程序，设计人员可以对CAD模型进行复制并转换成中间表层模型以便用于分析。公司还允许去除一些影响划分网格的小洞或小的圆角等。虽然大部分的工程师都使用MSC.Patran 来划分网格,但是仍然有部分工程师根据个人的习惯和喜好使用CATIA 的分网模块来划分网格。划分网格是另外一个Bombardier希望从MSC.Software和将被用来作为仿真平台的IBM/Dassault的CATIA V5之间的合作关系中受益的领域。 最近,IBM PLM, Dassault 和MSC.Software公司已经建立了紧密的战略合作伙伴关系。这种关系更加紧密了PLM和仿真市场的关系。在这个联盟中， MSC.Software 将和Dassault Systemes公司及其合作伙伴合作构建基于新一代的CATIA V5框架的下一代仿真工具，它的目标就是尽可能的发挥先进的PLM综合分析仿真环境的最大优势。 软件收益通过仿真和分析进行CAD的验证，对于车辆设计的方方面面都是不可或缺的组成部分。MSC.Software拥有一整套虚拟产品开发的工具以满足不同的仿真分析的需要。由于拥有Token口令管理系统，对于不同的分析，工程师和设计人员可以更为灵活地可以采用一系列不同的集成解决方案。“尽管从数量上衡量运用MSC公司的软件所带来的收益是很困难的，但是各个地区所使用的软件的统一化，使部门内部和部门之间的合作趋于简单，工作成果共享的可能性也大大的增加了。” Bjorck说: “这种合作同样拓展了人力资源。如果每个地区使用同样的软件,那么分析人员就可以在各个地方之间相互调用，以解决各地区的工作负荷量。通过拥有灵活的人力资源，Bombardier公司可以按照自己的需求减少员工的数量。与此同时，公司也允许分析人员定期的外调工作以拓宽他们的视野，增加他们的工作经验。出于这个灵活手段的运用， Bombardier公司每年可节省10至20个的员工数量。这表示用于分析的人力资源预算将减少10%。”由于软件统一，工程师和分析人员更加容易对暴露出来的问题进行讨论，其直接影响产品质量。由于软件统一，部门内部经常进行讨论，结果Bombardier发现在确定的分析流程上一些禀赋异常的人，伴随着他们的流动，统一化的分析流程会持续受益。由于Bombardier公司大量采用了数值分析和计算机仿真测试，进而减少了物理样机测试的数量和规模。 “我们对机车车身的塑料前罩发射钢管制成的导弹来进行物理冲击测试。”Bjorck说: “如果能对这项测试进行仿真，那么大部分这种测试也就没有必要了。另一个很好的例子是碰撞测试，我们要感谢仿真，我们再也不需要做完全的测试了，而只需偶尔的做一次用来检验一下仿真的结果。”面对未来将来Bombardier 公司仍然在使用这些软件继续做着分析。那时他们已经拥有大量知识储备和经验，因而可以进一步改进他们的设计。在疲劳测试中，并不用进行一整套完整车辆的测试，他们只需做其中部分部件级的试验以验证仿真分析的结论。设计经验和仿真分析的结合使用使设计师能很容易找到出现疲劳的部件和部位。通过在设计项目的早期研究， Bombardier大大节省了物理样机的试验数量。通过早期的分析, 设计工程师们可以针对某个部件，尤其是车身制定专门的疲劳物理测试。这种试验将和仿真研究同步进行。与车身和转向架相比，在推进系统方面进行了大量的热分析。Bombardier公司给火车运用电力发动机，但也涉及大量的柴油发动机。目前，Bombardier公司集中力量进行协同工作工程的完成。CoC制定了一系列标准，并发表了一系列规则和建议。公司预计按照这些建议，这项工作于2004年完成。Bombardier公司在疲劳分析工具中已经添加了“知识捕手”并且预备开发CATIA的知识软件功能来拓宽工程的理论基础。对于不锈钢车身的点焊我们有一个内部的标准。由于焊接的部件厚度不同， 对于点焊的要求也不尽相同，焊接尺寸和间隙是决定性的参数。如果CATIA能得到这种信息是最好的了。设计人员只需要说明焊接点的位置，软件便能对细节进行分类，并把各种焊接参数发送到MSC.Patran，这样就减少了人工输入的需求。这在未来将是一个大大提高设计质量的突破口。“我们对于做出选择MSC.Software 作为CAE工具的决定非常满意，”Bjorck说“并且软件在各部门之间的协同工作已经体现出它的商业价值。软件使我们能够在制造第一个物理样机之前确信已经解决了所有问题。”(end)