PLM技术的应用,实现了工程和制造数据之间的关联,设计和制造工程之间从传统的串行工程向并行工程进行了转变,NXTM 软件提供了集成的、高性能的设计、模拟仿真、文档处理和制造功能。通过 NXTM软件,企业可以显著缩短产品上市时间,提高产品质量,降低成本,并通过产品和流程知识的协调应用提高创新能力。
灵活高效的NX5工业设计
在过去的20年中,随着计算机技术的发展,汽车制造商们通过对汽车设计和制造流程的改进,缩短了汽车设计到投产之间的时间。PLM技术的应用已经超越了主流CAD、CAM和CAE软件所能达到的效率改善。作为数字化产品开发的完整解决方案,NXTM 软件提供了集成的、高性能的设计、模拟仿真、文档处理和制造功能。
集成的NX CAD/CAM/CAE系统
1. NX5工业设计
NX5在用于工业设计和样式设计的曲线和曲面几何工具集中采取了大量提高效率的方式,可改善和控制几何形状质量。曲线和曲面建模工具的功能更强,可实现更快、更简单的自由形状创建和编辑操作。通过这些增强型的样式工具,与一流的专业曲面设计工具相比,NX5的样式选项增加了40%,同时设计速度提高了 20%。
NX5中的高级选择和直接建模功能
为了加快创建采用特效的高品质图像,NX5提供用于创建、保存和重复使用可视化参数的工具。用户可创建“摄像机”以捕捉当前工作视图的方向、缩放比例和透视效果。在零件导航器中或者在屏幕上显示摄像机,可实现在视图参数之间快速切换。NX“场景”捕捉背景、反射、照明、布景以及其他参数,以自动执行极为真实的渲染操作。用户只需将预定义的场景拖放到某个视图上即可设置所有可视化参数,无需再执行在不同环境中显示模型时所需的典型手动设置。
在X-FORM公司的实例中,NX确是一把利器。X-FORM公司与沃尔沃公司的工程师紧密配合,以完善所选定的概念。该概念被称为“Genesis”。X-FORM公司与沃尔沃公司协同完成概念并提供了高度详细的设计。这些设计后来通过用于快速样机建立而经过验证。最终设计刚刚获得批准,X-FORM公司就向沃尔沃公司提供了设计的完整文件,包括用于制造的精确规格。由于仅仅在两周时间内就交付出了3种完整的概念性设计,最终X-FORM公司赢得了沃尔沃公司的业务。在赢得合同的基础上,X-FORM公司只用了3个月时间来与沃尔沃公司协同完善设计。如果采用传统的设计方法(以纸张图纸和物理样机为中心),该过程可能要用一年或者更长时间。沃尔沃公司对Genesis设计的快速响应非常满意,由此按照Genesis设计来制造在整个欧洲国家使用的大客车。
2. NX5结构设计
模板可减少手动输入操作并支持标准功能。NX5允许用户从相应的组(例如零件或者图纸)中选择模板来创建新文件。其中,模板可自定义并可自动生成默认文件名、保存位置以及在公司标准中定义的其他设置。此外,模板可自动启动相应的应用程序。
虚拟产品设计进程表
高级选择功能令设计更为自由, NX5将所有几何形状选择选项都融合在一个便捷的工具栏中,从而改善了交互式设计中的控制性能。高级选择功能可结合NX直接建模扩展功能,操作从其他任何数据源导入的模型,与传统的功能识别技术相比较,它在节省时间和提高生产力方面具有极大的优势,可极大缩短修改操作时模型重新计算的时间,从而使编辑速度提高 30%~ 50%。
NX5采用一种灵活、一致的图形机制,可支持实体、曲线、曲线特征、边缘和表面集合以及数据。设计人员可采用关联的图形创建多种几何形状实例,实现设计重复利用,实例与原始几何形状联系在一起。
3. 主动数字样机
NX5带来了一种结构性的变化,可极大提升大型装配的设计功能与性能。现在NX装配建模采用了广泛应用的JTTM 数据格式和直接建模技术,该技术可实现低内存需求、高性能的可视化操作以及多种CAD平台协作功能。该技术支持多平台CAD装配布局和关联设计。主动数字样机可实现即时查看-修改过程,在一个平台上整合、设计和浏览功能,该方式不会产生单独的文件,消除了通常用于单独设计以及数字样机而存在的文件管理过程。
NX5仿真可分析世界上最大的CAE模型
由于采用了简化加载和 Direct Model直接模型渲染技术,设计人员可在完整的装配环境中自由操作,此外,多种层次的细节显示甚至支持巨型装配中的交互式性能。
4. NX5数字化仿真
NX5实现了普及“生命周期仿真”的愿景。NX5是一套可以直接用于生产的统一环境,包括一整套多学科仿真解决方案,可以满足高级CAE分析专家及设计人员和设计工程师的各种需求。
NX5数字仿真提供完善的功能,包括:最佳CAE实践向导、设计仿真、运动仿真、高级 FEM、支持全面的仿真建模及CAE结果可视化要求(有限元前处理及后处理),这些功能可与多种有限元解算程序一起使用。
Nissan公司利用NX模拟汽车风阻
NX Nastran - 作为用于评估汽车、航空航天和工业机械行业复杂机械系统的结构和性能的全球标准,可用于专用的CAE服务器,或者用于带有任何可兼容的有限元前-后处理工具的高性能计算集群系统(HPC)。
在有限元建模及结果后处理方面,NX5提供了大量的增强功能,为高级多物理场性能仿真提供了一套完整的环境。NX5建立在NX4提供的强大的“以几何图形为中心”的有限元建模功能基础之上,用CAE专家广泛使用的“定义你自己的几何图形”、以有限元为中心的建模功能来建立一个完整的CAE建模环境。
Nissan公司利用NX系列产品的仿真功能成功进行了包括运动,结构及流体等诸多方面的分析。
5. NX5工程过程管理
NX产品开发解决方案得益于Siemens PLM Software提供的工程数据和过程管理能力。通过NX和 Teamcenter 工程的集成在用户界面效用方面实现了扩展,全面提高了搜索、浏览、加载、创建、保存和同步数据的效率。
NX5标准零部件管理
NX中的部件导航器可显示项目编号、修订级别、名称和说明,具有更好的可视性,便于理解被管理的零部件。经过改善的并行设计中,通过创建零件“接口”并在 Teamcenter 中公布并管理接口,NX5可帮助公司减少重复劳动,改善协作。其中,通过公布零件接口,公司可简化影响分析、精简修改通知并可使并行设计修改造成的部件冲突最多降低 60%。与以前的产品相比,在执行典型的设计任务时该技术可使NX中的鼠标点击次数和设计时间降低 80%以上。NX中的工业标准件库,包括螺栓、螺钉、螺母、垫圈、销、轴承和翼型。标准件符合所有主要的国际和国家标准,包括ANSI,DIN,UNI,JIS,GB和GOST等。
知识驱动的NX汽车设计自动化
汽车市场激烈而又残酷的竞争使得汽车制造企业不得不面临这样的问题:一方面是有限的人力资源进行着越来越多的项目,另一方面则为了保证质量而需要进行大量而又反复的校验工作。随着市场竞争的越来越激烈,这种矛盾冲突也越来越明显。
NX5 知识驱动汽车自动化设计向导
Siemens PLM Software提出了相对于传统CAX的下一代技术——知识驱动的自动化设计(KDA)。通过对汽车开发过程中的专家知识经验和最佳流程进行捕捉和开发,形成相应的知识原型,同时将多学科的验证应用到知识原型上,并且在统一的环境下对其进行管理。在汽车开发的过程中,通过对知识原型的反复迭代获得最佳的设计方案,提高了产品的设计质量和效率,减少了对个别专家的依赖,降低了对应用人员的要求,增强了创建人员的信心,缩短了开发和投产的时间。技术人员可以把更多时间和精力用于新产品的创新上,最大限度地帮助企业提高竞争力。
1. 概念设计
为了缩短开发时间,我们试图建立一个通用的汽车架构数字原型,由高级的2D和3D布局组成,2D数字原型包含了中心截面中主要尺寸参数(如腰线的位置、B柱位置、乘员空间布置等),3D布置中包含横向截面的控制结构及代表外造型的三维表面数据。通过对电子表格(Spreadsheet)的驱动或相应的对话框(VCD)就可以快速实现对概念车的配置和更新。
知识驱动的自动化设计
通过不同的电子表格我们可以在同一个知识原型上获得一系列的配置方案,总体布置在概念设计阶段有着大量的校验工作,例如乘员的空间布置和视野校核,子系统的布置和校验等,而输入条件一旦发生更改,大量的工作需要重新进行。NX对汽车设计过程中总体布置的知识和流程进行了捕捉,形成了一系列的知识原型,这些原型中包含了相关国际国家标准(如SAE、ECE、FMVSS等)的要求及设计流程的最佳实践,包含了整车布置、H点设计、2D人体模型、伸及界面、眼椭圆、仪表台视区可见性、风窗可见区域、直接视野、A柱障目角及镜像认证等多达16项设计向导。
2. 车身设计的知识原型
NX汽车门设计向导
车身设计工作在整车开发过程中是最为复杂的,而且设计质量的高低会严重影响到制造工艺和成本。NX针对车身设计过程中的相关知识原型进行捕捉,提供了丰富的设计向导,向导中包含了各种学科的验证,如运动分析和干涉检查以及制造工艺性的分析,包括了B柱设计、玻璃升降、铰链位置、门开口线、门框、石块冲击、截面成形分析等设计向导。这样,和概念车的知识原型结合起来,我们可以在一个车型方案设计的初期阶段就可以对车身的详细结构进行设计和分析,大大缩短了产品开发的周期。
3. NX知识驱动的设计技术在企业的实现
NX汽车车身设计
通过Siemens PLM Software与企业的技术合作,将NX的自动化技术应用到企业的概念设计阶段和详细设计阶段,结合汽车设计的最佳设计流程和最佳实践创建一系列的模板,并将模板的创建及应用过程以文档的形式规范下来。应用当中主要包括下述模块:
(1)汽车整车布置设计模块
NX General Packaging 是一整套汽车内部布置的先进设计软件。它为汽车设计工程师提供了设计向导,加快汽车内部布置的设计,并能评价此设计是否符合SAE 标准或地方法规。
人体建模与车内驾驶者姿态验证
(2)汽车车身设计模块
NX车身设计模块为汽车白车身设计提供了先进的技术,大大提高了设计和校核的自动化程度。基于NX架构,汽车车身设计模块为设计人员和工程师提供了基于工业化过程的实例指南, 能快速而简单地创建和校核白车身零部件。该模块同时整合了CAE的分析反馈,通过实例可实现快速设计,减少设计和校核的时间。
(3)人体建模模块
人体建模模块为汽车行业提供了坐姿预测功能,主要包括Posture Prediction(坐姿预测)和三维人体模块。通过向导输入不同种类汽车的参数,和车身各处的位置和定义。
结束语
在2005年,NX软件被日产汽车公司(Nissan)选定为通用核心设计平台,并将被扩展至公司的所有分支机构。这样,全球范围内的日产分支机构都将使用NX来进行整车及零件的数字化设计,同时还将使用协同产品开发管理软件TeamcenterTM来进行产品数据管理及与日产的协同工作。
NX5灵活的造型功能,强大的主动数字样机能力和卓越的设计能力,尤其适于汽车行业的应用,与CAD完全融为一体的出色的加工能力,分析仿真能力和工程过程管理能力更为使用者有效提高生产力提供了极大的便利。NX软件已被通用、福特、丰田、日产、大众、雷诺等诸多汽车厂商广泛采用。
因代克斯机床有限公司总经理一行访问邢台职业技术学院
2008年1月15日,大连因代克斯机床有限公司总经理嘎尼优素福克鲁博士等一行3人访问了邢台职业技术学院。该系领导陪同嘎尼优素福克鲁总经理参观了学院的机械制造系实验室实习车间。
据介绍,随着目前国内数控机床产品需求的高速发展,数控机床操作技术工人缺口达60多万。培养和造就高技能数控机床操作人才已经成为各企业亟待解决的问题。针对这一现状,为了适应市场需求,邢台职业技术培训学院于2007年招标采购了目前具有国际先进水平,由大连因代克斯机床有限公司组装生产的TNA400数控车削中心作为该实验室高档数控车床的教学实习机床。在实验教学中,该机床所表现出来出色的高精度,高可靠性及易操作性都给实习教师和学员们都留下了深刻的印象。
在本次参观访问结束之前,嘎尼优素福克鲁博士表示,大连因代克斯机床公司希望将公司生产的,具有德国品质的高档数控车床和丰富的企业员工职业教育培训经验介绍和推广给广大的中国用户,从而为提高国内数控车床的升级换代水平而做出自己的贡献。