內燃機領導者
廣西玉柴機器股份有限公司（“玉柴”）是國內最大的內燃機生產基地，不僅承接了若干國家級重大研發（R&D）項目，同時也為促進國內發動機行業的創新發展做出了重要貢獻。隨著汽車市場競爭日益加劇，各種不同的市場需求為產品設計帶來了諸多挑戰，包括提高產品質量、保持產品多樣化、加快產品更新等。
計算機輔助工程(CAE)軟件的重要作用在于，可以幫助用戶充分利用企業級信息系統，有效縮短產品設計周期，幫助提高產品質量，實現更高效的協同。玉柴從諸多軟件供應商中選擇了 Siemens PLM Software 作為其合作伙伴，合作范圍涉及從設計到開發、以及從應用到服務的各個方面。玉柴工程研究院CAE 驗證部門副經理盧祥林是項目負責人，同時也是 NX™ 軟件 和 Simcenter 3D軟件 的主要用戶。他和 CAE 驗證部門結構分析科科長周陽春均擁有豐富的實踐經驗，并對企業的發展狀況與產品規劃、以及 CAE 工具的升級優化擁有深入獨到的見解。
嚴格遵守流程和質量要求
作為獨立發動機制造商，玉柴提供各種型號的輕、中、重型發動機，產品線涵蓋車用、工程機械、農業機械、船用、發電設備等廣泛用途。針對新產品研發，玉柴建立了一套嚴格的開發過程，明確定義各個階段的工作任務。其中， CAE 部門對整個產品開發流程而言具有不可或缺的重要作用。例如，當前CAE 主要用于在設計階段對產品程序的可行性進行驗證，并在選擇最優程序的過程中發揮重要作用。
玉柴開發的所有發動機都嚴格按照玉柴的開發流程進行了全面的CAE 分析。分析結果提出多項具有建設性意義的改進建議，有助于大幅提升產品質量和縮短開發周期。此外，在試驗階段CAE 在進行故障分析時，為快速查找故障原因等方面也發揮重要作用，比如玉柴新開發的某款發動機出現了氣門與活塞干涉問題，排查多種原因未果，CAE 介入后3 天找到了真正原因：供應商在加工時由于標記錯誤導致后期裝配錯誤。
這些事例充分證明了 CAE 軟件的優勢。在很多其他 CAE 解決方案中， Simcenter 3D 軟件憑借其獨特的適用性、準確性、可靠性等特點獲得玉柴青睞。 Simcenter 3D（ 前稱 NX CAE ）以 NX 平臺為建構基礎，與 NX CAD 共同使用時可以實現 CAD-CAE 無縫集成；玉柴利用其進行創新研發活動至今已有近20 年。
市場變化和挑戰
隨著汽車市場競爭不斷加劇，高質量、多樣化和靈活性已成為生產的關鍵特征。盧祥林和周陽春表示，不斷變化的市場需求不僅對企業戰略和決策有影響，同時也造成了很多產品開發問題和挑戰。
首先，個性化產品市場需求導致產品類別不斷增多。發動機開發涉及一系列 CAE 仿真和分析；同時，由于仿真工作貫穿整個產品開發過程，對 CAE 分析的需求和有限的分析資源之間經常產生沖突，導致無法及時向設計工程師反饋 CAE 分析結果。
不斷增加的系統復雜性意味著產品開發流程需要跨部門合作。但是，設計師和 CAE 分析師通常屬于不同的組織，而這些組織之間必須進行溝通、協調。 CAE 分析師提出改進要求后，設計工程師對設計進行相應的修改。這個過程不斷循環重復，致使 CAE 分析無法緊跟項目時間表，充分發揮其效能。
此外，玉柴過去也沒有廣泛應用 CAE 的傳統，只有少數 CAE 工程師利用其來執行仿真任務。大部分零件都沒有經過結構優化處理，而產品設計工程師對 CAE 的需求不斷增加。
在復雜的仿真模型準備階段，數據處理同樣存在很多問題。對 CAD 數據進行轉換、修復以將其導入 CAE 軟件的過程需要耗費大量的時間，而且模型非常容易出錯。
最后，CAE 團隊的任務極具挑戰性。他們通常無法立即開始進行分析，而是不得不完成一系列積壓的 CAE 任務。CAE 分析結果要到數天乃至數周之后才能傳到設計工程師手中。分析瓶頸導致無法與項目進度保持同步。有時候，設計未經 CAE 分析便直接進入了試生產階段。
值得信賴的合作伙伴，杰出的解決方案
2000 年初，玉柴開始引入 NX 軟件產品。現在，玉柴使用 NX 作為其設計軟件，集成 Simcenter 3D 的 C AE 功能，并使用Teamcenter® 軟件作為其產品數據管理(PDM) 解決方案。主要應用范圍包括產品設計、工程圖、模具制作和 CAE 分析等。隨著 Simcenter 3D 軟件應用的不斷推廣和深入，玉柴不僅緩解了市場需求和開發工作量之間的多種沖突，同時還有效縮短了產品開發周期，簡化了整個開發和設計流程。
在討論是否選擇Simcenter 3D 作為玉柴仿真軟件的過程中，盧祥林和周陽春根據實際經驗，對各種備選方案進行了分析和比對。出于多種考慮，他們最終選擇了Simcenter 3D。
由于設計師將 NX 作為CAD工具使用，而Simcenter 3D 也以 NX 平臺為建構基礎，這意味著他們不需要改變工作實踐就可以引入Simcenter 3D 。從使用 CAD 功能到執行CAE 分析，用戶可以實現無縫過度，全部在熟悉的 NX 界面中完成。用戶對軟件的高度熟悉促進了應用推廣。
Simcenter 3D 與 Teamcenter 無縫集成，使CAE 用戶可以直接從 Teamcenter 中讀取CAD 模型數據；相較之下，其他 CAE 軟件產品必須通過中間文件讀取 CAD 數據，并且很容易丟失 CAD 模型數據。
Simcenter 3D 軟件額外的開發和定制工作相對較為容易。 Siemens PLM Software 的專家提供細致的支持服務，包括一對一培訓和在線技術支持等。該軟件包括多個可用于客制化的應用程序編程接口（API），可以訪問內部對象。通過這些應用程序編程接口，用戶可以開發各種自動化程序，定制 NX 和Simcenter 3D 功能。此外，一個分步編程向導可以幫助用戶輕松開發額外的系統功能。
Simcenter 3D 具有強大的自動化網格劃分功能，完全無需第三方軟件的協助。擁有一百萬個自由度的模型，只需 10 分鐘便能完成網格劃分。整個過程簡單快捷，不同于其他網格劃分工具需要進行復雜的預處理。
自定義編程、優化和客制化
隨著業務的進一步發展，玉柴也改變了 CAE 的應用范圍，以滿足其業務需求。玉柴將CAE 工作分為兩個領域：“創新”和“成熟”。成熟領域負責解決大量簡單的重復勞動。NX 通過利用簡單易用的仿真模板實現了此類重復勞動的自動化；而這些模板是由 CAE 專家使用 Simcenter 3D 所創建，可以由設計師用來執行 CAE 分析指導流程。基于NX 和 Simcenter 3D 的編程功能，玉柴已經創建了三個 CAE 模板，供設計師使用。
NX 與 Simcenter 3D 還為玉柴帶來了另一項流程變更：設計工程師可自行對其所完成的零件設計進行分析，而無需將仿真工作轉移至 CAE 部門，亦無需等待或轉換模型，從而節約大量時間，并使得整個項目都能有效利用 CAE 分析。同時，設計工程師還能利用CAE 對多個備選設計方案進行分析，選擇最佳設計進行試生產。此舉的一大優勢在于，設計師對 NX CAD 模型進行修改后，Simcenter 3D 分析模型也會自動更新，使工程師能夠快速對多個設計進行比較。
此外，通過使用分析模板，設計工程師還可以將 CAE 分析技能用于零件的仿真分析。使用模板既不需要額外的技能學習，也不需要改變設計工程師的工作習慣。以工程師為主導的分析功能高效實用，與專家執行的 CAE 分析工作相輔相成。
盧祥林和周陽春強調道，隨著產品的不斷創新和發展，玉柴仍需實現每一計算流程的標準化，形成專屬的仿真流程和數據庫，打造公司的設計專長。公司計劃繼續深入開展自定義程序開發，讓專業仿真工程師可以專注于執行結果分析，為設計工程師打造更易于使用的工具。玉柴將與 Siemens PLM Software 緊密合作，持續增強能力，追求更高的成就。“玉柴以杰出的產品開拓市場，以優秀的質量贏取客戶，以創新推動未來發展，”盧祥林說。“ 在 Siemens PLM Software 的大力支持下，我們的未來必定將更加美好。”
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