安徽合力叉車研發部新技術研究所CAE室主任 李戈操
e-works:請簡單地介紹一下貴公司本次精益研發大賽的參賽產品。
李戈操:合力叉車參加本次精益研發大賽的產品是K系列2-3.5噸內燃平衡重式叉車。K系列2-3.5t叉車是根據安徽合力股份有限公司市場需求在2011年開發的新一代高性能、環保型內燃平衡重式叉車,整機可靠性高、操縱舒適方便、轉向靈活,主要技術指標達到國內同類產品先進水平。自2012年元月份批量投放市場后,逐步得到用戶青睞和認可,截止2012年9月20日已累計銷售近萬臺,預計2012年全年將銷售13000臺。
e-works:在K系列叉車研發過程中應用了哪些精益研發相關技術?
李戈操:首先,我們在整個設計過程中貫徹三維建模的理念,用Solidworks軟件建立了叉車整機及其零部件模型,整車外觀采用Solidthinking進行渲染模擬初始方案供選擇。其次,大量運用CAE仿真軟件來縮短整車開發周期,包括整機及主要零部件CAE分析、NVH性能分析,通過仿真分析技術的應用,優化并提升了整車的性能、減少試驗的次數。變速箱和驅動橋殼體等復雜零件采用UG/CAM編程加工,提高加工精度。最后,整機所有技術文件全部采用PDM系統進行管理。
e-works:在貴公司的參賽材料中對CAE技術進行了詳細的介紹,能談談您所在的CAE團隊和CAE技術在貴公司應用的具體情況嗎?
李戈操:公司技術中心技術力量雄厚,是一支集科研、產品開發、試制、試驗為一體的年輕的團隊,技術中心設有11個職能研究所、1個專門工作室和1個中試基地。擁有工業車輛安徽省重點實驗室、中機聯叉車工程研究中心、安徽省工業車輛傳動系統工程技術研究中心,各所室之間協同工作支撐產品研發。其中一個研究所為新技術研究所,主要負責產品的CAE分析及試驗、液壓、傳動系統研究等。我們CAE團隊于2008年6月正式成立,目前共有10個人。在成立之前我們就組織了一個調研小組進行CAE軟件調研,同時選擇了ANSYS和Hyperworks兩款軟件�,F在主要負責零部件結構的強度剛度分析、疲勞分析、沖擊分析、結構優化、多體動力學分析、人機工程分析,此外與LMS公司合作,通過結合CAE仿真與試驗測試進行叉車的NVH分析。值得強調的是此前NVH分析主要是在乘用汽車領域,近年來叉車等工業車輛的操作舒適性逐漸得到重視,新的國家標準增加了對NVH性能的要求,所以現在我們也特別關注叉車的NVH性能。
我們大量地運用CAE仿真軟件來縮短整車開發周期,包括整機及主要零部件CAE分析、NVH性能分析,人機工程分析等。
(1)在產品研發過程中大量運用了主要零部件的強度分析技術、道路譜疲勞分析技術、拓撲形貌優化等先進的設計手段,巧妙地設計叉車結構,合理地布置和使用材料,在保證卓越性能的基礎上降低了整車重量。同時在機構設計、安全性、熱管理、制造過程中也引入了CAE技術,開展了多體動力學分析、護頂架沖擊分析、發動機艙熱分析、沖壓過程仿真分析等,大大提高了產品性能,減少了試驗的次數,加快了研發周期。
(2)NVH技術應用側重于工業車輛性能品質的提升,借助計算機輔助技術和先進方法手段大幅提高了NVH技術應用能力。如整車級及部件級的模態規劃設計仿真和測試、進排氣系統的設計分析及測試、振動噪聲源的識別、振動噪聲問題的診斷和處理等都廣泛應用先進的信息技術。
(3)在叉車的人機工程設計及校核中,綜合考慮整車的主要性能參數、尺寸參數、車身布置及結構形式,對六個方面進行校核:駕駛舒適度分析、視野校核、操作空間校核、手腳觸及性校核、操作力校核及上下車方便性校核。
e-works:CAE仿真技術的應用給合力叉車帶來了哪些幫助?
李戈操:CAE技術的引進帶給我們的幫助是很大的,以前產品設計中的很多問題根本沒有手段去發現并解決,都是等產品做出來之后通過試驗,或者用戶反饋才發現問題。幾種設計方案出來之后也沒有方法去評價,只能通過老工程師的經驗來辨別好壞。現在運用CAE技術之后可以盡早發現問題并優化解決,一邊設計一邊仿真發現問題并修改,大大的節省了產品研發的時間和成本,也能保證產品質量。我們CAE團隊以前主要是在產品后期質量反饋或是產品三維模型出來以后做CAE分析,來與老產品進行性能對比,等發現問題之后再又重新修改設計,造成了巨大的工作量。所以后來逐漸改進,盡可能在產品設計早期的概念設計階段就引入CAE分析,實現設計仿真一體化,進一步縮短產品研發周期。
為了驗證CAE仿真結果的可信度,我們現在也引入了試驗對標的項目,通過試驗來評價CAE仿真結果。大體上仿真結果與試驗結果是比較吻合的,雖然也出現過仿真結果不可用的情況,但是這也是一個CAE技術慢慢成熟的過程。隨著仿真知識經驗的慢慢積累,以后我們的仿真流程會逐步走向規范化,標準化。
e-works:請結合合力叉車的實際情況,談談您對精益研發的理解。
李戈操:叉車零部件的三維建模、大量CAE仿真以及各種CAM先進制造方法等精益研發技術的應用使我們產品和各關鍵零部件的開發周期大大縮短,產品的制造成本、用戶的使用維護成本都得以大大減少。精益研發理念和相關技術的導入和固化,可以大程度地提高公司的產品創新能力、精益制造能力和客戶服務能力,為企業和用戶創造更多價值。
安徽合力叉車“精益研發”作品:K系列2-3.5噸內燃平衡重式叉車
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本文標題:設計仿真一體化,驅動合力叉車精益研發