通过虚拟样机取代物理样机实现虚拟制造
——访北京伊萨科技发展有限公司副总经理资小务先生
ESI集团作为世界领先的虚拟工程软件及服务供应商,在材料物理学领域具有深厚的技术积累,并研发出了一整套仿真解决方案帮助工业制造商通过虚拟样机取代物理样机,实现了虚拟性能、虚拟制造及测试和未来在研产品的预验证。ESI产品涉及虚拟性能、虚拟制造、虚拟环境三个大类。通过与最新科技相结合,虚拟样机概念已经扩展到了产品性能生命周期管理,主要强调产品从开始使用到服役期结束整个生命周期中的运行性能。如今ESI集团的客户遍布各个行业,全球共有1200多位高水平的专家为40多个国家和地区的客户提供技术支持。
ESI中国自2006年成立以来,充分发挥集团技术优势,整合全球先进工程经验,向中国用户提供成熟的虚拟仿真解决方案,帮助企业实现从研发、实验,到制造工艺,直至成功量产交付使用。通过对虚拟样机的不断优化,大大降低成本并缩短研发周期,极大提高产品的竞争优势,并逐步减少用户在产品研发过程中对物理样机的依赖。ESI得到本土企业的认可与支持,实现在多个领域广泛应用。经过14年的努力,ESI 的产品性能生命周期管理(Product Performance Lifecycle Management)已经广泛应用于航空航天、汽车、船舶、机械、国防、机车、能源、冶金、电子及科研教育等行业。ESI在北京、上海、成都共设有三家分支机构,全面开拓中国市场。
为进一步了解ESI中国的发展成就,记者专程采访了北京伊萨科技发展有限公司副总经理资小务先生。
资小务副总经理介绍说:“相比5年前采访,现在我们做的虚拟样机,面临更大的变革。首先是仿真方面,以前企业做产品时会采用很多物理样机,这些年我们用虚拟样机慢慢替代了物理样机,降低了成本,缩短了研发时间,模型也可再利用。但同时现在客户的需求和发展非常快,主要有两个大的趋势。一是,数字转型发展在欧美包括在中国都很快。数字转型不管是研发手段数字化,还是整个企业数字化,企业从经营管理甚至到内部的高层决策,都会基于数字化做决策。以前的信息化利用和管理在今天已经发生改变,今日的数字化,以ESI的角度来说,数字化仿真就是通过科学参数定义产品。虚拟样机就是这样的一项技术,比如汽车或飞机我们通过数字化手段来管理,包括它的控制系统、每个零部件、每一个性能,全部都可以通过数字化来定义,这是一个深刻的变化。二是,客户现在不太关心你用什么样的工具,而是要求你能够提供一个有效的解决方案。这是对我们很大的一个挑战。这就要求我们要有过硬的专业知识和丰富的工程经验,这也是一个很大的变化。ESI具备两大优势,第一,有来自欧美的领先技术;第二,ESI不是一个卖产品的公司,我们天天想的是创新,基因里就是一个技术型创新的公司,提供的都是非常专业的解决方案,解决某些特定的工程问题。比如,针对智能制造我们有很多解决方案,像铸造、焊接、钣金成型、3D打印、机械加工等领域,我们都有很独到的专业的解决方案。并且基于技术团队非常丰富的工程经验,进行自主创新,帮助客户开发了13项自主、本地化自主知识产权,如钣金工艺参数数据管理、复合材料成型工艺知识管理、航空材料工装数据管理、制造工艺仿真系统等。”
数字化是智能化的基础。数字化双胞胎可以打通企业价值链端到端的经脉,在计算机软件和数据平台中对实际产品的设计、规划和生产过程进行数据镜像和仿真,以提高制造企业产品研发、制造的生产效率,从而支持企业进行涵盖其整个价值链的整合及数字化转型,为各个环节打造一致、无缝的数据平台,形成基于模型的虚拟企业和基于自动化技术的实现企业镜像。ESI集团构建的混合孪生Hybrid Twin 解决方案融合了仿真分析、材料物理特性以及大数据分析,能够帮助制造商实现产品的智能化和互联化,并且提供产品性能预测以及预判性维护的功能。
资小务副总经理强调说:“这些年我们在面对问题的同时也在转型。我们将虚拟样机加上了创新的元素,比如混合孪生技术,客户的需求最早是从关心初始的产品设计性能,到现在发展到要求对整个产品全生命周期的性能进行有效的管理和预测,从而就产生了混合孪生解决方案。我们还给传统工业动力系统做了很多创新,提供创新的解决方案以帮助航发集团解决其面临的制造缺陷、制造的工艺优化、工艺的验证等问题。在汽车领域,我们服务的公司非常多,主要在汽车碰撞安全方面ESI有很强的解决方案,现在国内汽车厂商已基本不用做整车碰撞的物理试验了,它可以在虚拟样机环境下利用ESI的技术完成全部包括假人的伤害评估在内的虚拟碰撞实验,基本替代了整车物理碰撞。在汽车工业领域,ESI同时也做了很多锂电池包的碰撞。电动车的发展中存在的一个很大问题是电池安全问题,碰撞之后能量集中,容易起火甚至爆炸和短路,这是很危险的。我们和清华大学合作,共同研究所有消费者都非常关心的电池安全问题,未来会开发数字化电池建模系统和碰撞安全的评估系统。我们和戴姆勒奔驰的供应商——中美合资公司Farasis合作,成为它的技术供应商。中车唐车也是我们的客户。”
“除此之外,ESI还与同济大学、北京交通大学、中科院力学所合作,并在2016与华为建立了战略合作伙伴关系,用有效的CPU资源能得到很高的一个计算效率,帮助客户节省成本。今年,我们与紫光云以及泰瑞数创建立战略合作,决定共同为三维实景中国提供具有物理属性的地理信息,助力中国地理信息产品的新发展。国土资源部及行业内数十家科研院校及同行见证了这一历史时刻,非常肯定仿真对数字(混合)孪生的地理信息产品产生的价值,期待这次战略合作引领地理信息的新发展。可以说,仿真技术就是数字孪生的价值基础。”
谈到未来的发展规划, 资小务副总经理充满信心,他表示:“现在中国的经济发展和技术创新能力都非常活跃。ESI集团很关注并看好中国市场,很多领域都非常领先,且具备完善的人才储备。现在我们提出的需求总部会很认真地听取和对待。我们也在转型期,思考怎样跟中国的自主研发、自主知识产权结合,怎样通过一些新的技术和中国企业的技术相融合,这是我们在考虑的一个可持续发展方向。在人工智能方面,会和华为、浪潮继续加强探讨与合作。今后还会继续加大对中国高校和顶尖研究机构的投资。”