信息化环境下的加工制造CAE仿真技术应用

   以信息技术为代表的现代科学技术的发展对机械加工工业提出了更高、更新的要求，随着制造业信息化应用的不断深入，机械加工工业将同新技术和新兴产业的发展共同进步。CAD/CAE/CAM技术已成为先进制造企业信息化发展的重要内容，CAE的发展也逐渐占据了产品设计与制造的高端位置。采用有限元CAE软件，可提高大型、精密、复杂、长寿命产品的设计制造水平，对于企业来说，CAE无论是从产品品质的提高、交付周期的缩短、研发成本的降低等方面都可增强企业的核心竞争力。

    随着企业应用的深入，仿真技术的应用已不局限于产品研发过程中的模拟与分析，生产制造环节的工艺仿真也有着举足轻重的作用。在中国许多传统制造行业，制造工艺约束产品创新的情况很是普遍。国产的绝大多数工业品，从设计上可以满足要求，但是加工制造出来后，往往质量较差，不能与国外同类产品竞争。因此，加工工艺的优劣及产品的成形质量是制造企业必须要考虑的问题。工艺CAE软件，可以尽早进行产品工艺设计和虚拟试验与制造的迭代，获得最好的加工方式、高成功率的试验以及最合理的制造装配模式，对保证产品质量、提高生产效率、降低成本等方面都具有巨大的价值。

图1 传统设计与计算机模拟的对比

安世亚太制造工艺CAE仿真解决方案

    为了能更加全面的帮助企业构建仿真能力，与制造业的业务结合更加紧密，安世亚太的仿真业务正从传统的工程仿真服务延伸到制造工艺仿真领域，更有针对性地帮助企业打通任督二脉，降低产品从设计仿真到生产制造的实现难度。另一方面，制造工艺的提升有可能给产品创新设计带来更大的空间，为中国制造注入更多创新的活力。

    据了解，加工制造方法主要包括铸造、锻压、冲压、特种成形、切削及热处理、注塑等工艺。安世亚太金属机械加工工艺一体化仿真平台几乎囊括各类金属的多种成形工艺分析，包括铸造、锻造（自由锻、模锻）、特种成形（旋压、电磁成形）、轧制、挤压、机加工、拉拔、热处理、冲压、成本优化、注塑、浇注、压延等。由Deform、Deform-HT、Novacast、Dynaform、PlanetsX所构成的工艺仿真体系能够为企业提供全方位、全工艺的数值模拟分析方案。实践证明，将工艺模拟引入加工制造在提升产品质量、降低工艺定型周期、节省材料成本等方面有着显著的经济效益。

图2 安世亚太金属加工工艺一体化仿真平台

工艺仿真技术应用：前景广阔

    目前从国内情况来看，对于绝大多数企业而言，对产品设计的关注程度要远远优先于产品加工制造工艺的关注程度，重设计轻工艺已经成为国内各大企业提升产品质量的制约。而在欧美日等国家，工艺模拟很早就引入加工制造环节，经过几十年的广泛应用也已经达到成熟的阶段。例如，日本很多中小型加工制造业都在使用工艺分析软件来提升技术水准和产品质量，而国内则相对缺乏。近几年，随着CAE软件的应用和推广，部分大型制造企业也已经逐渐开始引入工艺分析软件，在一些产品及行业中得到了广泛认同，包括航空航天、军工、兵器、汽车、家电、电子通讯、日用品等行业。

    工艺CAE软件，关注加工工艺过程和产品成型的物理现象，基本无需对力学及有限元理论进行深入的了解和掌握，且工艺软件根据各工艺的特点进行专业化的分析方法的开发，使得操作更为简便和傻瓜化，便于工艺设计人员使用，也更容易得到推广。随着我国工业化和信息化、信息技术和制造技术的深度融合，以及我国制造强国目标的推进，工艺仿真技术必将获得更大的发展和应用空间。