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全球专家齐聚北京,ESI用户峰会主推混合孪生

2018年6月19日             作者:e-works王阳       
关键字:ESI  航发伊萨  
ESI虚拟仿真解决方案广泛应用于航空、航天、汽车和船舶等领域。截止目前,ESI为国内多家大型工业企业提供了可视化的虚拟仿真解决方案,并成功应用于产品设计、制造、服务各个阶段。

  6月14-15日,2018年ESI中国用户峰会在北京举行。ESI集团9位董事会成员中的4位,以及来自总部的20多位高层和技术专家与会,这是ESI集团进入中国18年来,首次派出如此豪华的专家团队出席中国用户峰会。

   ESI集团成立43年以来,一直围绕为制造业提供全面而先进的仿真技术而努力。ESI中国首席运营官及航发伊萨董事崔志敏在开幕致辞中介绍,在过去两年时间里,ESI在原有产品和解决方案基础上,结合原有的产品建模技术,以及通过并购不断完善的大数据分析、机器学习、云计算等创新技术,针对性地提出了产品性能生命周期管理(PPL)和混合孪生战略。

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ESI中国首席运营官及航发伊萨董事崔志敏致辞

从PLMPPL(产品性能生命周期)的演进
      在数字化转型背景下,智能互联的产品正成为大势所趋。ESI集团首席运营官Christopher St John在主题演讲中提到:在工业领域数字化转型的进程中,企业不仅仅需要关注产品本身,还要聚焦于产品服务和产品体验。这一趋势给产品研发注入了全新的诉求。

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ESI集团首席运营官Christopher St John发表演讲

   从仿真的角度来看,CAE1.0和2.0时代主要专注于产品设计和分析验证;随着HPC(高性能计算)技术的发展,CAE技术逐渐步入3.0时代,涵盖多学科和多物理场的虚拟样机成为可能,CAE技术可以覆盖从产品设计到产品制造的全过程,并通过虚拟样机代替物理样机进行研发、测试。
      但此时的仿真还没有影响到产品全生命周期的前端。随着CAE4.0阶段的到来,企业逐渐在研发的早期应用仿真技术,对产品性能进行建模、仿真。
       ESI随之提出了产品性能生命周期的管理(PPL)。
      从PLM到PPL,仿真技术需要在虚拟样机中融合传感器、物联网等技术,要加入对运行数据的分析、仿真,在设计的时候就可以对交付后的运行状态进行仿真,从而洞察产品的性能,并对产品进行持续的改进。
      作为CAE领域泰斗级人物,Christopher早在1968年就参与NASTRAN CAE系统的开发。Christopher在接受媒体采访时指出:“传统的产品生命周期管理PLM正在向产品性能生命周期PPL发展,ESI集团将为用户提供了一个覆盖虚拟研发工程、制造、服务完整过程的平台,结合虚拟现实沉浸式环境等众多新技术,帮助多个专业的工程师做出正确决策。”
      在Christpher看来,ESI的沉浸式虚拟工程平台连接了需求、设计仿真、零件设计、工艺设计、子系统零件验证、系统验证、发布、运营等各个阶段及其团队,可以对锻压、冲压、连接、焊接、铆接等工艺过程进行仿真和验证,由此得到与真实产品非常接近的结果。

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ESI基于CAE4.0的解决方案图谱,不断完善AR、大数据、机器学习、云计算、物联网等技术

ESI主推混合孪生(Hybrid Twin
     基于产品性能生命周期,ESI提出了混合孪生的理念。
      当前的产品正变得越来越智能和互联。以汽车为例,如今的汽车安装了大量摄像头、雷达、天线等,并通过物联网连接起来,传感器以指数级方式增长。这就要求产品本身要有处理能力,能感知周围的环境变化,及时做出决策。在无人驾驶、新势力造车一系列趋势下,汽车变得越来越智能化,这要求其研发过程中的产品工程和数据管理出现新的演进。
      Christopher指出,在这样的背景下,产品研发正在发生改变,从传统的产品设计和分析验证,发展成为以虚拟原型(数字样机)替代物理原型,从而实现设计和制造过程的全数字化;既有三维模型也有物理模型,通过采集物理模型中传感器的数据,以真实数据对三维模型的变化和物理模型变化进行对比,并不断迭代,实现混合孪生。
      不断采集产品运行过程中的真实数据并传回给数字模型,通过数据的反复迭代来改善产品设计。这是混合孪生强调的精髓。
      以发动机的研发为例,以前在发动机研发中需要对所有的环节包括材料、部件等全部进行物理试验。有了混合孪生技术之后,工程师可以先在计算机上完成虚拟的仿真和试验。
      基于最初的虚拟发动机模型,通过在实际试验收集的运行数据,反馈到混合孪生的系统中,并不断修正初始的模型。随着运行时间越来越长,这个模型会越来越准确。后面的试验会逐渐减少,这个发动机也会越来越精确。
      在这个过程中,混合孪生产生的产品性能生命周期的相关数据,结合大数据和机器学习技术,可以进行一系列有价值的预测和分析。譬如以前的设计方案中,发动机每运行200小时就需要返厂大修,借助发动机的混合孪生,可以随时监控它的状态,如果飞了200小时之后,发现其各个状况运行良好,则可以继续执行;如果只飞了100个小时就发现问题,也需要进行维护维修。

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基于混合孪生的产品性能生命周期管理

携手中软国际推动制造业智能升级

   在ESI中国用户峰会召开的前两天,ESI集团与中软国际达成战略合作,双方将充分利用云计算、大数据和互联网平台的优势,将ESI集团在工业仿真领域的技术与中国广阔的制造业市场进行深入连接。双方强强联合、优势互补,通过云端部署虚拟仿真技术,推动更多制造企业实现智能升级。
      面对国家战略性工业发展规划为制造业带来的智能化机遇,中软国际推出了工业互联网平台“蜂巢(Honeycomb)”,为制造企业提供转型升级整体解决方案。该平台与中软国际“工业诊断云”(制造业全科医生)、“解放号”(生态聚合平台)共同构成中软国际智能制造产业生态“黄金三角”,在助推企业转型升级的同时,创造性地使企业研发投入获得价值变现能力,进而促进智能制造产业良性竞合生态的形成和智能制造领域自主可控技术研发的可持续、高效发展。
     ESI集团与中软国际合作,将结合其“蜂巢(Honeycomb)”平台进行优势资源整合,共同搭建专属的公有云应用平台,把作为工业4.0变革核心组成部分的ESI虚拟仿真解决方案,通过云端部署向更多中国制造企业输出,推动智能制造新技术普惠。
     除此之外,ESI集团还将与中软国际共建智能制造研究院,共同推进建立混合孪生、虚拟制造等研发实验室,持续保持对新兴技术方向的投入,以加速工业智能化创新落地和新一代智造专业人才的培养。双方将共同面向新的应用领域,拓展数字孪生城市的建设布局。

ESI在中国
      在中国,ESI虚拟仿真解决方案广泛应用于航空、航天、汽车和船舶等领域。截止目前,ESI为国内多家大型工业企业提供了可视化的虚拟仿真解决方案,并成功应用于产品设计、制造、服务各个阶段。
      ESI与国内的汽车企业合作,参与新车型的开发、助力国内的自主研发和新能源汽车的研发,为造车新势力提供关键的研发技术。
      在船舶行业,ESI与701所合作,开展大数据分析在工业领域的前沿应用,譬如在江南造船厂,在高效焊接和工艺优化领域合作;与国内知名的钢铁企业开展全工艺流程的计算材料性能研究;与中车集团株洲电力机车合作,以人为中心的虚拟现实技术应用于其产品研制中。
      在崔志敏看来,ESI在中国已经不仅仅是虚拟产品解决方案的供应商,也作为咨询服务专家不断为行业和用户提供服务,品牌认知度也在不断提高。
      另一方面,ESI在中国持续开展高校合作计划。包括与北京交通大学,基于混合孪生探索电池全生命周期性能的管理;与清华大学开展在电动车电池碰撞安全仿真领域的合作。  
      2017年,ESI与华为集团联手共建CAE共有云。根据华为和ESI签署的合作备忘录,双方将在德国慕尼黑建立联合创新中心,基于ESI的工业仿真测试应用和华为领先的IT产品及平台进行云及高性能计算解决方案验证及联合创新工作;在中国杭州设立全球体验中心,为客户提供最新的产品体验和服务培训;此外,双方还达成在全球市场的一系列项目合作意向,共同推广和交付创新的基于云及高性能计算的产品研发和仿真解决方案,为全球客户提供应对指数级技术增长形势带来挑战的创新研发技术。

      更值得一提的是,在中国航发集团的支持下,ESI仿真技术极大地应用于产品设计和产品生命周期中,作为ESI集团与中国航发北京材料研究院共同打造的航发伊萨,立足于中国航发,持续服务中国国防工业,为相关企业在系统建模仿真、鸟撞分析、可视化装配仿真、制造工艺仿真、航空钣金流程模板开发,制造仿真专家系统,仿真数据管理系统等领域,及集团私有云定制服务提供先进的解决方案。
      崔志敏告诉记者,“对于ESI中国来说,如何抓住中国制造2025的新机遇,推动制造业的智能转型?如何帮助企业提升创新能力,如何为企业提供智能制造技术和数字化工厂相结合的技术?如何将ESI集团在虚拟仿真领域积累的40多年的经验传递到中国来,推动中国企业在信息化和工业化的融合?这些都是ESI在思考的地方,也是正在努力的方向和目标。”

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ESI在中国的解决方案和服务通过ESI China和AECC落地

责任编辑:王阳
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