工程咨询公司借助 Simcenter 将仿真预处理时间和项目周转时间分别缩短 50% 和 30%

错过交期且成本超支

Design Automation Associates, Inc. (DAA) 致力于为航空航天、自动化、工业机械、消费品和造船业等行业的客户提供机械工程和分析自动化软件咨询服务。DAA 由 United Technologies 的三名前工程师于 1995 年创立，现已发展成为拥有 20 名员工的机构，为各种规模的工程项目提供强大支持。

通过以尽可能低的成本及时交付项目，DAA 建立起自己的声誉。但是，在近期承接的 CIGNYS（一家位于密歇根的精密制造公司）的项目中，公司声誉受到了一点威胁。“对于 CIGNYS 来说，DAA 是可信赖的服务供应商，但近期一个军事项目的分析问题导致我们错过交期，且项目成本超支，”CIGNYS 执行副总裁杰夫·谢拉戈夫斯基 (Jeff Shelagowski) 指出。

该项目要求 DAA 对 CIGNYS 正在开发的一种新型军事移动装置执行压力分析。项目要求确定移动装置是否能够承受因降落伞着地而引起的应力和变形。DAA 一反常态，在该项目上遇到了难题，时间和成本明显超出预期。

“尽管 CIGNYS 及其客户通过 DAA 提供的每日更新和透明度理解了我们经历的软件困境，并给予了极大的支持，但我觉得我们好像让客户失望了，”DAA 的总裁兼首席执行官约翰·兰伯特 (John Lambert) 指出。“随之而来的是匆忙的补救过程，包括增派多名分析师连夜赶工甚至周末加班。结果导致成本超支，并使客户对我们公司的预见和控制问题能力产生了质疑。”此外，撤走其他项目的工程师并放到 CIGNYS 项目上，这也增加了 DDA 的资源压力。

尽管 CIGNYS 对此项目不满，但是他们和 DDA 之间的整体关系依然很牢固。因此，CIGNYS 又给了 DAA 一个类似的移动装置项目，让他们有机会挽回公司一直以来的良好声誉。DAA 不想抱任何侥幸心理，开始寻找一种能够消除一切潜在问题的解决方案。

过长的仿真预处理时间

在深入调查项目超支的原因之后，DAA 清楚地认识到，构建运行仿真所需的分析模型花费了过多的时间。通常，仿真预处理是整个仿真过程中耗时更长的一个环节。分析师需要修复和/或移除几何体中不必要的细节和特征，在每个几何体组件上构建网格，创建每个组件之间的连接，然后添加载荷与边界条件。

DAA 注意到分析建模阶段所花的时间远远超出预期。例如，第一个移动装置的大量几何体均由薄壁截面组成，这意味着分析模型需要二维网格。为了创建网格所需的表面，DAA 工程师必须先创建实体几何体的中面。这项任务的复杂性在于需要修剪和拉伸多达 100 个生成的曲面才能将网格连接在一起，才能使网格在解算器中运行。仅完成此过程就用了 12 小时。

利用 DDA 现有的计算机辅助工程 (CAE) 工具，第一个移动装置项目整个预处理阶段的一次迭代就花了整整 63 个小时。这其中还不包括处理任何设计更改的时间。当 CIGNYS 希望 DDA 评估提议的几何体更改如何影响性能时，DDA 的工程师几乎花了与重新构建分析模型同样多的时间来表示这种设计更改，然后才能进行仿真并评估变更结果。

所有这些过程加在一起，导致的结果就是，只是准备仿真模型这一步，所要求投入的时间和资源就已到了让人无法接受的地步。这挤压了原本打算用于评估结果并考虑设计更改（有助于为 CIGNYS 交付更优质产品）的时间。

Simcenter 3D 使分析建模速度提升一倍

为了控制仿真过程并避免重复上个项目的问题，DDA 决定使用 Siemens Digital Industries Software 的 Simcenter™ 软件作为仿真预处理和实际结构分析解决方案。DAA 观看过许多示例，充分了解 Simcenter 3D 强大的几何引擎如何潜在改进分析建模过程中的简化特征、中面处理和连接阶段。

西门子全球技术支持中心 (GTAC) 帮助 DDA 工程师快速上手，了解如何使用工具。DAA 借助 Simcenter 3D 很快就节约了大量时间，效果立竿见影。“利用 Simcenter 3D 工具，我们仅需一个命令即可删除低于特定大小的孔和半径，”DAA 机械工程师布赖恩·卡里根表示，“这大幅缩短了预处理时间。”

与上一项目使用其他分析预处理器需要 12 小时相比，利用 Simcenter 3D，DAA 还能够将中面处理时间缩短到仅 1 小时。DAA 工程师之所以能够节约这么多时间，原因就在于他们无需借助原有工具所采用的方式来拉伸和修剪中面。借助 Simcenter 3D 中的嵌入式结构分析解算器 Simcenter™ Nastran® 软件，工程师们能够在指定的公差范围内将所有节点的边和曲面粘在一起。通过结合使用 Simcenter 3D 强大的几何体预处理能力和 Simcenter Nastran 特有的连接方法，DAA 将模型中面处理时间缩短了 92%。

通过使用 Simcenter 3D，初始仿真预处理步骤的速度是使用原有仿真工具的两倍。如果考虑设计更改，整个过程的速度提升幅度还会更大，这是因为使用 Simcenter 3D 后，分析模型已与几何体相关联。这意味着，如果工程师需要调查特征变化如何影响性能，则仅需更改基础几何体，然后使用 Simcenter 3D 更新现有有限元分析 (FEA) 模型即可，所需的手动干预极少。通过这种方式，有助于更快速地完成设计-分析迭代，DAA 工程师可以抽出更多时间与 CIGNYS 设计团队紧密协同，做出更明智的工程决策，而不必把时间耗费在执行分析建模上。

提升客户满意度

DAA 不仅明显缩短了当前项目的分析时间，而且还敏锐地发现了未来 CIGNYS 项目中类似的缩短时间的机会。重要的是，通过使用 Simcenter，还帮助巩固了 DAA 与客户之间的关系。“DAA 采取了实际有效的步骤向 CIGNYS 证明，未来的项目成本将会更低，且解决方案的不可靠和不可预测风险也会大大降低，”谢拉戈夫斯基表示，“借助 Simcenter 所提供的强大功能，我们直接实质性地解决了这两方面的问题。”

此外，通过这个项目，DAA 确信，Simcenter 3D 将能在未来的工程项目中为其他客户带来优势。“对于任何一个成功的项目，其核心都在于前期计划和成本估计的可靠性，”兰伯特说道。“任何加剧不确定性以及限制灵活性的因素均会损害项目以及组织的业务绩效。借助 Simcenter，DAA 在减少不确定性和增加灵活性方面取得了显著成效。”