Ambientes de Simulação de Engenharia Moderna Maximizando o valor dos seus investimentos em CAE

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1 ! Ambientes de Simulação de Engenharia Moderna Maximizando o valor dos seus investimentos em CAE Outubro de 2011 Um Relatório CIMdata

2 Ambientes de Simulação de Engenharia Moderna Maximizando o valor dos seus investimentos em CAE Outubro de 2011 Produzido por CIMdata, Inc. CIMdata, Inc Research Park Drive, Ann Arbor, Michigan Tel: +1 (734) Fax: +1 (734) CIMdata é uma Marca Registrada da CIMdata, Inc. Copyright 2011 pela CIMdata, Inc. Todos os direitos reservados.

3 Ambientes de Simulação de Engenharia Moderna Maximizando o valor dos seus investimentos em CAE As indústrias de manufatura de hoje estão sob a pressão contínua de entregar mais rápido produtos mais inovadores e competitivos. Conforme aumenta a complexidade do produto, o uso de Computer-Aided Engineering (CAE) também está aumentando porque a simulação, tanto dos componentes como dos sistemas completos, é necessária para entender e validar o comportamento do produto e tomar decisões de projeto informadas mais rapidamente. Os engenheiros precisam prever e validar o comportamento do produto o mais cedo possível no ciclo de desenvolvimento. Eles também precisam colaborar entre equipes multifuncionais espalhadas pelo mundo. Este artigo apresenta os desafios que as empresas enfrentam na seleção e implantação de ambientes CAE adequados, modernos e produtivos, em organizações relevantes que usam o CAE para alcançar benefícios colaborativos de negócios, define os elementos essenciais necessários de tais ambientes, e descreve como o NX CAE da Siemens PLM responde a essas necessidades. 1. Introdução O complexo mercado global de hoje está desafiando as empresas a se tornarem mais inovadoras a fim de manter a sua competitividade. As empresas estão buscando continuamente novas e melhores formas de abordar seus mercados com produtos inovadores que capturem a imaginação de seus clientes e ao mesmo tempo cumprir as normas cada vez mais rígidas. As empresas perceberam que permitir aos seus designers e engenheiros entender o comportamento funcional do que eles estão projetando de forma mais rápida e completa é um componente chave para o sucesso do desenvolvimento de produtos inovadores e competitivos no prazo. Para isso, as empresas precisam de ambientes de CAE - Computer- Aided Engineering ( Engenharia Assistida por Computador) que capacitam seus analistas e tornam sua organização CAE mais ágil e produtiva. Klaus Oesterschulze, CIO da Siemens Industry Group disse que a complexidade é o maior desafio de hoje. A quantidade de informação digital aumenta dez vezes a cada cinco anos e que isto está retardando o progresso. Como as empresas lidam com a complexidade, observou Oesterschulze, elas não estão construindo, criando e inovando. Elas estão apenas gerenciando. Para ter sucesso, isso tem que mudar! O velho paradigma de concepção de produtos e teste de protótipos físicos é muito lento para acompanhar a pressão de hoje devido tanto à complexidade crescente do produto como à necessidade de um tempo mais rápido de lançamento. Para enfrentar esses desafios, as empresas estão se voltando cada vez mais para o CAE. A crescente complexidade dos produtos está demandando melhores ferramentas CAE, ambientes, processos e gestão de informação de engenharia relevante dentro da empresa como um todo. A realidade é que, hoje e no futuro previsível, a maioria das implantações de soluções de CAE inclui aplicações de múltiplos fornecedores de tecnologia. Estas aplicações precisam ser integradas entre si para apoiar os processos CAE de ponta a ponta e a análise multidisciplinar necessária para simular e validar integralmente produtos complexos. Sem melhorias em ferramentas CAE e gestão, recursos adicionais deverão ser investidos para manter e facilitar o uso combinado eficaz de ferramentas de simulação em silos (as chamadas melhores soluções pontuais da categoria ). À medida que o debate em curso sobre a integração, a partir de um único fornecedor versus melhor da categoria de vários fornecedores continua, analistas e seus gerentes precisam de um ambiente comum, onde a integração perfeita de seu pacote preferido de ferramentas esteja disponível independentemente do fornecedor dos componentes. Além disso, as empresas querem simplificar seus ambientes CAE usando aplicativos e soluções baseadas em tecnologias comuns ou tendo um paradigma de interação de usuários comum e sem emendas, trabalhando em um modelo CAE geométrico estruturado comum. Siemens PLM NX CAE Um Relatório CIMdata Página 1

4 Este artigo descreve os principais desafios enfrentados por usuários finais CAE e seus gerentes, a necessidade e as características de um ambiente CAE moderno e eficaz, e descreve como o NX CAE da Siemens PLM aborda essas necessidades. A pesquisa para este trabalho foi patrocinada pela Siemens PLM Software. 2. CAE Hoje Nas últimas quatro décadas o CAE tem progredido ao longo dos sete passos em direção a um retorno mais completo conforme apresentado na Figura 1. O passo 1 sempre foi o requisito fundamental para qualquer uso prático do CAE. Enquanto a maturidade do CAE varia dependendo da indústria, as principais indústrias que adotam o CAE, como a aeroespacial, automotiva e de máquinas turbo ou pesadas atualmente encontram-se em algum lugar entre os Passos 4-7 com problemas pendentes resultantes dos passos 2-3. É claro que as necessidades das indústrias não são estáticas. Conforme os usuários e sua gestão desenvolvem familiaridade e utilização efetiva, de qualquer geração atual de CAE, encontram limitações funcionais e têm uma visão quanto à funcionalidade adicional de que precisam. Devido a esta evolução contínua, a importância relativa de solucionadores (solvers), pré e pós-processamento, comunicação e colaboração, gerenciamento de dados e captura de processo de simulação, gerenciamento e reutilização mudaram ao longo do tempo. CAE está evoluindo de um conjunto de ferramentas de caixa preta para pessoas altamente especializadas para um ambiente de produtividade coletiva que oferece vantagens competitivas estratégicas para o negócio através do apoio de um projeto baseado em simulação. Essa mudança ocorreu por superar os obstáculos do passo a passo, conforme descrito na Figura 1 e tem aguçado e redefinido as necessidades mais importantes do momento e até mesmo quem deve definir essas necessidades. Usuários e empresas em grandes indústrias líderes em CAE também têm ampliado sua visão sobre o que constitui uma solução CAE eficaz, desde simples solvers de simulações principais que fornecem simulações suficientemente precisas e visão necessária para tomar decisões de desenvolvimento de produtos para visualização mais ampla do conjunto de ferramentas, ambiente de usuário, bem como a formação e as capacidades das pessoas que usam CAE, gerenciando os dados relevantes necessários e produzidos por simulações e capturando e reutilizando processos CAE repetíveis. Esta consciência do que é necessário para a eficácia do grupo e da empresa sobre o CAE pode ser descrita por quatro áreas principais de uma solução CAE total representada pelo "cata-vento" mostrado na Figura 2. Apesar de todas as áreas de uma solução CAE total serem importantes para alavancar o CAE para benefício máximo, a chave para alcançar os Passos 2 a 5 da Figura 1 encontra-se no reconhecimento e cumprimento completo de todos os requisitos para um ambiente de trabalho CAE moderno. O ambiente ideal representa a ponte entre os usuários, solvers, e resultados reportados para tomada de decisão, bem como uma ponte para Gestão de Dados de Simulação (SDM) e Gestão de Processos de Simulação (SPM) e até uma fundação para Engenharia Baseada no Conhecimento (KBE). Figura 1 Os Sete Passos de Progresso do CAE para um Retorno Completo para o Negócio (Cortesia de Dennis Nagy) Página 2 Um Relatório CIMdata Siemens PLM NX CAE

5 Figura 2 O Cata-vento das Soluções CAE Completas 3. Principais Requisitos dos Ambientes CAE Os principais requisitos para um ambiente CAE moderno e robusto podem ser resumidos nas seguintes principais áreas e subcategorias: 3.1 Tecnologia para Usuários Individuais Estes componentes de tecnologia são importantes para cada usuário CAE, independentemente da estrutura de sua organização de engenharia e de como eles podem ou não trabalhar com os seus colegas Geometria A realização de qualquer simulação 2D ou 3D e análises exige uma definição de uso CAE dos objetos físicos (partes, componentes, subsistemas e sistemas totais) a serem simulados. Um ambiente CAE moderno precisa ser capaz de facilmente importar a geometria a partir de qualquer uma das principais fontes externas, como sistemas CAD, modificá-la (desconstrução para remover detalhes desnecessários) ou limpá-la (remover imperfeições que podem invalidar os resultados da simulação). Isso inclui os meios para criar geometria nativa dentro do ambiente CAE (por exemplo, extraindo a geometria do domínio do fluído para uma simulação CFD a partir da geometria CAD do design). É importante liberar os analistas CAE da dependência dos operadores de CAD na preparação de suas entradas de modelo. Da mesma forma, a informação material, condições de contorno e as cargas precisam ser importadas ou criadas de acordo com a geometria básica. Tal informação é muitas vezes dependente da física de simulação que está sendo feita. A principal exigência é que, em um sistema moderno, esta informação deve estar relacionada com a geometria básica, e não a discretização específica ou solver sendo escolhido (veja abaixo) Pré-Processamento A maioria dos métodos de simulação CAE exige algum tipo de discretização da geometria em uma malha e a aplicação de condições de contorno, cargas e ações para a representação discreta antes de realizar uma simulação. A malha e os detalhes do que é necessário e de como ela pode ser criada são muitas vezes dependentes do solver específico (estrutural ou mecânica sólida ou dinâmica, incluindo o comportamento não linear; fratura, fadiga e falha; dinâmica de fluidos, incluindo estágio estacionário multifásico e fluxo transitório, combustão e reações químicas; eletromagnetismo; ou movimento de articulação flexível) e os solvers correspondentes específicos a serem utilizados. A principal exigência é que as malhas e informações relacionadas devem ser perfeitamente ligadas ao seu modelo de geometria básico comum, de modo que qualquer alteração de geometria resulte facilmente em modificações da malha correspondentemente. Também, como a malha é frequentemente relacionada com os solvers específicos sendo utilizados, uma escolha abrangente de ferramentas de malha deve estar disponível dentro em um ambiente CAE comum, incluindo uma forma comum e intuitiva de fornecer todas as informações de preparação do modelo necessárias para cada solver, incluindo modelos 1D, 2D e 3D, trabalhando com o modelos legados (somente malha), e extrair e articular os domínios de fluido de modelos sólidos Execução de Simulação A execução de simulação é uma área crítica sem simulação, não há resultado útil nem compreensão! As ferramentas de software e módulos (solvers) usadas para realizar as simulações podem ser parte do ambiente CAE (embutido, desenvolvido e entregue pelo fornecedor da solução), mas mais frequentemente eles são ferramentas de software ou sistemas separados de um ou mais fornecedores e são escolhidos por usuários experientes como o melhor do mercado para uma simulação específica. Esta situação não é susceptível de mudança radical em um futuro próximo. O requisito fundamental aqui é que uma variedade abrangente de solvers Siemens PLM NX CAE Um Relatório CIMdata Página 3

6 melhores do mercado deve ser facilmente acessível a partir do ambiente CAE comum. Além disso, o ambiente CAE comum deve fornecer a capacidade de gerenciar e rastrear qualquer tipo de simulação para atribuí-las aos recursos de hardware disponíveis do computador (local, clusters, redes, grades, nuvens) Resultados Pós-Processamento e Visualização Pós-processamento e visualização é onde os usuários CAE encontram insights e conclusões levando a alterações de design e, finalmente, a validação de um design adequado. Há uma série de atividades relacionadas aqui que um ambiente de CAE moderno deve apoiar, incluindo, mas não limitado a: Acesso e comparação dos resultados entre diferentes simulações (mesmo de diferentes solvers) e diferentes alternativas de projeto. Visualização avançada (3D manipulável) para apoiar insight rápido. Comparação entre os resultados de simulação e medições de laboratório ou de teste de campo, para validação. Representação dos resultados da evolução durante uma simulação interativa e / ou transitória em andamento Modelagem e Execução de Simulação Multinível Na maioria das indústrias, os produtos sendo desenvolvidos consistem de uma hierarquia de componentes, subsistemas e sistemas completos. Um ambiente CAE moderno precisa facilitar a construção e gestão dos modelos de subsistemas e de sistema a partir de componentes individuais, incluindo a realização de simulações relevantes (por exemplo, comportamento estrutural, fluxo, movimento de montagem do mecanismo, controles) em cada nível (isto é, como o produto sob a análise é dividido em subsistemas gerenciáveis) e fidelidade (o grau de granularidade utilizado na simulação com base na física). Conceitos como super elementos e subestruturação em simulação estrutural baseada em elemento finito são os exemplos mais comuns de como tais simulações multinível tem sido feitas há décadas, embora de uma forma muito complicada e de uma forma específica do solver. Ambientes CAE modernos devem fornecer meios muito mais intuitivos, independentes do solver para criar, gerenciar e simular tais configurações multinível Fácil de usar, Aprender e Reter Como os fornecedores de soluções CAE reduziram significativamente o tempo consumido pela execução do solver propriamente dita, eles e os usuários perceberam que o próximo obstáculo mais significativo para a redução do tempo total de simulação de processos ( tempo de insight ) é a dificuldade de aprendizagem e utilização de múltiplos ambientes de simulação, especialmente quando eles não estão sendo usados regularmente por nenhum engenheiro. Um resultado generalizado foi a especialização de usuários individuais nos detalhes e peculiaridades de um ambiente de solver e sua resistência à mudança para ambientes mais novos ou melhores. Um ambiente CAE moderno, portanto, precisa facilitar as capacidades de usuários individuais em aprender uma vez, aplicar muitas vezes a uma variedade de solvers e física conforme suas atribuições específicas de trabalho exigir, usando journaling (captura e rastreamento automático de comandos do usuário e captura de telas em um arquivo) e desenvolver modelos para uso posterior em tarefas CAE semelhantes Extensões Programáveis Como usuários diferentes têm necessidades diferentes, e nenhum fornecedor consegue antecipar todas elas, é fundamental que qualquer ambiente CAE moderno tenha a funcionalidade de permitir que os usuários façam modificações sob medida e expanda o ambiente padrão disponível comercialmente. Essa personalização pode ser usada para capturar fluxos de trabalho, estender ou personalizar comandos e menus específicos, ou transformar sequências de várias etapas normalmente necessárias em uma única etapa. 3.2 Requisitos Tecnológicos para Colaboração em Grupo do CAE As empresas estão se esforçando para fazer melhorias substanciais na produtividade, precisão, eficiência, confiabilidade, capacidade de resposta, disponibilidade e acessibilidade de seu ambiente e ferramentas CAE. No entanto, as estratégias de CAE que têm focado na realização de melhorias incrementais de solvers um pouco melhores, integrações ponto-a-ponto mais justas, computação de maior desempenho, licenças mais baratas e menos ferramentas podem ter chegado a um ponto de retornos decrescentes. Fazer o trabalho de um analista um pouco mais rápido para produzir resultados ligeiramente melhores, não oferece os avanços de desempenho ou inovações de melhorias, agora necessários, para acompanhar as demandas complexas do mercado, quanto mais se afastar do bloco competitivo. Estratégias CAE diferentes, mais eficazes e suporte a ambientes CAE são necessários. Requisitos críticos para a colaboração de tecnologia ativa surgiram conforme o aumento da importância estratégica da simulação e o número correspondente de engenheiros CAE. A experiência na gestão de grupos de engenheiros CAE levou a gestão CAE a melhor compreender que um Página 4 Um Relatório CIMdata Siemens PLM NX CAE

7 ambiente CAE abrangente e comum não só aumenta dramaticamente a produtividade e eficiência dos analistas individuais (até uma ordem de grandeza), mas também fornece uma base sólida para a sinergia e eficácia do grupo (potencialmente outra ordem de magnitude). Estes requisitos tornam-se ainda mais importantes quando a função de engenharia torna-se geograficamente dispersa em grandes empresas globais. Por exemplo, as equipes automotivas CAE da Índia, Detroit, Stuttgart, e São Paulo, trabalhando em um mesmo projeto de motor precisam interagir e colaborar em intranets corporativas e vários fusos horários. Eles precisam de um ambiente CAE de trabalho comum, utilizando ferramentas CAE comuns dentro desse ambiente, em várias disciplinas que se interagem (por exemplo, comportamento estrutural, fluxo, movimento de montagem, controles), e a conectividade para trocar os modelos e resultados facilmente por todo o mundo, se necessário. Tal ambiente permite que a gestão global experiente adicione ou realoque engenheiros CAE experientes (que estão em falta no mercado) em grandes projetos de onde eles podem estar fisicamente localizados, sem impactar cronogramas de conclusão Alavancando Requisitos Tecnológicos Individuais para a Sinergia do Grupo Os fatores da tecnologia discutidos na Seção 3.1 que ajudam a melhorar a produtividade e a eficácia dos engenheiros CAE tornam-se significativamente mais poderosos quando implementados para grupos inteiros de engenheiros CAE. Em outras palavras, sem qualquer recurso de tecnologia adicional, um moderno e robusto ambiente CAE cria valor comercial significativamente maior quando gerenciados de forma inteligente e usados por grupos de engenheiros. No entanto, existem tecnologias adicionais que são necessárias para realmente maximizar o potencial de colaboração em grupo em um ambiente CAE comum. As seções a seguir resumem duas dessas tecnologias Capturando Processos CAE Repetíveis e Melhores Práticas de Uso por Terceiros Um ambiente CAE moderno deve permitir que o engenheiro ou gerente CAE capture, faça o ajuste fino, padronize e reutilize modelos de processo de simulação em simulações e projetos posteriores para diminuir drasticamente a modelagem e trabalho de configuração. Além disso, deve haver uma capacidade de criação de assistente para permitir a implantação desses processos melhores práticas repetíveis serem implantados em outros grupos de engenharia (talvez menos experientes em CAE), onde tais simulações são, contudo, muito necessárias. Este requisito em particular é um fator essencial para que a gestão de CAE alavanque a reutilização e a implantação de melhores práticas de procedimentos e modelos em projetos atuais e futuros, proporcionando-lhes maior flexibilidade organizacional, agilidade, robustez, elasticidade, confiabilidade e relação custo-eficácia. Isso resulta em uma organização que pode mais facilmente expandir ou contrair e colaborar globalmente 24/7 para preencher o volume elástico e variedade extrema da carga de trabalho que se tornou a nova norma de grupos de computação CAE Conduzindo Processos de Simulação Conjunta de um Ambiente CAE Em muitas organizações de engenharia de médio e grande porte, diferentes grupos são responsáveis por diferentes atividades (por exemplo, estrutural, térmica, cinemática, eletromagnética) e / ou entendimentos em diferentes níveis de fidelidade. Comportamentos multi-físicos e mecatrônica de projetos de produtos modernos exigem dos engenheiros de desenvolvimento de produtos o melhor entendimento de como esses comportamentos funcionalmente interagem no uso em serviço propriamente dito dos produtos que estão desenvolvendo e analisando. Cada vez mais necessidades têm surgido para a execução de chamadas co-simulações em paralelo, onde cada tipo de solver está trocando informações de solução com o (s) outro (s) à medida que avançam juntos em um transiente (tempo-dependente) de simulação. Exemplos comuns incluem a interação fluido-estrutura (co-simulação com mecânica dos sólidos com base em FEA e dinâmica de fluidos computacional) e montagem de ligação mecânica ativada por controles (um exemplo de mecatrônica). A capacidade de criar e executar tais co-simulações de dentro de um ambiente CAE comum é um fator essencial para permitir que grupos de engenharia estruturais e de fluxo ou controles colaborem uns com os outros usando os seus próprios instrumentos de solver preferidos. 3.3 Outros Requisitos de Ambientes CAE Robustos e Modernos Ao selecionar um ambiente CAE comum para toda a empresa, as empresas precisam considerar fatores de negócios, além dos requisitos técnicos descritos acima. Embora este trabalho não pretenda ser um livro de receitas para a seleção de uma solução de ambiente CAE, ele é relevante para tocar em alguns dos fatores-chave de negócios: Histórico do fornecedor: o fornecedor tem um histórico de sucessos de implantação de um ambiente CAE no mercado, à luz da perspectiva de "solução total" mais ampla mostrada na Figura 2? Siemens PLM NX CAE Um Relatório CIMdata Página 5

8 Visão do Fornecedor de CAE e mapa do desenvolvimento de produto: o vendedor articula uma visão convincente de como eles vão trabalhar em sinergia com seus clientes e tem perspectiva de ficar à frente da evolução das necessidades do usuário da empresa e o seu mapa de produtos e seus planos de lançamentos apoiam essa visão? Cultura Empresarial do Fornecedor: o fornecedor tem uma cultura aberta e solidária para com os seus clientes, ou seja, eles sentam-se no mesmo lado da mesa com os seus clientes, trabalhando em conjunto para determinar as necessidades estratégicas do CAE e criam soluções benéficas para ambos os lados? 4 NX CAE da Siemens PLM Em 2007, a Siemens AG comprou a UGS e se tornou a Siemens PLM Software (Siemens PLM), uma unidade de negócios da Divisão de Automação Industrial da Siemens. O pacote CAE da Siemens PLM Software tem uma história longa e forte como mostra a Figura 3. O ambiente CAE moderno da Siemens é chamado NX CAE. O histórico do NX CAE reflete um compromisso e sucesso ao CAE por mais de quarenta anos desde a fundação do provedor CAE SDRC. Ele inclui a aquisição em 2003 do código fonte NASTRAN (a principal solução de análise estrutural de elemento finito da época) e pessoal-chave da MSC.Software. A Siemens PLM tem, em paralelo, desenvolvido um roteiro de tecnologia sólida focada no cliente e investiu significativamente na realização de importantes desenvolvimentos fundamentados em sua história de quarenta anos. A Figura 3 resume a visão da Siemens PLM de sua história em CAE. Um de seus temas estratégicos é que o NX CAE é "Construído sobre uma grande herança, construído para um grande futuro. Embora a Siemens seja talvez melhor conhecida por seu ambiente de desenvolvimento de produto NX e Teamcenter para o gerenciamento de conhecimentos de produto e processos, a CIMdata acredita que o NX CAE também é um ambiente CAE stand-alone moderno e altamente capaz. Esta seção resume a nossa avaliação de como o NX CAE aborda os vários requisitos identificados na Seção Geometria O uso do Synchronous Technology da Siemens (ST) do NX CAE para permitir a analistas CAE a criar e / ou modificar a geometria é um dos seus recursos mais importantes. O NX CAE inclui o mesmo motor de geometria para criar e manipular modelos de design que é usado no NX CAD. O ST permite que os modelos de design de produto, incluindo designs importados, sejam modificados sem a necessidade de compreender a sua história ou intenção original. O ST é totalmente incorporado no NX CAE GUI e ambiente de dados e não necessita uma licença separada do NX CAD ou uso do NX CAD em qualquer lugar dentro da mesma empresa. Isso permite que os analistas NX CAE criem geometria adequada à simulação a partir do zero ou importe e ainda modifiquem a geometria do SolidWorks, CATIA V4 e V5, Pro/ENGINEER, JT, IGES, STEP, e muitas outras fontes. O analista de CAE pode desconstruir e limpar a geometria sem a necessidade de esperar que os operadores de CAD programem as mudanças ou correções de geometria. O resultado é um modelo digital único que pode ser aproveitado em todos os tipos de simulação. Isso proporciona um conjunto de ferramentas relativamente fácil de usar na qual o analista CAE pode modificar diretamente a geometria sem a necessidade de conhecer a história do recurso da parte do design original. A facilidade de uso é importante porque os analistas dedicados muitas vezes não têm a experiência ou tempo para ser proficientes em ferramentas avançadas de CAD. Se o usuário ou grupo CAE também está em um ambiente empresarial NX CAD, benefícios adicionais são gerados. Mesmo sem o NX CAD, o NX CAE é um ambiente de geometria forte quando medido em relação às necessidades e exigências sintetizadas anteriormente. 4.2 Articulação e Preparação do Modelo de Simulação O NX CAE suporta várias opções para a articulação e preparação do modelo. Por exemplo, no domínio de análise estrutural, ele oferece a capacidade de: Construir modelos com elementos 1D, 2D e 3D Manusear peças de paredes finas, extração e articulação de superfícies médias Criar automaticamente modelos de malha tetraédrica e hexaédrica ligadas ao modelo geométrico subjacente Construir e manipular grandes conjuntos através de modelagem multinível, onde as equipes podem trabalhar em diferentes partes de um conjunto ao mesmo tempo e o integrador do sistema pode montar os modelos entregues ao fornecedor, tipicamente resultando em um processo de cinco a dez vezes mais rápidas Aplicar cargas e condições de contorno complexas Trabalhar com materiais avançados, tais como compósitos laminados Entrada de objetivo para vários solvers Página 6 Um Relatório CIMdata Siemens PLM NX CAE

9 4.3 Execução de Simulação Ambientes de Solver Abertos e Imersivos O NX CAE incorpora uma ampla coleção de solvers. Ele inclui o NX NASTRAN para FEA estruturais e térmicas, bem como solvers para outros domínios da física (por exemplo, dinâmica multicorpo, NX Flow, NX Thermal e NX Space Systems Thermal) e de otimização. É importante notar que o NX CAE não é apenas um ambiente de CAE para o NX NASTRAN, mas principalmente permite o uso aberto da maioria dos principais solvers. No domínio da análise estrutural, por exemplo, MSC.NASTRAN, ANSYS, Abaqus, e LS-Dyna são suportados e acessíveis a partir do NX CAE. Aproveitando um ambiente comum NX CAE produz tempo de insight ainda mais rápido quando os processos de simulação multidisciplinares são realizados completamente dentro do NX CAE. 4.4 Co-simulação A Co-simulação com outros ambientes de terceiros, como com Matlab e Simulink da The MathWorks é habilitado para simulações de mecatrônica. O processo de cosimulação completo pode ser desenvolvido e dirigido de dentro do NX CAE. 4.5 Captura de Processos e Implementação do Assistente O NX CAE tem ferramentas de programação (chamado NX Open) para, entre outras aplicações muito úteis, capturar processos de simulação repetíveis das melhores práticas e criar assistentes implementáveis com base nelas. Por exemplo, os assistentes foram criados para permitir que os engenheiros CAE menos experientes desempenhem eficientemente análises de fluxo de tubos de distribuição de exaustores automotivos em uma ampla gama de variações de design de tubos de distribuição. Usando um assistente dentro do NX CAE, os usuários podem extrair o volume de fluxo da tubulação de distribuição, criar a malha CFD, aplicar condições de contorno apropriadas, e solucionar as variáveis de fluxo. 4.6 Dados de Simulação e Gerenciamento de Processos (SDM, SPM) Embora o NX CAE não seja um ambiente SDM ou SPM, ele é construído para funcionar com qualquer sistema SDM e / ou SPM. O Teamcenter Simulation Process Management da Siemens PLM é particularmente desenvolvido para gerenciar o NX CAE e outros dados CAE. Os usuários também podem trabalhar com NX CAE em um modo administrado, em que eles podem realizar várias operações como navegar no banco de dados do Teamcenter, abrir arquivos e salvar os resultados diretamente no Teamcenter de dentro do ambiente NX CAE. Mais informações sobre o NX CAE, incluindo estudos de caso e métricas, estão disponíveis diretamente da Siemens PLM Software no site: 5 Algumas experiências de Clientes do NX CAE da Siemens PLM Os clientes do NX CAE da Siemens PLM entrevistados pela CIMdata confirmaram e reforçaram as observações acima referidas. Eles afirmaram que o NX CAE é um ambiente muito útil tanto para analistas individuais como para corporações mais amplas centradas em simulação (muitos dos quais estão geograficamente dispersos). A capacidade de trabalhar com várias geometrias nativas, criar geometrias de malhas de legado, e / ou criar e modificar a geometria diretamente dentro do NX CAE são amplamente vistas pelos usuários como seus pontos fortes. Um exemplo de um importante cliente CAE NX, a ATK, é uma empresa diversificada líder no setor aeroespacial com sede em Minneapolis. Eles têm quatro divisões principais - Aerospace Systems, Armament Systems, Missile Products, e Security and Sporting. Eles empregam mais de pessoas em mais de 60 diferentes instalações ao redor do mundo. A CIMdata falou com o Sr. Nathan Christensen, Gerente Sênior de Ferramentas de Engenharia e Análise, e com o Sr. Ramesh Krishnan, Engenheiro Sênior de Ferramentas e Processos CAE / HPC, na sede da ATK Aerospace Systems, em Utah. A ATK Aerospace é o maior produtor mundial de sistemas de propulsão de foguete. O Sr. Christensen lidera um grupo com sede na Aerospace Systems responsável por software técnico (introdução, padronização, implantação, treinamento, suporte, avaliação de hardware e desenvolvimento personalizado) usado em toda a corporação. A ATK fez compromissos de longo prazo para o uso de soluções da Siemens PLM, incluindo o NX CAE. A história da ATK de adquirir muitas pequenas empresas levou a uma grande variedade de ferramentas CAE legado dentro das diversas instalações. O Sr. Christensen enfatizou o objetivo de mover os engenheiros CAE amplamente espalhados (> 200) para uma plataforma NX CAE comum pelos benefícios sinérgicos que isso criaria. Seu forte apoio ao NX CAE como ambiente CAE comum alvo da ATK deriva dos benefícios que eles obtiveram Siemens PLM NX CAE Um Relatório CIMdata Página 7

10 durante muitos anos a partir da herança do NX CAE mostrado na figura 3. A DHI.DCW COMPANY GROUP LIMITED localizada no nordeste da China é outro forte usuário do NX CAE. A CIMdata recebeu comentários do diretor Li Chunting, envolvido no gerenciamento de CAE para a DHI.DCW. Ele afirmou que a DHI.DCW, depois de avaliar muitos outros ambientes CAE, escolheu o NX CAE devido ao seu eficiente FEA baseado na geometria pré e pósprocessamento, sua integração com outras ferramentas da Siemens PLM, e seu forte apoio do solver NASTRAN. Outro fator importante que surgiu a partir da várias entrevistas é a resposta de um fornecedor de ambiente CAE às necessidades prioritárias de seus clientes. Nenhum ambiente CAE hoje é completo e perfeito, e nenhum nunca será, porque as necessidades dos usuários e expectativas crescem continuamente com os avanços na tecnologia relevante e sua realização resultante do que é possível, mas ainda não factível. Na área de ambientes robustos CAE como groupware sinérgico, esta relação positiva contínua com um fornecedor de software chave é ainda mais importante. Nathan Christensen da ATK expressou isso muito bem: Uma das nossas melhores parcerias com fornecedor é com a Siemens PLM. Eles têm uma grande visão de para onde eles estão levando o NX CAE e trabalham em estreita colaboração com a ATK para assegurar que nossas necessidades são priorizadas em seus planos de desenvolvimento para alcançar essa visão. 6 Resumo e Comentários de Conclusão Maximizar o valor global do CAE para as empresas globais e desenvolver novos produtos e programas de introdução requer soluções CAE integradas e multidisciplinares e processos baseados na geometria comum, cargas, e os dados de material com ferramentas e processos que também oferecem mais liberdade e flexibilidade para os especialistas CAE. Além disso, para um grupo CAE funcionar em um nível de desempenho que seja maior do que a soma de suas partes requer um ambiente CAE comum e unificado que suporte múltiplos solvers com integrações embutidas e uma interface gráfica única. Ele precisa libertar os analistas de CAE das dependências do CAD e fornecer uma plataforma de colaboração global que permita aos analistas avaliar a modelagem, computação e pós-processamento, entre muitos membros de um grupo distribuído globalmente. Ele também precisa ter integrações multinível precisas entre os aplicativos CAE e suportar captura de conhecimento e um ambiente CAE consistente, unificado aberto e interface de usuário. A CIMdata acredita que o NX CAE da Siemens PLM fornece soluções e tecnologias CAE altamente competitivas em um ambiente moderno e robusto. Ele atende às necessidades dos usuários sendo significativamente mais produtivo em suas tarefas individuais de trabalho. Em particular, a rica criação de geometria e capacidades de manipulação do Synchronous Technology permite que o analista de CAE crie, limpe e modifique a geometria necessária para apoiar designs baseados em simulação. A CIMdata também acredita que a visão global da Siemens PLM, os investimentos, e um roteiro de desenvolvimento, resultando tecnologia para o NX CAE atende às necessidades dos gestores de CAE para criar uma equipe coesa capaz de alcançar resultados significativamente mais úteis do que apenas uma coleção de indivíduos gerenciados de forma comum, cada um com seus conhecimentos específicos próprios e melhores práticas. O NX CAE oferece isso apoiando as equipes que trabalham juntas de forma flexível em um ambiente de software comum, aberto e sinérgico. Enquanto não há solução CAE que forneça todas as aplicações e funcionalidades necessárias para suportar a evolução completa do ambiente CAE estratégico, ele deve fornecer uma plataforma fundamental sobre a qual outras soluções CAE podem ser integradas conforme a necessidade. A CIMdata acredita que o NX CAE da Siemens PLM é um bom exemplo de plataforma e que as empresas devem incluir o NX CAE da Siemens PLM ao avaliar as suas necessidades de CAE. Sobre a CIMdata CIMdata, uma empresa líder mundial independente, fornece consultoria de gestão estratégica para maximizar a capacidade de uma empresa para projetar e fornecer produtos e serviços inovadores através da aplicação de Product Lifecycle Management (PLM). Desde a sua fundação há mais de 25 anos atrás, a CIMdata fornece conhecimento, experiência e métodos de melhores práticas em soluções PLM de nível mundial. Essas soluções incorporam tanto os processos de negócios e um conjunto amplo de tecnologias PLM. A CIMdata trabalha com organizações industriais e fornecedores de tecnologias e serviços que buscam vantagens competitivas na economia global. A CIMdata ajuda as organizações industriais a estabelecer estratégias eficazes de PLM, auxilia na identificação das necessidades e seleção de tecnologias de PLM, ajuda as organizações a otimizar sua estrutura operacional e seus processos para implementar soluções e auxilia na implantação dessas soluções. Para fornecedores de soluções PLM, a CIMdata ajuda a definir estratégias de negócio e de mercado, fornece informações e análises de mercado em todo o mundo, oferece educação e suporte Página 8 Um Relatório CIMdata Siemens PLM NX CAE

11 para equipes de vendas internas e de marketing, bem como o apoio geral em todas as fases do negócio e de programas de produtos para torná-los plenamente eficazes em seus mercados. Além de consultoria, a CIMdata realiza pesquisas, fornece serviços de assinatura focados em PLM, e produz várias publicações comerciais. A empresa também oferece educação para a indústria através de programas de certificação PLM, seminários e conferências em todo o mundo. A CIMdata atende a clientes em todo o mundo a partir de escritórios na América do Norte, Europa e Leste Asiático. Para aprender mais sobre os serviços da CIMdata, visite nosso website no endereço: ou entre em contato com a CIMdata no endereço: 3909 Research Park Drive, Ann Arbor, MI 48108, EUA. Tel: Fax: ; ou em Oogststraat 20, 6004 CV Weert, Holanda. Tel: +31 (0) Siemens PLM NX CAE Um Relatório CIMdata Página 9

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