发挥CAE在制造企业中的作用

理谂祝野　发挥ＣＡＥ在制造企业中的作用　郭忠。赵美　赵金堂　（１．中煤张家口煤矿机械有限责任公司，河北张家口０７５０２５；２．ＮＯＲＤＥＸ（北京）风力发电工程技术有限公司，北京１００１２５）　【摘要】为了研究ＣＡＥ工程分析在制造企业的应用，通过对ＣＡＥ应用现状分析、ＣＡＥ应用分类、ＣＡＥ分析的作用以及ＣＡＥ部门设　置的探讨，论述了在传统制造企业中发挥ＣＡＥ作用的重要意义和途径。　【关键词】计算机辅助工程；工程分析；工程所；制造企业　许多生产企业，包括传统的制造企业都开始应用ＣＡＥ，也　制造业大国向制造业强国转变具有重要意义。现在许多领域，　就是仿真分析或工程分析，有的甚至成立了专门机构。然而，人　已经把ＣＡＥ分析报告作为新产品或重大变型产品验收的一个　们对ＣＡＥ重要性的认识却远远不够，或只停留在口头上，对如　重要依据，这是一个明显的发展趋势。所以，尽管技术需要经　何发挥ＣＡＥ应有的作用更是雾里看花。因此，有必要对ＣＡＥ　验，但在现代企业中，技术不能光靠经验来支撑，而必须在利用　在企业中的应用进行深入的研究。　一各方面优势的同时，充分发挥ＣＡＥ推动和保障技术进步的重要　作用。　、ＣＡＥ应用分析　１．ＣＡＥ技术的重要作用。ＣＡＥ技术能在优化产品设计、提　２．ＣＡＥ的应用。ＣＡＥ（ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｉｄｅｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）的本意　高产品质量、减少试验样品、缩短产品研发周期、降低产品成本　是“计算机辅助工程”，人们一般称之为仿真分析或工程分析。　等方面发挥巨大作用，可为企业取得明显的经济效益。ＣＡＥ仿　ＣＡＥ部门可以称为“产品工程研究所”或“工程所”。在应用ＣＡＥ　真分析不仅是企业进行创新设计的重要途径，而且已成为与理　时，要谨防陷入以下误区：（１）把ＣＡＥ工程分析当做附属性的东　论研究和物理实验同等重要的研究手段。ＣＡＥ技术对于我国从　西；ＣＡＥ在现代企业技术体系，尤其是在产品研发体系中，是一　常做常新。　立项攻关，从而取得优质高效、增收节支等促进油田发展的显　１．创新制度。制度是维护工作正常进行的保证。制度不是　著效果。在实际工作中，要时刻注意探索能够结合单位特点，有　僵化ｆ“一成不变的事物，它必须随着形势的发展变化不断调整　特色、有号召力、能出实效的载体形式，并不断总结、推广。　和丰富。在实践中，好的制度对于推动工作往往具有事半功倍　３．创新环境。首先，必须有意识地改善思想政治工作的领导　的效果。在继承传统优良制度的基础上，有必要创新和完善三　环境，加强思想政治工作的队伍建设。必须从加强和改进思想　项制度。一是形成“思想政治工作研究分析制度”，做到特殊情　作风建设入手，努力建设一支政治强、业务精、纪律严、作风正　况、特殊时期及时研究分析，平时一个季度研究分析一次，做到　的思想政治工作干部队伍。社区广大思想政治工作者要严格按　分析研究有措施，工作情况有记录，以形成一项常规制度，建立　照“八个坚持、八个反对”的要求，切实改进思想作风、学风、工　起完善、详尽的思想政治工作档案。二是形成“思想政治工作信　作作风、领导作风和生活作风，力戒形式主义、官僚主义、自由　息网络制度”，要重视基层思想政治工作信息员队伍的建设，以　主义、享乐主义，注重理论学习，不断提高自身综合素质和能　确保重大信息、思想政治工作特色做法、典型人事的及时准确　力。其次是不断创新思想政治工作中的文化环境，千方百计搞　收集和上报，社区将对提供事关全局稳定的重大信息进行奖　好思想政治工作的硬件设施，同时不断搞好文体活动设施建　励。三是实行“思想政治工作风险抵押金制度”，强化责任，奖惩　设，充分利用社区文化资源，有目的、有重点、有针对性地组织　兑现。同时，要继续深入开展谈心活动。进一步完善、落实谈心　开展文艺演唱会、联欢会、趣味运动会、各类球赛等集教育、娱　活动目标责任制，建立健全干部接待日、职工困难情况分析等　乐于一身的群众文化活动；大力发展小区文化、校园文化、楼院　制度，不断丰富谈心内容和形式，切实把入门入户做好一人一　文化等，满足社区居民日益增长的精神需求，营造良好的社区　事的思想政治工作，必须作为各级领导和全体党员干部义不容　发展氛围。　辞的责任。　因此，各单位要进一步增强政治意识、大局意识、责任意　２．创新载体。载体是工作的体现方式。社区不同于其他生　识，坚持解放思想、实事求是、与时俱进，从新形势新任务新实　产单位，要创新载体，就必须突出“服务”，社区要自立生存，还　际出发，深入调查研究，认真总结、虚心借鉴思想政治工作的成　必须突出效益，因此，必须树立“效益型思想政治工作”的观念，　功经验，科学分析面临的新情况新问题，正确把握新形势下思　努力实现思想政治工作在生产经营中的全员、全过程、全方位　想政治工作的基本规律，准确找到工作中亟待加强的薄弱环节　融入，要组织带领，　‘大党员群众积极主动地围绕生产经营找差　和群众反映强烈的突出问题，不断改革创新，使我们的工作体　距、想对策、干实事、出实效。要注意着力突出“服务”职能，树立　现时代性，把握规律性，富于创造性，努力在新的实践中不断增　“服务就是效益”的思想观念，要突出结合生产经营中的难点、　强思想政治工作　油田社区改革发展和稳定工作中的亲和力，　疑点问题，以具备号召力和吸引力的载体形式，组织干部职工　从而开创油田思想政治工作新局面。　２４４　企业导报２０１１年第４期　理论视野　个实实在在的事物，有着秆Ｊ对独立的架构，起着非常重要的作　用。（２）把ＣＡＥ工程分析　做“花瓶”：ＣＡＥ工程分析可以极大　地提升企业的形象，而更重要的是增强企业的实力。所以，要把　整个企业的发展。　四、ＣＡＥ工程分析ｇＢｆ７　在现代制造企业中，ＣＡＥ机构作为一个相对独立的部门，　具有不可替代的作用。　１．ＣＡＥ部门的位置。企业技术中心的核心是产品研发中　心，可称为产品研究院。此外，质量管理部门、实验测试部门、科　研管理部门和信心管理部门等也是企业技术中心的重要组成　部分。ＣＡＥ工程分析部门（工程所）与产品设计部门（设计所）和　ＣＡＥ作为不只是一项“面ｆ”工程，更是一项重要的“里子”工　程。（３）对ＣＡＥ工程分析“重视”，而不“重用”。加强ＣＡＥ应用，　不是一个应急措施，更不戍只是一句口号，需要付诸实际行动，　以务实的、长期的、系统的理念应用和发展ＣＡＥ。　二、ＣＡＥ应用分类　对ＣＡＥ分析可以有多种分类法，从应用领域和作用上分，　工艺部门（工艺所）紧密联系，共同构成产品研发中心（产品研　有设计校核、优化设计、工艺性分析、质量事故分析、虚拟原型　究院）。工程所负责整个企业的ＣＡＥ仿真分析，可以根据实际　设计和问题研究等。从运用的分析手段和工具类型来划分，又　可分为三维辅助分析、结构有限元分析和机械系统动力学分析　等。（如图１）就是对ＣＡＥ应用的一种实用分类。　机械工程势褥：仿黧分析　兰维辅肋分析｝结构宵　元分砉斤ｌ机枣髭系境动力学分辑｝　……　图１仿真分析的实用分类　（１）三维辅助分析。运用三维设计软件具备的辅助分析功　能，利用三维设计形成的实体模型或单独进行的实体造型，对　零部件进行设计校验、几何特性分析、虚拟装配、干涉检查和简　单的机构运动分析等。（２）结构有限元分析。有限元分析（ＦＥＡ，　Ｆｉｎｉｔｅ　Ｅｌｅｍｅｎｔ　Ａｎａｌｙｓｉｓ）是以计算机为工具的一种数值计算分　析方法。它是ＣＡＥ分析的重要组成部分，ＣＡＥ的应用首先是从　有限元分析开始的。结构有限元分析是有限元分析在机械结构　方面的一个应用。主要包括结构静力学分析和结构动力学分　析。结构静力学分析主要研究的是机械结构的应变、应力，即刚　度和强度等问题。包括线性问题和非线性问题，非线性问题涉　及几何非线性、材料非线性和接触非线性三种情况。结构动力　学分析包括模态分析、瞬态动力学分析、谐响应分析、谱分析和　随机振动分析等。我们常用到的有模态分析，即确定结构的模　态和振动特性和瞬态动力学分析，即计算结构对随时间变化载　荷响应，如震动、冲击和碰撞等问题。（３）机械系统动力学分析。　随着计算机技术的发展，机械系统动力学仿真和分析越来越成　熟，多体系统动力学是其理论基础。多体系统动力学分析是虚　拟样机技术的核心。多体动力学分析主要研究的是运动机构的　运动和力的关系问题。具体指标包括力、位移、速度和加速度　等。利用多体动力学软件，可以对机构进行静力学（静平衡）分　析、运动学分析和动力学分析等。　三、ＣＡＥ与产品研发　ＣＡＥ与设计和工艺的关系最为密切，都是产品研发的一个　重要组成部分。然而ＣＡＥ是做工程分析的，它的职能、作用和　工作性质完全不同于设计部门或工艺部门。在ＣＡＥ的起步阶　段，由于设施和人员的不足或缺乏实践经验，将ＣＡＥ部门挂靠　在设计部门，甚至下面的某个科室，也未尝不可，甚　是一个切　实可行的办法。就像现在企业中的信息管理部门，最初多数是　计划部门中的一一个　，月ｌ５时，同样可以发挥其阶段性的作玎Ｊ。但　如果长期不能理顺　程、设计和工艺之间的关系，势必会影响　ＣＡＥ工程分析作用的正常发挥，进而影响企业技术的进步　需要和具体情况，设专门负责结构有限元分析、多体动力学分　析和三维辅助分析的相关科室。　图２企业技术中心组织结构图　２．ＣＡＥ部门与相关部门的关系。（如图２）把ＣＡＥ工程分　析部门放在中心位置进行考察，它与设计部门、工艺部门的联　系最为紧密，它们共同构成一个核心层，即产品研发中心。与质　量管理部门、科研管理部门、信心管理部门和实验测试部门也　有较多的联系，它们共同构成一个中间层，即企业技术中心。此　外，必须加强ＣＡＥ工程分析部门与其外围层的生产制造部门、　物资供应部门、市场营销部门以及产品检验部门等的联系。这　些部门某些工作需要工程分析部门协助完成，或者为工程分析　提供某方面的资料。　一～一　～～　　。尝品控照嚣　、　，、　＼　、　＝、　等：　簟　．芸　耋－　＿＿，　／　，　～一　～——一图３　ＣＡＥ部门与相关部门的联系　要充分发挥ＣＡＥ技术在制造企业中不可替代的重要作用，　必须研究和细分ＣＡＥ应用，理顺工程分析部门在产品研发中心　中与设计部门和工艺部ｆ－１２＿间的关系，同时要加强与企业中其　它丰Ｈ关部门之问联系。　参　考　文　献　【ｌ】郭忠．刮板输送机链轮链条啮合特性仿真研究【Ｄ】．西安：西　安科技大学．２０１１－ｌ１一ｌ４　【２】郭忠，龚晓燕，陈贺．刮板输送机链轮传动系统动力学仿真分　析【Ｊ］．煤矿机械．２０１０，３ｌ（９）：６８～７１　企业导报２０１１年第４期　２４５