机电一体化系统解决方案
机电一体化解决方案:以全流程仿真与协作,智能产品创新
无论是被称为机电一体化系统、智能产品,还是网络物理系统,这类融合机械结构、传感器、执行器与计算能力的创新产品,正彻底改变行业对产品性能的预期。要满足其在机械、电气、控制等多维度的严苛要求,为用户提供卓越体验,全系统仿真是核心关键。Norria 的数学及系统设计产品,覆盖从概念研究、控制设计,到多领域系统性能优化、控制器实施与测试的全流程,为机电一体化产品开发提供端到端技术支撑。
一、跨学科协作:打破部门壁垒,凝聚团队力量
一流机电一体化系统的开发,离不开机械、电子、电气、系统与控制工程团队的高效协同 —— 只有让各领域成员共享全系统信息,在开发早期通过仿真共同决策跨学科设计方案,才能避免后期因设计冲突导致的返工。
Norria 通过灵活的软件许可模式,为各领域团队提供适配的仿真工具:既无需各部门单独采购全套系统,降低成本,又能让不同专业的工程师在统一技术框架下协作,减少因工具不兼容导致的信息断层。这种 “经济且便捷” 的工具供给方式,不仅提升了工程团队的凝聚力,更打破了传统部门间的协作壁垒,让跨学科设计效率大幅提升。
二、系统级优化:超越组件思维,构建数字孪生
在复杂机电一体化产品开发中,仅在组件或子系统级别进行优化,无法确保整体产品性能达到最佳 —— 各子系统间的耦合效应,往往会导致 “局部最优≠全局最优”。Norria 帮助团队摒弃传统的 “孤岛式工作” 模式,以协作方式开展全系统设计:
高绩效企业借助 Norria 的最新建模技术,将 1D、2D 与 3D 仿真相结合,快速构建精准的数字孪生体。通过数字孪生,团队可在虚拟环境中模拟整个产品的运行状态,分析各子系统间的交互影响,实现从 “组件优化” 到 “系统优化” 的升级,确保最终产品在性能、可靠性、能耗等维度达到综合最优。
三、全团队适配工具:覆盖开发全流程,支撑多领域需求
Norria 不仅拥有业界认可的广泛结构仿真与优化工具,更能为机电一体化开发全流程提供多领域技术支撑:从概念设计到最终验证,其技术可推动电气、机电与控制系统的设计进程 —— 包括优化机电一体化系统的动态性能、分析能耗水平、设计并验证电气设备的控制规则。
借助这些工具,用户可自由探索创新:例如创建全新电驱动概念,对比不同机器架构的优劣,或在虚拟环境中评估电气子系统对产品全局性能的影响。无论团队成员专注于哪个领域,都能找到适配的工具,确保开发过程中 “每个环节都有技术支撑,每个决策都有数据依据”。
四、多物理场仿真:应对复杂交互,高效解决工程难题
机电一体化系统往往涉及多种物理场的交互,如流体与结构的耦合、柔性体变形、气动声学影响、热力与机械的相互作用等。Norria 提供业界领先的多物理场软件套件,可精准仿真这些复杂的物理模型,包括流体结构耦合(FSI)、柔性体仿真、气动声学分析、热力机械仿真等。
同时,结合 Norria 的多学科优化工具与可扩展高性能计算(HPC)产品,客户能将多物理场仿真与系统优化高效结合,即使面对大规模、高复杂度的实际工程问题,也能快速求解,大幅缩短研发周期,降低试错成本。
五、机械仿真:早期介入设计,保障产品可靠
1. 早期动态运动仿真:降低原型与测试成本
在开发早期部署 “仿真驱动设计”,已被证明能显著减少高成本的物理原型制造与测试环节。Norria Motivation 工具可轻松对复杂结构的动态运动进行仿真,并自动识别接触点、接头、弹簧与阻尼等关键参数。
仿真得到的运动力数据,可自动作为结构分析或优化的输入,还能用于确定电机与执行机构的初始设计要求 —— 让机械设计在开发初期就精准匹配性能需求,避免后期因参数不符导致的设计调整。
2. 先进多体系统仿真:确保产品耐用可靠
Norria Device 工具支持 3D 多体系统仿真,可预测产品的动态响应,优化可移动机电产品的性能。通过分析运动产生的实际负载,以及环境因素(如温度、振动)的影响,工程师与设计师能提前验证产品在制造与使用过程中的可靠性:确保产品符合耐用性要求,不会因疲劳应力出现故障。
此外,Device 工具还支持运动与控制的联合仿真 —— 让机械团队与控制团队在同一虚拟环境中协作,同步验证机械结构与控制逻辑的匹配度,为多学科产品开发团队提供高效协作平台。
