項目介紹

    LG電子公司是消費電子、移動通訊和家用電器領(lǐng)域的全球領(lǐng)先制造商和技術(shù)革新者。LG在平板電視、移動設(shè)備、空調(diào)、洗衣機和冰箱等領(lǐng)域中均處于世界領(lǐng)先地位，2012年全球銷售額高達(dá)452.2億美元。

挑戰(zhàn)

    電子行業(yè)中最為暢銷、更新?lián)Q代最快且競爭最為激烈的產(chǎn)品莫過于智能手機。智能手機推陳出新的頻率一般在幾個月左右，因此縮短新款手機上市時間的任何方法均會對制造商的盈利能力、市場定位以及在消費者中的聲譽產(chǎn)生巨大影響。

    然而，當(dāng)前開發(fā)流程中的一些方面尚未能順應(yīng)加速實行這些措施的趨勢，仍然耗時巨大。其中一個典型流程便是跌落測試仿真，這是確保產(chǎn)品質(zhì)量及穩(wěn)健性的關(guān)鍵因素，因此也是體現(xiàn)智能手機市場能力的重要因素。盡管LGE與其眾多競爭者一樣，也采用了計算機仿真技術(shù)來進(jìn)行虛擬跌落測試，但卻無法順利縮短仿真時間。由于智能手機包含眾多具有微型特征的零件與組件，因此對其進(jìn)行幾何清理、簡化以及網(wǎng)格劃分將耗費大量時間。此外，所必需的大量接觸定義也涉及到很多手動步驟。整個測試過程還包括多種跌落與彎曲工況，而其中的分析設(shè)置也要占用大量時間。最后，后處理和生成報告也同樣耗時費力，從而進(jìn)一步延長了獲得結(jié)果的時間。因此，行業(yè)內(nèi)進(jìn)行的跌落測試仿真（從設(shè)置、開展到分析）平均需要一至兩周的時間。其中最耗時的環(huán)節(jié)當(dāng)屬建模與后處理，這兩個部分占投入總時間的60%到80%。

    鑒于以上情況，LGE與Altair強強聯(lián)合，尋求打造出一款無縫集成的跌落測試仿真流程自動化系統(tǒng)，使LGE工程師在24小時之內(nèi)便可完成虛擬智能手機的跌落測試。此方法實現(xiàn)了建模、跌落和彎曲分析的完美結(jié)合，將顯著加快產(chǎn)品開發(fā)步伐，助力LGE斬獲行業(yè)競爭優(yōu)勢。

解決方案

圖1 智能手機CAD模型

圖2 智能手機跌落仿真結(jié)果

    借助Altair HyperWorks計算機輔助工程平臺（包括專用于前處理的HyperMesh、RADIOSS求解器、專用于后處理的HyperView及其嵌入式自動化框架）中的軟件工具，Altair-LGE團隊開發(fā)出了一種在簡化幾何、創(chuàng)建焊接點、生成高質(zhì)量網(wǎng)格以及創(chuàng)建零件之間的接觸面中實現(xiàn)全面自動化的方法，進(jìn)而在前處理過程中節(jié)省了大量時間。通常情況下，對智能手機中數(shù)以百計的零件進(jìn)行手動建模和網(wǎng)格劃分并創(chuàng)建報告需要花費工程師一周的時間。而憑借Altair-LGE團隊開發(fā)出的流程自動化系統(tǒng)，同樣的任務(wù)僅需幾個小時即可輕松完成。這是一款完全集成式的端對端系統(tǒng)，具有友好的用戶界面，能夠?qū)Φ�落和彎曲測試情況進(jìn)行精確仿真。框架式的網(wǎng)格劃分瀏覽器能夠根據(jù)特定的網(wǎng)格劃分條件設(shè)置數(shù)百個零件，并使用批量網(wǎng)格劃分方法自動對各個零件進(jìn)行相應(yīng)劃分。在后處理方面，此系統(tǒng)允許用戶加載多個方向的結(jié)果文件，并針對每種加載情況生成相應(yīng)報告。此外，系統(tǒng)還將繪制輪廓線、圖表和剖切線，并在批量模式或交互模式下找到熱點和最大值。

    綜上所述，借助HyperWorks的嵌入式自動化框架，團隊工程師能夠?qū)崿F(xiàn)有限元分析建模、分析設(shè)置和后處理的自動化，無需再一一手動處理這些任務(wù)。此系統(tǒng)還可將跌落和彎曲分析的標(biāo)準(zhǔn)化、可靠性以及可重復(fù)性推向新的臺階。

圖3 流程自動化系統(tǒng)–24小時快速沖擊仿真(QIS24)

圖4 流程自動化系統(tǒng)(QIS24)瀏覽器與分步指南

結(jié)論

    Altair-LGE團隊在使用可行工具集執(zhí)行智能手機跌落測試仿真中大獲成功，從CAD建模到生成報告僅需不到24小時。此外，得益于此流程自動化系統(tǒng)的實施，對印制電路板(PCB)和芯片進(jìn)行網(wǎng)格劃分并創(chuàng)建PCB和芯片之間的焊接點僅需不到5分鐘，而手動進(jìn)行此任務(wù)則需花費工程師一整天的時間。整個建模時間不到5小時，其中配置邊界條件僅耗費半小時左右，而生成報告則用了不到兩分鐘。

    這一自動化系統(tǒng)使電子行業(yè)內(nèi)包括上市時間、創(chuàng)新與成本在內(nèi)的多個令人頭痛的問題迎刃而解。這樣，不僅手動操作的時間相應(yīng)減少，人工出錯率也隨之降低，而且工程師們還可利用跌落測試仿真自動化系統(tǒng)節(jié)省出的大量時間來探索更多設(shè)計方案，進(jìn)而不斷超越、不斷創(chuàng)新。此外，LGE的保修成本有望得到大幅縮減，因為智能手機經(jīng)優(yōu)化后，將更不易損壞。

    “智能手機行業(yè)內(nèi)的當(dāng)務(wù)之急便是加快產(chǎn)品上市速度，”LG電子MC研發(fā)中心高級研發(fā)工程師Hyong-Won Seo表示，“但是很多公司在分秒必爭的產(chǎn)品開發(fā)周期根本無暇權(quán)衡太多設(shè)計方案。跌落測試仿真的常規(guī)周期一至兩周已不能滿足當(dāng)今市場發(fā)展的要求。如今，通過Altair的技術(shù)，我們能夠?qū)⒌�落測試所需時間從一周削減至數(shù)小時。”

    LGE計劃將24小時跌落測試仿真系統(tǒng)應(yīng)用于其新款手機的開發(fā)，Altair預(yù)測，這一標(biāo)準(zhǔn)化的自動化流程在其他類型消費電子產(chǎn)品（筆記本電腦、家用電器、空調(diào)等其他產(chǎn)品）的設(shè)計中將同樣大有用武之地。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

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本文標(biāo)題：LG電子利用創(chuàng)新的流程自動化方法，在24小時內(nèi)完成智能手機的跌落測試仿真

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