天河工程仿真云服务平台具有集成开放性以及功能适应性,在仿真云平台基础上,结合企业产品特点、研发功能需求、工艺优化流程等,可为装备制造、汽车工业、海洋船舶等各个产业领域企业开展专业化仿真工具定制化开发与行业平台搭建,建立适用性更强的研发设计公共服务平台,结合大数据、人工智能、数字孪生等技术手段,可对设计数据、仿真数据与实验数据以及相关知识进行规范化管理与分析,实现海量数据管理、系统高度集成以及深度业务协同,进一步指导产品研发与生产过程,助力企业构建自身的产品研发、生产的管理体系。
1) 通过构建产品研发、生产的信息化平台,降低企业的信息化成本,提升企业信息化水平
通过企业专属仿真云平台建立,可助力企业构建自身的产品研发、生产管理的信息化平台,助力企业紧抓信息化建设的重大战略机遇,进一步加强信息化建设,助力企业开展数字化、网络化、智能化转型。
2) 通过构建协同仿真设计平台,提升企业产品研发工作效率与管理水平
通过对协同设计仿真任务、流程、多学科协同设计仿真过程、数据及知识的规范化管理及协同应用,以提升产品协同设计仿真工作效率与管理水平。
3) 通过有效的数据管理与分析,进一步提升企业产品研发质量与工作效率
通过有效的数据管理与分析,可以构建数据反馈机制,在产品研发、生产过程中提供数据支撑,进一步指导产品研发、优化工艺流程,提升研发质量与工作效率。
1) 产学研结合的仿真技术咨询团队,为企业提供专业仿真技术指导
天河仿真技术咨询团队由经验丰富的仿真技术团队、人工智能大数据研发团队、后台支撑团队组成,同时以专家库、项目合作、联盟等方式聚集了清华大学、天津大学、大连理工大学、天津工业大学、中国汽车技术研究中心等一批国内一线行业专家与产学研合作团队,涵盖汽车工业、装备制造、先进制造、能源化工、新材料、航空航天、建筑工程、市政工程等领域,联合提供仿真研发咨询与技术指导。
2) 可实现多地域、多部门、多人员、多工具的快速协同设计仿真
通过借助云计算、通信与互联网等先进技术,解决信息交换与共享、用户—权限管理、信息安全控制等底层架构以及标准化的服务接口,构建协同设计支撑环境,实现多地域、多部门、多人员、多工具的快速协同设计仿真。
3) 建立了高性能计算与大数据相结合的双向校核机制
充分发挥了高性能计算的演绎分析机制和大数据处理的统计分析特点,建立了具有融合特性的双向校核机制,针对具体的应用场景可实现与虚拟场景的快速融合,指导用户快速建模、快速处理。
4) 有效管理企业产品研发过程中的设计数据、仿真数据与实验数据
产品研发设计过程中产生大量的数据,包括设计数据、仿真数据与实验数据等等,涉及研发文档、图纸、研发过程数据等等不同类型,通过构建企业专属仿真云平台,可以将这些数据进行有效的管理与分析,同时可以将许多研发工程师的技术与经验转变为企业的资产,实现产品研发数据的有效管理。
1) 汽车行业仿真云平台
针对汽车这样一个由几千个零部件组成的复杂产品,汽车整车及其零部件的研发过程非常的复杂、工程问题繁多,对于调用的研发设计工具、可视化模型处理工具、参数配置等有不同的功能需求。因此,在天河仿真云平台的基础上,针对汽车整车及其关键零部件对于交互设计、研发设计工具、可视化模型处理工具、参数配置、业务逻辑等的共性与特性需求,将建模、计算、显示等采用的不同工具,每一种工具的不同功能模块以及计算参数等进行专业化配置与定制化组合,从而可面向汽车整车与内燃机、制动器、电机、油箱、动力电池等不同零部件的不同力学分析类型进行模块化设计,从而使从事不同类型研发工作的工程师做出快速响应,提高应用体验,提升研发设计能力,进一步缩短产品研发周期,提升产品研发质量。
◆ 汽车及零部件产品研发设计
针对汽车整车的气动性分析以及整车碰撞与行人保护分析进行定制化开发;针对关键零部件,可针对内燃机、制动器、电机、油箱、动力电池等,分别构建专属模块,解决各零部件的不同力学问题。
◆ 汽车及零部件制造工艺优化
结合汽车制造过程中的冲压、焊接与涂装以及关键零部件铸造等工艺优化问题进行定制化集成与开发,具有工艺优化仿真、工艺数据存储、工艺数据分析功能,具有与其他信息系统的集成接口,以实现信息与数据的传输与共享,形成面向汽车及零部件制造工艺优化平台。
2) 装备制造行业仿真云平台
装备制造行业涵盖的工业品、覆盖的工业领域非常多,如各类动力机械、驱动机械、工程机械、传动机械、液压控制机械、各类加工机械设备等。装备制造行业在产品研发、设计、运行等阶段,在考虑其满足工作要求的同时,还必须考虑其安全性、稳定性、经济性等各项指标。因此,在天河仿真云平台的基础上,构建面向装备制造行业的产品研发设计平台,针对不同类型机械装备的共性与特性研发需求,进行专业化配置与定制化组合,从而可针对旋转机械、电机、泵、阀、加工机械等通用设备,以及海洋工程及船舶、石油石化、航空航天等领域的专用设备,开展定制化分析,从而提高应用体验,提升研发设计能力,缩短产品研发周期,提升产品研发质量。
◆ 装备制造产品研发设计
可针对旋转机械、电机、泵、阀、加工机械、海工装备及船舶、石油石化装备、航空航天装备等不同类型、不同工业领域的装备进行行业定制化仿真模块开发,针对各类产品设计中的共性与特性问题进行专业性计算分析;
◆ 生产工艺优化
结合旋转机械等通用设备,以及海洋工程及船舶、石油石化、航空航天等领域专用设备的生产工艺过程优化问题进行定制化集成与开发,构建包含工艺优化仿真、工艺数据存储、工艺数据分析等多个功能模块,同时具有与其他信息系统的集成接口,包括与研发设计平台的集成,以及与PDM、ERP、MES系统的集成,实现信息与数据的传输与共享。
支持汽车、装备制造、能源化工、海洋船舶、建筑土木等各个产业领域,具备一定的产品研发实力,具备一定的信息化建设能力,希望联合天津超算中心建立自身的产品研发、生产等信息化平台体系的科技型企业、双创团队、高校以及科研院所。支持京津冀科技型企业申请科技创新劵补贴。
1) 水轮发电机叶轮优化设计平台——天津市天发水电重型装备有限公司
项目由天发水电、国家超级计算天津中心、天津大学三家以产学研联合的方式立项开展“基于云的水轮发电机叶轮优化设计制造平台”的研发,构建面向水电设备领域的云设计制造平台,形成一整套支持水轮机叶片的云设计平台的方法集和工具集,有效的覆盖水轮机叶片制造企业的设计过程,提高设计效率,大幅度提高水轮机叶片制造业的设计服务能力。
通过对涔天河电站水轮机进行三维定常湍流CFD计算,得到了各个过流部件内的流动细节,对比试验确定了仿真设计的合理性,整个机组的水力性能完全能够满足业主的要求,采用云的方式使设计周期缩短了30%,相关水轮机项目收入6900万,利润率10.62%。云平台的落成与天发水电正在申报的水电设备领域工程实验室形成功能上的有机互补,从仿真与实验两个层面共同支撑起水电设备的研发体系,而仿真服务也将成为公司继设备的研发、生产、实验、检测以外一项新的业务形式。
图9 水轮发电机叶轮优化设计
2) 其他主要服务案例见表7。