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安世亚太助推国内工业设计研发标准与规范

  所谓标准规范,就是为了在一定的范围内获得最佳秩序,经协商一致制定并由公认机构批准,共同使用和重复使用的一种规范性文件。工业产品设计研发,标准化工作是各个工业领域一项重要的基础工作,是提升企业研发水平、提高研发效率、保障研发质量、提升管理水平与企业形象的重要保障。安世亚太始终致力于帮助国内企业进行精益研发能力体系建设,近年来在技术标准规范方面做了很多工作。

  一方面引进国外经多年工程验证的各类标准规范的软件,另一方面针对目前国内成熟的研发标准规范进行软件化封装,提高标准规范的使用效率。与研发相关的法规标准主要包括监管类法规和技术标准规范。技术标准包括国家标准规范、行业标准规范和企业标准规范。

  怎么理解标准的重要性?举一个简单的例子,大家熟悉的欧洲汽车安全标准,由于标准在不断提高,国内车企想进入欧洲市场就需要不断追赶变化的欧洲管理标准,否则直接影响汽车在当地市场的销量甚至是准入资格。因此,从研发设计阶段就引入技术标准,无疑是未雨绸缪的明智之举。

  软件化技术标准,加速符合计算

  其中FKM标准(《Analytical Strength Assessment of Components in Mechanical Engineering》)是德国机械工程研究委员会根据机械产品在实际工程中的应用情况,统计出的针对由钢、铸铁及铝材料制成构件的静强度及疲劳强度的评估规则,考虑了大多数对构件强度(静态和动态)产生影响的因素(表面状况、残余应力、结构细节等),可以基于名义应力法或局部应力法使用利用率对焊接和非焊接构件的静强度及疲劳强度问题进行评估,在欧洲各领域得到了大范围的应用。

  欧洲国家机车、风电等大型标准化管理企业,在与供应商合作过程中,会要求供应商产品设计和验证过程中使用FKM等通用标准,供应商需要通过满足FKM标准的计算验证产品的符合性。国内企业近年来开始引入FKM标准,基于FKM规范开发的FKM inside ANSYS软件,实现标准软件化应用,与国际通用大型仿真软件ANSYS集成在一起,提升技术标准的易用性,同时也比手动计算显著提高计算效率。

  图2 FKM inside ANSYS焊缝评估(来源:安世亚太)

  标准规范的软件化封装

  VDI2230(Systematic calculation of highly stressed bolted joints Joints with one cylindrical bolt)规范是德国工程师协会复杂组织编写的针对高强度螺栓进行设计评估的标准。本标准已经超过40年的实际应用,为设计者和结构工程师提供了详细的计算步骤和系统的方法,目前是设计和校核螺栓的世界级标准。通过以标准为内核的成熟软件(基于VDI 2230规范开发的Bolt Assessment inside ANSYS软件)的引入,可以加快国内外标准接轨,加强国际交流与合作。

  螺栓评估

  标准规范是产品研发平台化重要一环

  如果说有哪种策略可以让研发项目的质量、成本和进度三个方面同时得到提高,那就是平台化开发,产品研发平台化指的的是由一系列产品研发的共用工具、核心应用组件及技术平台组成,是整个系列产品所采用的共同要素集合,包括共用的系统架构、子系统、模块/组件、关键技术等。其中标准规范是关键技术中重要的一环,安世亚太在参与企业研发平台建设过程中通过对企业常用标准规范的软件化封装工作,例如针对核电设备力学分析评价的ASME和RCC、用于电子设备振动试验的GJB150、中国船级社针对海洋结构物评估的指南以及CASE2605-1等诸多规范,均形成了基于规范的工程化应用系统。

  基于Case2605-1加氢反应器蠕变疲劳分析系统(来源:安世亚太)

  经过十余年的积累,安世亚太与企业充分合作,协同企业推进产品研发与标准规范的软件化封装工作,集中优势资源形成合力,促进企业研发能力建设。

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