Dagens produkter blir mer komplicerade i takt med att de digitala och fysiska världarna fortsätter att kombineras. Företagen står i detta inför stora utmaningar när det gäller att driva innovation och öka produktkvalitet, samtidigt som cykeltider, kostnader och risk reduceras. Detta menar sig nu ANSYS kunna möta med version 19.
– Den hjälper ingenjörerna att hantera komplexitet och öka produktiviteten, vilket ger användarna möjlighet att ge ännu mer exakta svar inom det bredaste utbudet av applikationer – vilket gör simuleringen ännu mer genomgripande, ANSYS’ Eric Bantegnie, VP och general manager, Systems Business Unit.
Dramatiska tidsvinster. Stora ord, visst, men klart är att bolaget levererar förbättringar över hela sin portfölj – från struktur- till vätskesimulering och från system och halvledare till elektromagnetik. De vana användarna kommer att märka dramatiska förbättringar avseende tidsaspekter på vägen mot lösningar, medan nya användare kort och gott kan dra nytta av toppmodern funktionalitet.
– När den digitala revolutionen accelererar disruptiv produktinnovation måste ingenjörerna övervinna nya sofistikerade design- och teknikutmaningar, säger Eric Bantegnie. En poäng är att det måste gå fort för att ”konkurrensfördelsfönstret” som eventuellt öppnats inte ska hinna slå igen.
– Med version 19 kan ingenjörer använda simulering för att fördjupa produkternas kapacitet samtidigt som lösningen tämjer komplexiteten och stimulerar innovation på alla nivåer. Detta i sin tur resulterar i nästa generation av smartare och mer avancerade produkter.
Så vilka är mer detaljerat höjdpunkterna i den nya utgåvan? Eric Bantegnie pekar på följande:
* Förenklar hanteringen av komplexitet. Övergripande skriver ANSYS i pressmaterialet att, ”version 19 tämjer komplexiteten genom att stödja och ge tekniker hjälpmedel som förbättrar tillförlitlighet, prestanda, hastighet och användarvänlighet.”
Detta gäller det mesta i sviten, från stöd för analys av arkitektur och designspråk (AADL) till gränssnitten mellan människa och maskin (Human Machine Interfaces – HMI) för beräkningar av RSC (Radar Cross Section, ”radarmålarea” – mer om nyttan med detta nedan).
Kontrollera systemkostnaderna. ANSYS 19 har nytt stöd för AADL-kompatibel modellering av flygsystem. Denna typ av modellering ger organisationer möjlighet att förstå och kontrollera systemkostnader, men kan också bidra till att maximera kritiska prestanda och egenskaper; exempelvis systemets tillförlitlighet, integration, säkerhet och tillgänglighet.
Genom modelleringssystem i AADL kan man effektivare integrera delsystem och komponenter som har anskaffats från flera leverantörer. Detta gör att användarna snabbt kan identifiera och hantera driftskompatibilitetsfrågor.
Utformning av flygsystem. ANSYS 19 erbjuder en bred och beprövad verktygssats för modellering av programvaru- och hårdvarukomponenter för att stödja utformningen av flygsystem för militära applikationer, som överensstämmer med FACEs tekniska standard.
Men förbättringar i autonom teknik över flera ”grenar” kräver ökad funktionalitet och testning på applikationssidan. I den nya versionen kan ingenjörer utforma och genomföra komplexa och toppmoderna inbyggda HMI (Human Machine Interface). Från utformning av cockpitskärmar för flygplan till infotainment och instrumentbrädeskärmar för bilar, till att styra skärmar för industriella tillämpningar.
RCS – idealsikt för utformning av stealthteknik. I den elektromagnetiska sviten introducerar ANSYS RCS-analys med HFSS SBR +.
Denna teknik är idealisk för ingenjörer som utformar autonoma fordon, avancerade detektionssystem och stealth-teknik. RCS-akronymen står för Radar Cross Section, eller på svenska: Radarmål-area. Nyttan av att kunna beräkna och simulera kring detta är av stor betydelse inom exempelvis militärflyg. RCS är ett mått på hur stort ett mål uppfattas vara av en radar. Ju mindre RCS man har i exempelvis en luftstrid, desto bättre. För den som vill ta sig fram obemärkt är en så liten RCS som möjligt sålunda viktigt. Ofta kopplas RCS-begreppet till flygplan eller båtar som är utrustade med stealth-teknologi; denna går nämligen ut på att med hjälp av avncerad teknik minska sin RCS.
I ANSYS 19 finns verktyg och kapabiliteter som vässar användarupplevelsen inom RCS och de andra disciplinerna.
Här finns nu goda möjligheter för användare att digitalt utforska och optimera designen genom t ex många iterationer på kortare tid. ANSYS har en casestory i detta:
– Vid AirLoom Energy hade vi målet att revolutionera utformningen för att fånga vinden maximalt i ett vindkraftverk. En tuff, men inte omöjlig uppgift var i detta att utveckla en linjär generator med en tvärgående permanent magnet. Efter att två ledande experter på maskindesign förklarat att en 3D FE-analys skulle vara omöjlig att genomföra gav ANSYS den lösning vi behövde, berättar Robert Lumley, grundare av AirLoom Energy. Med ANSYS-verktyg fick vi fram dussintals topologier och tiotusentals geometrier, optimerade vår generator och nådde flera framgångar med patent.
Högpresterande elektronik och värmekänslighet. Att förutse temperaturens påverkan i elektronikprodukter har blivit avgörande för att leverera pålitlig, högpresterande elektronik. Termisk påverkan på konstruktionen är en viktig faktor för materialval, kylstrategi och formfaktorbeslut som slutligen bestämmer storleken, vikten och kostnaden för slutprodukten. Här levererar den nya ANSYS-miljön ett robust, integrerat elektromagnetiskt-termiskt arbetsflöde, som förutser viktiga termiska effekter inom elektronikdesign. Allt detta är viktigt för exempelvis företaget Samtec, Signal Integrity Group.
– För att konstruera konnektorer med högsta prestanda, korskopplade system, optiska motorer och kablar kräver vi på Samtec en konstruktionsprogramvara som är korrekt, förutsägbar och snabb, säger Scott McMorrow, chefstekniker på Samtec. Han fortsätter:
– Vår uppfattning är att ANSYS arbetar för att skapa ett sömlöst integrerat elektro-termiskt designflöde kombinerat med en teknik för 3D-komponenter som ger kapacitet att stötta oss i målet att fortsätta att revolutionera designen av elektroniska konnektorer.
Funktionell säkerhetsanalys. Nytt i systempaketet ”ANSYS medini analyze”, är tillgänglighet för funktionell säkerhetsanalys i applikationer för fordons-, flyg- och försvars-, järnvägs-, nukleära- och andra industrier med höga säkerhetskrav. Genom att implementera stegvisa modellerings-, analys- och verifieringsprocesser, som överensstämmer med gällande säkerhetsstandarder, förenklas och automatiseras analysen av felaktigheter och deras kopplingar till säkerhetsmekanismer. Här finns ett brett spektrum av operativa scenarier.
Vidare – nästa generations bil, med mobila och högpresterande datortillämpningar, kräver avancerade system på chips som är större, snabbare och mer komplexa. ANSYS 19 för halvledare ger omfattande simuleringslösningar, som samtidigt löser olika designattribut som t ex brus, värmeegenskaper, tillförlitlighet och prestanda över chip, paket och system. En poäng i sammanhanget är datasimuleringsplattformen i ANSYS 19, som möjliggör snabba designiterationer innehållande flera driftsförhållanden och dess funktionella analyser.
Optimering av prestanda på fluidsidan. På fluidområdet hävdar bolaget att 19-versionen ger, ”ingenjörer möjlighet att producera bättre resultat på kortare tid och med mindre ansträngning.”
Nya funktionaliteter minskar betydligt beräkningsarbetet som krävs för att optimera prestanda i sprutmunstycken. ANSYS 19 använder volymen i vätskemodellen för att direkt spåra instabiliteter i gränssnitt och ytspänningseffekter som ger upphov till ligament- och droppformation – vilket resulterar i en snabb, exakt sprayuppdelning och droppfördelning. Jobbet med detta blir minimalt jämfört det tidigare beräkningsmässigt konventionella, men mer opraktiska, sättet att beräkna droppstorleksfördelning.
ANSYS 19 och ”strukturpaketet”. ANSYS styrka är bredden i de olika lösningspaket man erbjuder. Strukturområdet är ett av dessa. I denna svit” har man fått fram ett antal riktigt spännande historier, som förvisso kan karaktäriseras som genombrott. De förbättrar och i delar automatiserar ANSYS kapabiliteter inom separations, morphing-, adaptive- och re-meshing.
Branschens första parameter för vad som händer när krafter som deformerar material leder till materialbrott gör det möjligt för användaren att gå bortom de traditionella linjära elastiska ”frakturmekaniska” antagandena.
Förmågan till icke-linjär anpassning i ANSYS 19 är generellt mycket avancerad och ger ingenjörerna möjlighet att erövra ickelinjära problem i applikationer kring sånt som tätning och formning av material.
– Ansys simuleringsprogramvara har varit det viktigaste verktyget för att vi ska kunna utforma högt integrerade RF-strukturer för 3-D-utskrift som är 10 gånger mindre och 90 procent lättare än vad som tillåts med traditionella tillverkningsprocesser, säger Michael Hollenbeck, chefstekniker, OPTISYS.
– De kraftfulla optimeringsmöjligheterna i programvaran har gjort det möjligt för oss att förkorta våra konstruktionscykler med 30-50 procent och effektivt flytta alla prototyper från hårdvara till simulering.
Mekanik och elektromagnetik. I de mekaniska och elektromagnetiska sviterna ökar ANSYS 19 antalet inbyggda HPC-kärnor (High Performance Computing) från två till fyra. I kombination med snabbare och mer skalbara lösningar levererar de tillkommande HPC-kärnorna betydande beräkningskraft och resulterar i ytterligare kapacitet.
För att öka flexibiliteten kan användarna även använda samma ANSYS HPC-licens för att aktivera alla ANSYS-produkter. Dessa ändringar gör licensiering mer konsekvent och lättare för kunder att distribuera över sina organisationer.
– Bolagets tillvägagångssätt med ett ”öppet moln” är perfekt anpassat till vår hybrida HPC-strategi, säger Bill Mannel, VP och chef för HPC och AI på Hewlett Packard Enterprise (HPE).
– Med hjälp av HPEs högpresterande datorlösningar möjliggör ANSYS 19 företag att köra fler jobb, snabbare – vilket gör det möjligt för ingenjörer att spendera mindre prototyper och mer tid på att fokusera på kundernas behov.
Eftersom flygplan och bilar blir mer självständiga, autonoma, blir applikationerna som används i dessa industrier mer komplexa, vilket kräver multikapacitet. Applikationer för detta är vanliga i inbyggd programvara, men har utmaningar i form av sånt som måste utföras manuellt, inkluderat datahantering mellan funktioner som går i olika takt och schemaläggning av dessa funktioner för exekvering.
I ANSYS 19 finns ett applikationsstöd inbyggt i sviten, som ger ett sömlöst flöde för att fånga och verifiera ”multirate”-applikationsarkitektur.
På sista raden möjliggör detta att certifiering och kvalifikation går betydligt snabbare.
