重型装备资料合集：CAE、CFD、热管理、NVH....限时领！

装备制造业是为经济各部门进行简单生产和扩大再生产提供装备的各类制造业的总称，是工业的核心部分，承担着为国民经济各部门提供工作母机、带动相关产业发展的重任，可以说它是工业的心脏和国民经济的生命线，是支撑国家综合国力的重要基石。

装备制造业从生产通用类装备，如农用机械、工程机械，到生产基础类装备，如机床、工装，再到生产成套类装备，如石油、化工、煤化工、盐化工成套设备等，以至更高级的生产安全保障类装备和高技术关键装备，如军事、航空航天装备等，其厂房成本、设备成本、材料成本、研发成本、人力成本等开支都十分巨大，投资规模动辄上亿，以十亿、百亿观，也不鲜见。所以装备制造业是实足的资本密集型产业。

小编为大家整理了本次重型装备资料，帮助大家学习。重点围绕着非公路用车，如：采矿、农业、施工和材料处理行业等，西门子官方的解决方案和白皮书，快来一起看看吧！

资料目录

1	重型装备的耐久性和结构完整性
2	重型装备座舱舒适度和安全性
3	解决重型装备设计面临的热管理挑战
4	胸有成竹地开展重型装备耐久性测试活动
5	重型自动装备工程仿真软件
6	重型装备工程 – 预测式性能工程软件
7	面向管理层的重型机械数字化制造指南
8	电子书：适用于重型装备的西门子预测式性能工程

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资料介绍

01

重型装备的耐久性和结构完整性

将 CAE 仿真和测试解决方案相结合，进行高质量的产品工程

重型装备一直以来都是在极为恶劣的环境中运行，所以从结构完整性和耐久性的角度来看，重型装备这一车辆类型的设计要求堪称严苛。

用于耐久性预测的 CAE 仿真

结构分析是仿真的起点。在对某个组装件进行测试时，该 3D 仿真解决方案会将计算机辅助设计 (CAD) 和 CAE 工具关联起来。仿真测试可用于开展虚拟测试，即开展在重型装备常见物理场景中难以实现的测试。西门子的 Simcenter 3D 为重型装备制造商进行 3D 仿真提供了全面的完全集成式 CAE 解决方案。

重型装备的耐久性测试

虽然仿真可通过虚拟方式验证产品的设计和寿命，但物理测试在了解真实负载方面发挥着关键作用。现场数据评估中的耐久性测试包括数据采集硬件、数据采集软件和数据分析软件等要素。

本白皮书主讲

了解完全集成式 3D 仿真 CAE 解决方案以及真实数据收集和测试软件包，帮助重型装备 OEM 以更低成本和更快速度将高质量的新产品推向市场。

介绍了 Simcenter ™ 3D 软件如何帮助非公路车辆设计工程师取得理想成果。该软件由两部分组成：用于3D 仿真的完全集成式综合性计算机辅助工程 (CAE) 解决方案，以及完整的集成式真实数据收集和测试软件包 – Simcenter 测试解决方案

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02

重型装备座舱舒适度和安全性

将仿真与测试结合使用可提升重型装备座舱舒适度和安全性

借助工程方法可提升重型装备座舱舒适度和安全性

重型装备制造商们无不希望自己的产品在市场赢得好的口碑。为此，整个行业在设计产品时都会考虑噪声、振动与声振粗糙度 (NVH)、动态人体工学和热管理等问题，以提升座舱舒适度和安全性。但要确保座舱舒适度和安全性令人满意并非易事，而是一项重大的工程挑战。

本白皮书旨在探讨如何利用高级仿真和测试解决方案来应对此挑战，并减少工程和开发时间及成本。

NVH 软件与源-传递路径-接收体 (STR) 方法相结合

保证 3D 建模效率固然重要，但获得正确结果亦不容忽视。在物理测试或 3D 仿真阶段，可结合使用 NVH 软件和 STR 方法将问题分成几部分。

作为一种结构化的高级工程方法，STR 可对所有潜在问题进行系统性检查，从而最大限度提高座舱舒适度，并使整个工程过程告别耗时昂贵的试错方法。

车辆 NVH 预测

传递路径分析 (TPA) 可同时用于物理测试和仿真。与模态分析中的协同一样，经测试验证的仿真模型可用于对设计更改引起的变化进行车辆 NVH 预测。在机器开发过程中，应将测试与仿真结合使用，以减少不确定性，获得最佳结果。将测试数据用于仿真模型能可靠预测现实世界中无法测量之处的测量结果。

车辆座舱热管理

随着非公路车辆日益先进，车辆座舱热管理也变得愈发困难。由于重型装备具有独特的热动力学，并常用于某些非常恶劣的环境下，工程师在相关热管理设计中需要考虑众多变量。而在热管理设计方面，系统仿真和 3D 仿真软件包可谓是优势显著，让工程师能够在虚拟世界中经济高效地测试大量变量。

动态人体工学设计

由于在非公路场景下驾驶重型装备时振动水平较高，动态人体工学设计是实现座舱舒适度和安全性的一大关键因素。将仿真解决方案用于全身振动测试可测试数量更多、细节更丰富的动态场景，从而减少工程时间和成本，并改善车辆安全性及运行时长和效率。

下载本白皮书，详细了解重型装备制造商可如何利用高级仿真解决方案告别昂贵的物理原型测试和验证。

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03

解决重型装备设计面临的热管理挑战

未来重型装备的热管理仿真

通过此白皮书，详细了解使用热管理解决方案如何能让 OEM 通过比以往更高效地开发高性能重型装备来获益。

在重型装备预设计中进行系统仿真的优势所在

使用系统仿真解决方案具有几项核心优势，其中最显著的就是速度优势。从热管理角度而言，系统仿真可供完整分析组件在遇到车舱环境和发动机温度之类不同热输入时的反应和表现。这样设计师就可以尽早对所有零件进行可靠性分析，从而在设计流程早期阶段对关键组件进行准确选型并发现潜在问题。如果没有系统仿真软件解决方案，在原型制作阶段之前，即使进行基本热管理分析，对于开发人员而言，也是一个极为挑战且漫长的过程。

嵌入式 CFD 验证

除了使用系统仿真结果用于功能预设计以外，还可以通过嵌入式 CFD 方法进一步获益。重型车辆制造商主要研发 (R&D) 部门不再只是采用纯线性系统，而是转而采用并行使用不同仿真类型的方法。嵌入式 CFD 是一种捕获各种物理场的解决方案，能够更快周转，便于其他工程师开始对其他机器组件进行工作，比以前的速度要快很多。最终，这种方法实现了更快的完整机器设计总体验证。

非公路用装备的电气化解决方案

电动重型机械的重大增长领域带来了冷却系统难题的些许改变。发动机本身产生的热量减少，因此更为复杂的电源架构要求人们必须关注逆变器之类组件。同时，电动车辆中电池的热管理可能尤为困难。此外，保持座舱温度让机器操作员感觉舒适并尽可能减少能耗，这也给电动重型装备带来额外的挑战。系统仿真解决方案可以有所帮助，分析可以准确显示不同场景如何影响电池性能，以便为适当的热管理解决方案提供必要的电源。

下载此白皮书，了解重型装备的现代化热管理仿真方法应该如何融合系统仿真、混合或嵌入式 CFD 和完整 CFD 仿真，从而彻底提高重型装备 OEM 的竞争优势。

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04

胸有成竹地开展重型装备耐久性测试活动

重型设备耐久性测试创新

此 Simcenter 白皮书阐述如何执行重型装备的耐久性测试，确保每项活动或步骤都已针对测试效率进行调整和优化，并保持同样高水平的质量。

非公路用机器的耐久性测试

重型装备调整和优化之后的非公路用机器耐久性测试由一系列不同活动组成：

• 机器仪表

• 需添加测力计和压力传感器

• 定义采集软件中的通道设置

• 在试验场执行操作，对实际使用情况进行仿真并测量载荷

• 验证已测量数据，通过删除峰值、位移、偏移之类异常值来清理数据

• 深度耐久性分析以获取潜在损伤见解

• 数据转换和报告

• 为仿真、试验台或试验场加速测试时间表

下载白皮书，确保测试的每项活动或步骤都已针对测试效率进行调整和优化，并保持同样高水平的质量。

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05

自动驾驶重型车辆工程仿真软件

提升重型自动驾驶车辆的设计，利用仿真软件应对当今车辆与日俱增的复杂性

本白皮书探讨了仿真解算方案（贯穿从概念构想到自动机械实现整个过程）可为重型车辆行业设计师和工程师带来的益处。

除此之外，还讨论了虚拟车辆开发和测试、仿真传感器开发、创建虚拟工作环境的最新进展，并展示了如何利用 Simcenter™ 软件（属于西门子旗下综合性、集成式软件和服务 Xcelerator™ 产品组合的一部分）实现此类仿真技术的有效和流畅整合。

面向重型装备工程师的 MBSE

基于模型的系统工程 (MBSE) 是开发自动驾驶车辆的完美选择。采用仿真方法就可以开发机器及其作用环境的数字化双胞胎。借此，工程师可以虚拟探索自动车辆设计并加快高级控件确认和验证。对于车辆耐久性而言，通过传统物理测试方法进行确认和验证可能极为困难且成本高昂。

借助数字孪生技术降低重型装备工程的复杂性

支持重型自动装备开发的全面数字化框架开发依赖 3 个主要因素：

第一，机器本身；

第二，机器运时作的自然环境；

第三，传感器应该能够替代操作员的感官。

确认和验证自动化以降低成本

助力自动驾驶重型车辆仿真成本大幅降低的主要因素就是算法确认和验证工作流程的自动化。实际上，实现不同天气或光照条件下算法性能验证的自动化，或者只是确保工作流程覆盖所有可能场景，都可以改进感知算法验证的范围，更不用说由此自动化带来的对于开发时间和成本的节省。

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06

重型装备工程 – 预测式性能工程软件

您的重型装备工程能否跟上全球范围内行业不断增长的复杂性趋势？可精确预测性能的工程能帮助加快开发高级重型装备，满足客户需求。

此信息图概括介绍重型装备制造商如何使用预测式性能工程软件将行业复杂性转化为竞争优势。

物理场仿真

如何在满足政府排放和安全法规的同时保障机器性能？利用先进且全面的多物理场仿真，一次性实现正确的设计。

CAE 自动化

如何以更少的资源实现更高的生产率目标？通过无缝 CAE 自动化即刻获得有关设计性能的定性反馈并使常规流程自动化。

数据集成

如何满足不断增长的对于物联网赋能设备的需求？运用现场物联网数据集成来打造互联工作场所，实现更快开发的闭环反馈和预测性维护。

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07

适用于重型装备的西门子预测式性能工程

凭借预测式性能工程实现重型装备工业 4.0

您的重型装备开发流程能否跟上快速发展的建筑业、采矿业和农业？可精确预测性能的工程能够加快开发高级重型装备，以满足客户需求。

注册阅读本电子书，了解预测式性能工程如何通过以下方式为重型装备工业 4.0 赋能：

• 缩减成本和时间

• 降低排放

• 提高质量与合规性

• 提高安全性和运行时间

预测重型装备的性能

随着互联技术和自动驾驶技术的进步，重型装备也在不断发展。客户对 IoT 智能装备的需求有增无减，由此产生了大量数据。开发流程数字化使制造商能够尽早准确地预测其装备的性能，从而加速创新并推动新一代重型装备的发展。

西门子数字化双胞胎技术将最大程度提高非公路装备的性能

以仿真和早期验证为核心的数字化方法是应对不断增加的成本和复杂性的唯一途径。西门子数字化双胞胎技术可最大程度提高性能，使非公路装备制造商能够精确预测产品在所有性能属性下以及整个生命周期中的行为。

重型装备工程的数字化转型优势

在仿真得到应用之前，重型装备工程不得不依靠样机和物理测试来验证设计。如今，西门子的预测式性能工程解决方案可将多物理场设计、仿真、测试和现场数据分析整合到统一、互联的工作流程中，从而能够以更低的成本更快生成精确的结果。

注册下载本电子书，了解数字化转型可为如今在全球市场中角逐的制造商提供哪些优势。

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08

面向管理层的重型机械数字化制造指南

实现重型机械行业的战略目标

近期的市场情况表明，按照旧有的方式经营业务已经不再可行。数字化制造对于解决复杂生产问题、改善业务并实现战略目标已经必不可少。

拥抱数字化制造的重型机械企业必然可以：

• 加速产品上市

• 降低风险

• 增加利润

• 提高市场地位

在本电子书中，您可以了解到重型装备行业的管理层应如何凭借数字化制造的力量应对制造行业出现的越来越多的挑战。

精益制造的数字化工具

制造商需要不断引进创新的设计、材料和制造流程。借助数字化工具促进精益制造和加快创新的关键在于产品设计和制造工程之间更加紧密的协同。通过在公共数字化生态系统中操作并共享相同的数据基础设施，设计和制造工程师可以被赋能直接协作。

数字化制造可以降低风险

数字化双胞胎赋能精确的生产规划、仿真和验证，降低了风险，大幅节省了原本高昂的下游成本。在实际生产之前，通过工程、运营（生产）和业务系统之间的实时协同，企业可以准确验证资源的可用性、性能和生产量。数字化制造还允许工程师快速识别和解决生产过程中可能出现的任何问题。

提高重型装备行业的利润率

全球化和大规模定制的市场驱动力造成不确定性，需要制造商更加灵活应变。为了提高重型装备行业的利润率，制造商必须将工程、工序和工厂资源性能与企业体系及自动化系统进行协同，达成数字化连接。

此方法可以通过闭环协同确保运营性能最佳、降低变更成本、加快创新，同时保持最高的质量和运营效率。

西门子数字化制造解决方案

制造计划必须为现在和未来的业务规划提供新的运营方式。西门子提供强大的数字化制造解决方案能够满足企业的竞争力需求，为数字化业务转型奠定稳定的软件基础。

下载此电子书，了解企业如何在如今这样动态变化的制造市场环境中蓬勃发展。

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