項目介紹
LG電子公司是消費電子、移動通訊和家用電器領域的全球領先制造商和技術革新者。LG在平板電視、移動設備、空調、洗衣機和冰箱等領域中均處于世界領先地位，2012年全球銷售額高達452.2億美元。
挑戰
電子行業中最為暢銷、更新換代最快且競爭最為激烈的產品莫過于智能手機。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生巨大影響。
然而，當前開發流程中的一些方面尚未能順應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，這是確保產品質量及穩健性的關鍵因素，因此也是體現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來進行虛擬跌落測試，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，因此對其進行幾何清理、簡化以及網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，從而進一步延長了獲得結果的時間。因此，行業內進行的跌落測試仿真（從設置、開展到分析）平均需要一至兩周的時間。其中最耗時的環節當屬建模與后處理，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，使LGE工程師在24小時之內便可完成虛擬智能手機的跌落測試。此方法實現了建模、跌落和彎曲分析的完美結合，將顯著加快產品開發步伐，助力LGE斬獲行業競爭優勢。
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團隊開發出了一種在簡化幾何、創建焊接點、生成高質量網格以及創建零件之間的接觸面中實現全面自動化的方法，進而在前處理過程中節省了大量時間。通常情況下，對智能手機中數以百計的零件進行手動建模和網格劃分并創建報告需要花費工程師一周的時間。而憑借Altair-LGE團隊開發出的流程自動化系統，同樣的任務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，具有友好的用戶界面，能夠對跌落和彎曲測試情況進行精確仿真。框架式的網格劃分瀏覽器能夠根據特定的網格劃分條件設置數百個零件，并使用批量網格劃分方法自動對各個零件進行相應劃分。在后處理方面，此系統允許用戶加載多個方向的結果文件，并針對每種加載情況生成相應報告。此外，系統還將繪制輪廓線、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，團隊工程師能夠實現有限元分析建模、分析設置和后處理的自動化，無需再一一手動處理這些任務。此系統還可將跌落和彎曲分析的標準化、可靠性以及可重復性推向新的臺階。
圖3 流程自動化系統–24小時快速沖擊仿真(QIS24)
圖4 流程自動化系統(QIS24)瀏覽器與分步指南
結論
Altair-LGE團隊在使用可行工具集執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的實施，對印制電路板(PCB)和芯片進行網格劃分并創建PCB和芯片之間的焊接點僅需不到5分鐘，而手動進行此任務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。
這一自動化系統使電子行業內包括上市時間、創新與成本在內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節省出的大量時間來探索更多設計方案，進而不斷超越、不斷創新。此外，LGE的保修成本有望得到大幅縮減，因為智能手機經優化后，將更不易損壞。
“智能手機行業內的當務之急便是加快產品上市速度，”LG電子MC研發中心高級研發工程師Hyong-Won Seo表示，“但是很多公司在分秒必爭的產品開發周期根本無暇權衡太多設計方案。跌落測試仿真的常規周期一至兩周已不能滿足當今市場發展的要求。如今，通過Altair的技術，我們能夠將跌落測試所需時間從一周削減至數小時。”
LGE計劃將24小時跌落測試仿真系統應用于其新款手機的開發，Altair預測，這一標準化的自動化流程在其他類型消費電子產品（筆記本電腦、家用電器、空調等其他產品）的設計中將同樣大有用武之地。
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本文標題：LG電子利用創新的流程自動化方法，在24小時內完成智能手機的跌落測試仿真
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