2023年2月20日 星期一

與電腦輔助分析浪潮一起共舞

 2件事促使我決定開始在LinkedIn發文分享一些在電腦輔助分析使用的方法,故事及心得。
(1)最近ChatGPT爆紅,有人開始拿來交作業、寫程式;來自社會及教育界的不同聲浪,開始檢討要不要禁止學生使用ChatGPT;也有人專程地在找ChatGPT的錯誤我與兒子兩人一起用了它,發現這東西比老師及我都教得出更多東西,突然問我:學校及老師,老爸你的工作(我不是老師啊)會不會被取代?

(2)公司派遣同仁參加一門由台灣研究單位所上的結構分析課程,同仁主動與我分享參與課程的心得報告。同仁覺得授課講師向參與課程業界學員指出:電腦輔助分析的結果只能提供參考,還是手算的比較精準,因此整個課程主軸提出以經驗公式"進行結構分析會較佳。年輕的同仁覺得匪夷所思:若台灣所謂前瞻性工業研究單位都對於電腦輔助分析在工程上都有這麼認知,是不是哪裡出了問題(我想他開始懷疑人生了….)?

(圖一)現代遇到這樣的簡潔設計應該不多了吧?

(圖一)現代遇到這樣的簡潔設計應該不多了吧?

這也難怪,從教育到工程觀念,從讀書開始到就業,一路考試拿鉛筆、原子筆進行學習與問題解析的人,追求標準答案及正解,甚至進行課程編撰,一旦遇到ChatGPT、電腦運算這類的系統,突然發現過去所認知的核心價值將被取代,所面臨的錯愕,除了否定之外,可能還要等一陣子才會回過神。
用個有點不禮貌的比諭:告訴土人要穿鞋保護腳去市場賣東西比較快,他可能會笑你脫褲子放屁,更何況他可能脫鞋都跑得比你快。
但是,現在面臨的是:要去市場時,別人已經騎車或開車了,開車還有人用自駕。或許有人會說路上會塞車,還是脫鞋跑比較快。但是沒有看到整個社會未來路都要拓寛了,還有人準備用無人機去市場。還有,社會型態在變了,有穿鞋,賣東西時形象看起來比較好。

土人們,該是轉變觀念了。

這並不代表我們就很先進,我常用一個順口溜跟同仁開玩笑我的專業:別人騎馬我騎驢,仔細思量我不如。 回頭看見挑腳漢,比上不足下有餘。站在這個時間點,有些衝擊是難免的,我們可能不是浪潮的發起者,但實在沒有必要成為浪潮的阻礙者,因為大浪來了,沒有順勢只有等著被破壞。 

這個趨勢,背後概念很簡單,就是運算(Computing)。我處理的位置在於電腦輔助工程運算(Computing Aided Engineering,CAE)。我一直在工程輔助分析(CAE)這個領域內待著。久而久之,發現同年齡層的好像也不多了;到了這個年紀,回頭看看還有下幾個世代,正顯露出有點不確定的存在感。這個領域,在台灣可能沒有存在感的確定性,但我也從不在乎,只要是對的事,有能力及有機會我都會做下去。但我確定的是:每個人都參與在這數位革命中。

我決定在LinkedIn裡發出一些微弱及非主流的聲音,讓在台灣其它領域的精英留意一下這個世界安靜的潮流,它早就影響了很多工程界及領域,只是你不知道而己。這些故事,希望能讓您瞭解如何與這個浪潮一起共舞。

2022年3月1日 星期二

鑫威資訊”三維公差穩健設計分析”課程與眾不同之處

 最近很多朋友開始詢問我們有關於公差分析的課程: 鑫威資訊的三維公差穩健設計分析課程與其他的公差分析課程有什麼差別?

我們的課程最大的特色是提供一個穩健設計流程: 我們讓參加的學員在設計階段,使用3DCS這項工具結合GD&T識別與機構組裝設計,進行三維公差分析,預測品質目標,找到真正的設計問題根源(Root Cause),預防並改善問題。

  • 上這門課之前請先問問自己:為什麼要上這堂課?

我們最常得到學員的回答是:1.來自學員的顧客對於圖面的要求。2.品牌公司對於自身產品品質的要求。

為什麼學員的客戶會有這樣的要求呢?因為每一個顧客都想要確保供應商所設計的產品會符合他們的品質要求,站在數字管理的角度,最好還能夠提供良率的訊息。因為客人要求,報名一項課程符合客戶需求,是台灣廠商經常有的反射動作。

但如果你上這類課程的目的是為了符合外部的需求,我們建議還是上網好好搜尋資料就可以了!因為我們的課程不一樣:鑫威資訊的課程會徹底的改變你對機構設計的認知,打破過去以經驗為導向的設計方法。我們會告訴你一套清楚的流程來進行機構尺寸公差穩健設計。

這套方法我們稱為鑫威尺寸工程穩健設計(Dimensional Engineering Robust Design of SIMulation softWARE)

  • 目前市售公差分析課程的問題

我們也曾經受邀於著名的ODM公司講課,幾乎每家公司都一樣: 機構工程師一聽到要上公差分析,不是準備要休息,就是準備一臺筆電/手機做自己的事。因為:這些東西不就都上過了嗎??他們也用自己實務的經驗證明了:像這樣的課程沒有什麼太大的作用。為什麼會這樣子?

因為有以下錯誤的認知:

1.上公差分析課程就是要知道GD&T要怎麼標,因為標上GD&T的圖面良率會比較高。圖面看起來比較專業。

回顧網路上市售的標準課程,都會從幾何公差辨識開始。因為大部分的工程人員都認為:標註了幾何公差就會符合了客戶的需求,標註了幾何公差您的設計就會變得更好。如果你有以上的認知:這些都是對於幾何公差不了解的誤謬。我們會在這堂課裡突破你的盲點。

2.已經上過公差分析,但不知道有什麼用。

這個答案很簡單:因為過去您上的公差分析通通都是一維的分析;但是不要忘了我們是活在三維的世界。我們會在這堂課裡再次突破你的盲點。

3.上公差分析就是用Excel進行一維RSS尺寸分析

大家都想了解公差分析要如何進行,如果您學的是幾何公差標註,使用的是一維公差分析的方法。那我建議你可以省下這筆錢,因為幾何公差是二維以上的變異,用一維RSS公差的方式怎麼會是正確的呢?這次盲點中的盲點!有興趣可以看一下的連結,我們都已經證明這件事了

一維與三維公差分析的差異

一維與三維公差分析的差異


  •  我們只給客戶最有效的課程!

如果你詢問公差分析的課程只是為了瞭解幾何公差的含義,那麼我幾乎可以告訴你不需要查詢鑫威資訊的課程。因為鑫威資訊只提供有效率且對於設計有幫助的公差穩健設計課程!我們並不提供辨識幾何公差、說明幾何公差、或進行一維公差設計的課程。因為那對於設計以及提升良率一點幫助都沒有!

我們使用一項突破大家傳統觀念的工具:3DCS。你可以說它是一個軟體(我先接受您的想法,畢竟你還不是很了解我們上了什麼課,但最後您自己會否定這個想法),但更精確的說法是:我們教授的事:使用三維尺寸工程穩健設計的觀念。

這是一堂可以同時了解GD&T,並且改善設計的有效課程。

 


 鑫威資訊公差分析課程的特色:

用多維公差分析來預防及解決問題!

讓幾何公差等概念能夠更為務實更為有效率的幫助機構設計。

 對於設計者或是製造者,幾何公差的用意是為了表達允許幾何變異的範圍。但是重點是:產品可能不只是單一零件組合起來,所有的設計者應該關注的是:

1.      在設計階段,能否了解零件組合起來之後,是否符合品質的要求?Cpk是多少呢?

2.      產品設計皆有變異,能否在設計階段了解變異產生的品質目標良率是多少?

3.      如果未能符合品質目標,要如何得知哪一個是重要的尺寸?要修改哪一個尺寸呢?

4.      改善尺寸的方式能不能透過模擬分析的方法?能不能不要再打樣試組裝?

5.      如果公差要改變到底要變多少,才可以符合品質目標?

6.      網路上GD&T對課程都是靜態符號說明,請問有沒有動態呈現的方式?

參考的成果(動畫)


 

  • 工欲善其事必先利其器!

所有的分析方法,一定要有好的工具才能事半功倍,特別面臨目前複雜的設計環境及零件數量較多的產品,能否有效地得到許多量測目標的結果?這個過程一定要有適當的工具,在本公司的公差穩健設計課程當中,我們使用3DCS作為提升良率及品質目標的重要工具。

看了那麼多, 快加入SimWare的官方LINE留言”一維與三維公差分析”,獲得更多資訊。


2021年3月2日 星期二

乘長風破萬里浪-看LS-DYNA在船舶設計應用-2

從新聞事件,來看LS-DYNA在船舶設計可以應用的範圍有哪些呢? 

前"船"之鍳~潛艦碰撞所造成結構破壞風險評估

前些日子看到一則新聞:日本蒼龍號潛艦在上浮時撞到了一艘商船,聽說那台商船一點都沒有感覺,可是感覺蒼龍號傷不輕啊~~還好,除了舵面,艦橋設備及蒙皮損傷,看來結構是完整的,算是不幸中的大幸。

蒼龍潛艦相關新聞

很久之前的有一天不小心在網路上看到有人發表論文:在海洋強權日不落帝國-英國,用了LS-DYNA做了一個小研究:

他就是用一顆球在水裡,使用LS-DYNA/ICFD功能讓它上浮,撞到一個板子,研究一下這兩個相互撞擊的力量,及可能的狀況,並用實驗證明這個方法的可行性。

當初這篇文章發表出來,大家會覺得這種小事幹嗎拿來做分析?只有像我們這種嚴重的CAE職業病,一看就知道這個是用在潛艦或戰略性船艦上。

不妨瞭解一下國外研究問題的方法:簡化模型。先找到方法論,再將模型複雜化。至少簡單模型也可以發論文。



海岸巡防艦碰撞分析

看了一些新聞評論,很多評論者對於沱江艦的意見,不外乎來自於"船體結構"~~
1. 船體結構是否耐於海巡作業經常性遇到的"船體碰撞"(Collision)
2. 船體結構的抗浪性及適航性...簡單來說風浪大一點,是否承受得住。
這真的是好問題!大家評論沱江艦的鋁結構比一般鐵殼船鋼結構可能較弱,質疑在碰撞時無法經得起衝擊;從材料單一特質來評論,可能是如此。
新聞評論基本上可以用"想當然爾"一語帶過.不過不妨學習一下實事求是的精神。這種精神的表現就是用電腦輔助分析來驗証。
的確,鋁合金的強度(用工程的話語叫做楊氏系數)的確比鋼還低,但透過結構設計補強仍可提高。達成"質輕剛性夠"的目標。不過,沒有數字都是空想,這時就得用模擬來驗証一下,減少浪費錢的實驗,並得到有效的數字。

我們來看一下陸上跑的車子怎麼處理這個問題。

Ford F150是個熱銷的汽車;為了輕量化發表了鋁合金車體。在2015年全世界對工程師最沒人性的IIHS測試中,果然是逃不出魔咒,鋁合比較弱。所以您說鋁合金結構比較弱,我不能說您錯。
但在2019年的IIHS評比中,用了複合式材料(使用不同材料,不一定是指單種材料)車體,得到的結果,比純用鋼材的車體,甚至有過之而不及。請看一下下方連結,嚇死人了!?竟然比市售的傳統車體安全性評比還更不錯!
我們參加LS-DYNA研討論的經歷:Ford的確在這部份用了一些心思在做模擬研究,有用到LS-DYNA。
若以車體結構實際碰撞結果來說,使用複合性材料強化鋁船體結構強度,會是一個合理的方向。
我們這只是推論,能否用在船體結構上,還是要靠設計師的巧思及電腦輔助分析的驗証。
我們想告訴大家的是:船體強度夠不夠,不能單從材料下斷論,目前可以使用複合材料配合鋁結構來解決這樣的問題,這是一個世界趨勢方向。值得船舶設計者考量。
LS-DYNA可以透過模擬的方式協助設計者評估這樣的改變是否有用。



2021年2月17日 星期三

如用正確地使用電腦輔助分析-1

 

20年了,CAE進步了多少?

今年是老編入行20年囉~回首看20年,CAE界真的進展很多!

20年前100 M Hz的時脈就已經很快了, 4M的記憶體就很猛啦!現在動不動就3G以上,記憶體就是32G起跳,計算的速度快多了!


但是,使用者增加量有真的比較多嗎?

個人觀察是:有增加一些,但其實不多。為什麼?我一直反覆地問自己.


由於接下來我們要代理ANSYS系列產品,看了一份內部報告:

  1. 36%的工程師覺得學CAE很難

  2. 34%的工程師覺得計算太慢,太久得到答案

  3. 97%的工程師都同意CAE可以有效地幫助工程師解決問題



軟硬體都進步了很多,但使用者並沒有增加很多

這是一個很矛盾的結果,大家都覺得很有幫助,但是,很多工程師覺得: 這是一個很困難的任務,很少人要去用它,所以,最後就有人覺得幫助也不大。

 

就像是伊索寓言裡的故事--老鼠開會: 老鼠為了解決他們的敵人一起開會商討對策,紛紛發表了各自不同的觀點。最後,一隻小老鼠站出來,說他想到了一個好主意:"我們可以把一個鈴鐺綁到貓的脖子上,那樣的話,它一旦走近,我們聽到鈴聲就可以馬上逃跑。"。老鼠們都贊同這個提議,然而一隻聰明的年長老鼠站出來說:「這個想法的確不錯,但是誰去把鈴鐺綁到貓脖子上呢?」老鼠們面面相覷,沒有誰敢啃聲了。


大家都覺得不錯的好方法,沒有人去執行,或是執行方法不務實,等於這個不是好點子~


原文網址:https://kknews.cc/education/ye68grb.html



問題出現在什麼地方?

首先,使用電腦輔助分析的觀念,就不太對了。


但是最近跟一些朋友聊了一下,我們發現很多人對於這樣的使用電腦輔助分析的概念,還是停留在過去的想法。

我常看到以下幾種類型:

  • 使用CAE,是在CAD出圖之後,並且在模具開出來之前,我們可以使用電腦輔助分析來了解產品的效能。即時做設計變更,符合產品設計目標。這樣就可以減少模具修改的時間。

  • 在開模之前使用電腦輔助分析來確定設計目標,是否可以達到顧客的規格,確定以後,用來減少模具修復的時間。所以完成CAD設計圖之後,趕快做電腦補助分析。

  • 一天到晚都想著要將實驗的結果與電腦輔助分析的結果做比對。 因為你沒有實驗與分析的比對結果,你會覺得不放心或是對於分析結果沒有信心。

我輔導過很多大型企業使用CAE,就直接告訴你我的心得與結論:如果你有這樣的想法,站在我的角度我不會說你錯了,但我會告訴你:你的觀念沒有辦法加快你的設計流程。


用的時機點不對,會讓你覺得:做電腦輔助分析是一件痛苦又浪費時間的方法。


那麼什麼時候才是對的時間點?接下去會與您分享。

2020年12月30日 星期三

鑫威資訊的感謝與新年祝福

 除了感謝還是感謝!

在過去的2020年,對每一位朋友,相信都是一個不一樣的年. 這是一個充滿挑戰,艱辛,冒險甚至可以說是不好過的一個年.

鑫威資訊也是一樣的,我們經歷了許多外在環境困難:例如:新冠病毒所造成的影響,它不只影響了我們在業務上的推廣,也影響了客戶端事業上表現,推擠到研發的預算。 還好台灣大家的共同努力,我們的社會環境得以平安,將衝擊減到最小。很幸運地,我們在業績上還可以有顯著的成長。


這些通通都是因為鑫威資訊的朋友們共同支持! 除了感謝還是感謝!

謝謝老朋友的支持新朋友的加入 

 我們的客戶在市場上通通都是在特殊領域或是學術上赫赫有名地佔有一席之地。客戶使用電腦輔助分析最大的挑戰在於:如何學習一個新的系統以駕馭各式各樣的設計問題。站在我們的角色,做為客戶在前導期的教練是最重要的。

有些客戶在過去就使用了類似的電腦輔助分析系統,不過,在沒有適當的教練合作之下,無法發揮適切的功能。但經過與鑫威資訊相互配合 ,現在我們成為了這些客戶的長久合作夥伴:例如緯創資通,仁寶電腦,浪潮集團,神雲科技,中山科學研究院.....(太多了,萬一我沒有提及您們,真是不好意思~~) 

有些老朋友因為公司今年營運受衝擊的影響無法持續對鑫威的支持,沒有關係;市場就是有起有落,實在不能盡如人意,但是希望有一天能再起,記得老朋友還在這裡!

今年我們有一些新的客戶,他們過去再設計的流程當中,是從未使用電腦輔助分析,更特別的是:就算有使用的經驗,客戶過去也未必熟悉我們所推薦的系統。像是台灣國際航電(Garmin), 新金寶(NewKinpo),緯穎,群創,國防大學,台灣科技大學,台灣大學....(相同地,萬一我沒有提及您們,真是不好意思~~) 。謝謝你們相信我們的理念及技術,希望我們的服務可以讓你們如虎添翼!

好山好水好訓練環境~


鑫威資訊搬到宜蘭科學園區也進入了第四個年頭.在過去的時間裡,很多人對於我們從台北搬到宜蘭科學園區感到疑惑,甚至成為了市場競爭的攻訐理由。我們沒有因為這些不理性的攻擊而放棄我們的理想。新冠病毒發生之前2年,我們理解自己在地域上的特殊性,發展了線上課程平台,做為客戶服務的重點項目;這些準備在今年發揮了很多功能及作用。

我們的理念"Think Ahead”從公司成立至今一直未變,自從新冠病毒發生之後,我們終於理解"Think Ahead”還有另外一層意義:那就是衞福部部長陳時中所提到的:超前部署!

在新的環境中我們的仍然建立了 教育訓練環境,透過宜蘭好山好水好環境的條件之下,相信在新冠病毒的影響逐漸減少之下,客戶可以有好的環境進行教育訓練。

2021年我們一同繼續向前行!

我們的"Think Ahead”理念仍然持續不變! 在2021年起我們加入了ANSYS的Channel Partner, 接下來我們會陸續地推出相關新系統的介紹。為各位介紹目前在電腦輔助分析系統新穎開發趨勢。同時強化我們的技術支援/客戶服務的人力,協助客戶在多變的設計環境之中--使用CAE分析--超前部署地面在設計上面臨各種挑戰!



2020年12月25日 星期五

令人訝異的ANSYS/Discovery-1

 2021年起,鑫威資訊開始推廣ANSYS系列的系統

長時間以來,我們對LS-DYNA的推廣不遺餘力;由於各位的支持,我們在2021年開始,除了LS-DYNA之外,也加入了ANSYS銷售夥伴的行列。所以我們也開始研究及了解ANSYS相關的產品。

因為ANSYS/Discovery,現在用CAE已經沒有退縮的理由了!

我們發現在這個市場當中,很多機構工程師因為CAE軟體的使用難度我感到有點退縮;我們在ANSYS的產品相當中,發現了自2000年開始, ANSYS推出了新世代的分析系統—Discovery


有別於以往的方式,這樣產品使用的方式法相當簡單。  Discovery整合了即時物理模擬、準確的高精度模擬和互動式幾何結構建模,結合到非常易於使用的介面中的模擬工具。透過即時、快速的反覆運算設計探索,讓更多工程師能夠探索更大的設計空間,並在產品設計流程早期階段快速解答關鍵的設計問題。


其實我們用過了很多不同的系統,Discovery真的讓一個從事電腦輔助分析超過20年的工程師,感到十分的訝異!

目前Discovery可以進行:

  • 結構分析
  • 流場分析




  • 熱流分析


它涵蓋了機械工程師在平常的工作可能面臨的基本問題。


讓人訝異的第一個要點:


他可以在單一的環境之下,進行多種分析的能力!

 

我們最近會將我們使用的一連串體驗,第一時間與各位分享。若您們也有興趣,記得可以連結到我們的Facebook參與討論!

先看一下原廠怎麼說:








2020年12月23日 星期三

快速地在PTC Creo環境建立三維尺寸公差穩健設計與分析

 先瞭解一下: 什麼是三維尺寸公差穩健設計

在設計幾何形狀況,同時間考量組裝方法流程及尺寸公差變異的手法,我們稱之為三維尺寸公差穩健設計。
分成2個部份說明:在設計時就考慮到組裝方法,我們稱稱為DFA(Design for Assembly)。整合了後段的製造公差,讓製造及量產更為穩定。這過程結合了六標準差設計。
聽起來很神,其實也不難:首先要有一個在背後最重要的概念就是尺寸變異分析(dimensional variation analysis); 簡單來說在設計時要考慮尺寸是有變異,不是CAD上畫了一個尺寸,就是固定的數字,透過這樣的概念在進行設計;講得很簡單,但很少公司能辦得到。但要怎麼做?
在工具上您需要3DCS來達成。就是透過3D CAD模型進行組裝的模擬,用於預測零件公差和組裝順序所導致的變化量。更進一步,使用尺寸變異分析模擬有助於確定導致該變化的關鍵因素(CTF,critical to function)。

現在進行這樣的分析方法更為便利了!

3DCS現在提供了不同CAD使用者一些整合環境,您進行分析時就在原有CAD的環境下進行。
目前可支援的界面有:
  • PTC Creo
  • SolidWorks
  • CATIA
  • NX
  • Multi-CAD: 若您都不是上述環境的使用者,您可以使它,還可以省下佔用CAD的license.
今天以CREO為例,3DCS for CREO通過CAD環境來模擬零件和過程的變化,以了解您產品的品質。可以將製程能力指數,如Cp,Cpk等各種指標,代入CAD的環境,經過3DCS 蒙地卡羅法計算超出規格的估計百分比,變化範圍等等。這些分析使您對產品出現故障的風險以及導致問題根源的變化原因有所了解。

先來看一下它的操作環境如何:(點擊圖片可連結Youtube影片)




2020年7月20日 星期一

ANSA前處理 ▏Extend功能不只有將面延伸,也可以將網格延伸!




在之前的『ANSA前處理 ▏不用重畫!!用ANSA投影功能達成目的!』文章內,
有用到Structured mesh中的Extend功能,
將實體網格向下延伸,這次也是使用
Extend功能,

但是運用不同的方式做延伸!









2020年6月7日 星期日

預防土石流降低災害,運用LS-DYNA-DEM土石滑落分析


挪威阿爾塔鎮近郊海岸發生嚴重土石流(視頻截圖)                                   
                             *挪威阿爾塔鎮近郊海岸發生嚴重土石流(視頻截圖)

前幾天小編看新聞時看到挪威土石流的災情😱,所幸這起天災並未造成人員傷亡,
這時小編想起老編曾經做過『LS-DYNA DEM應用於土石滑落分析』土石流相關影片,
小編🙋帶大家看看老編早在2016年製作的DEM應用-土石滑落分析



2020年4月22日 星期三

LS-DYNA ▏元素物理量輸出的範圍及積分點選取

如何擷取全域SHELL積分點應力值, 目前只能點選一個網格讀取其積分點應力值, 無法用框選的方式?