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在這裡,
我們與您分享國內外CAE趨勢,
以及我們的最新動態。
Trial and Error不是不行,但CAE最佳化設計才是全球趨勢!
Sustainability永續性,
是鑫威資訊在2019年給予自己的主題。
許多人可能不明白,永續、環保,與CAE工程技術的關聯性是什麼?
我們為什麼會用藝術來呈現?
本文將帶您一起探索,我們在桌曆背後要帶給您的故事。
(鑫威資訊2019年桌曆封面/ 陳廷睿藝術家之油畫作品)
桌曆封面的作品是宜蘭新銳藝術家─陳廷睿,近期新系列作品,名為「城市方舟─裡外之間」。
透過圍牆內與外的安排,藝術家欲探討的議題是自然生態與人類文明發展的關係;內與外的兩個世界,一邊是動物們自由自在的草原,另一邊是人類發展後的痕跡,不但壓迫了原生動物的棲地,甚至成為人類圖利下的犧牲品,例如:被盜獵的犀牛角。

文明的發展固然重要,但要如何與自然生態和諧共存?

1991年6月宜蘭成功趕走六輕,使得這片土地保有現在的美麗;1997年竹科宜蘭科學園區的環評結果規定,必須以「不得量產」為前提,來保護宜蘭的好山好水,但也因此被批評招商不力。

於是當我們2017年進駐宜科時,就不斷思考著:工業是否有友善環境的可能?
難道以「不得量產」為前提,就沒有適合的廠商進駐?
這其實牽涉到台灣整體的工業發展環境,並不只是宜蘭園區的規定而已。

CAE技術,可以是一個解答

電腦工程輔助分析─Computer Aided Engineering 簡稱CAE,
在我們的開頭影片中,呈現了高爾夫球Tee與包材分析的模擬結果,
因此很多人會以為,CAE就是做做動畫?

其實在動畫呈現的背後,對於CAE工程師來說,最重要的任務是做「最佳化設計」。

什麼是工程最佳化設計?

簡單來說,一般在產品研發階段,大多數是仰賴工程師的經驗以及試誤法,經由反覆的生產、測試與調整產品的各種參數,來達到理想的設計與品質。
但這樣的過程中,往往會造成研發成本居高不下,以及工程、研發時程延宕,且又浪費許多材料的窘境。
(圖片說明:傳統試誤法研發流程)
而CAE最佳化方法,即是透過電腦軟體,先建置出與實驗成品相同的模型及參數條件,並進行模擬分析,來達成模擬與實驗結果的一致性;
接著再針對其中欲改善的設計、材料參數等問題,修改軟體中的模型設定,直至模擬出最佳的狀態。在這個調整的過程中,並不需要反覆將測試的結果實際生產出來,因此能有效減少資源浪費。

CAE的使命與價值

我們利用分析軟體來建模、修改參數、調整設定,並快速透過模擬來預測可能的問題,解決問題,進而達成想要的結果。
當模擬結果達成最佳化設計後,再依著CAE分析數據重新設計產品,實際製造,並揭曉模擬與成品的誤差值是否在合理範圍;而在這個過程中,公司內部即可找出最有效的研發路徑,與提升產品及工程師的價值。
(圖片說明:CAE最佳化方法研發流程)

CAE能有效減少資源浪費,友善生態環境

回歸開頭影片中呈現的案例:高爾夫球Tee與紙包材分析,它們在全球化永續的訴求中扮演什麼樣的角色?

1.一般的高爾夫球Tee有木製與塑膠製,無論是什麼材質,重複使用的機率不大,使用壽命都不長;原因在於擊球時,球Tee多數會隨著球一起被擊出,以及因變形而無法再使用。
但在我們影片中右側畫面所呈現的,是透過CAE分析而研發出的「QQ球Tee」;一體成形的矽膠材質讓它不容易變形,且能吸收擊球瞬間額外的衝擊力,使球能打得更準!並且,特殊的設計讓它不容易隨著球飛出去,進而達到重複使用的目的。

2.許多產品都依賴紙盒包裝來達成保護的目的,但是您是否有想過,紙盒的設計有沒有符合需求?
例如:筆電、電腦主機,需要紙包材與泡棉來防止運送過程中的碰撞與震動,以避免內部零件位移;但若實際上這些包材沒有辦法達成保護的作用,那要如何給森林一個交代?又或者是,其實用更少的材料來設計,也可以達到相同的效果,那豈不是更好?

總結

因此,「CAE如何有效減少環境的負擔?」這個問題,可分為兩個面向:
1.研發測試階段減少試誤成本
2.產品最佳化設計,永續利用

Sustainability─永續性,做為我們2019年的主題,
除了是我們的信念之外,也希望透過更多的案例分享,讓更多人了解CAE,並關注台灣的工業研發技術發展。我們主要使用的CAE結構分析模擬軟體是LS-DYNA,它可以運用的工程領域很廣泛,歡迎聯絡我們了解!

特別感謝:心吾藝術工作室─陳廷睿老師,授權提供創作作品圖檔予鑫威資訊使用。


延伸閱讀:
1. 不只是CAE而已,而是創造價值的利器
2. It’s Better than Nothing