피망 슬롯 란 무엇입니까? 사용 예, 장점 및 분석 유형을 포함한 기본 사항에 대한 철저한 설명!

피망 슬롯 (컴퓨터 보조 엔지니어링)는 컴퓨터를 활용하는 설계 지원 또는 시스템을 말하며 일본어로 "컴퓨터 보조 엔지니어링"또는 "컴퓨터 지원 엔지니어링"으로 번역됩니다. "엔지니어링"은 제품 개발 및 설계의 업스트림 프로세스입니다 (시스템 개발의 요구 사항 정의에서 계획에 이르기까지). 엔지니어링 분야에서 디지털 기술을 사용하고 컴퓨터에서 다양한 시뮬레이션을 수행함으로써 더 나은 디자인 사양을 효율적으로 확인하고 추구 할 수 있습니다.

피망 슬롯가 탄생하기 전에, 평가 과정은 프로토 타입을 사용하여 실제 실험을 수행 한 다음 결과를 기반으로 재 설계 한 다음 다른 실험을 실험하면 표준이 충족 될 때까지 반복해야했습니다. 자동차 충돌 테스트를 예로 들어 볼 때, 이미지는 자동차가 특정 속도로 벽에 부딪 칠 때 자동차와 운전자 마네킹의 어느 부분에 얼마나 많은 영향을 미치고, 안전 표준을 충족하는지 여부입니다. 이로 인해 프로토 타입 차량과 충돌 환경을 준비하는 데 엄청난 시간과 비용이 발생합니다.

물리적 객체를 컴퓨터 시뮬레이션으로 피망 슬롯를 사용하여 실험을 대체함으로써 기존 모델에 비해 시간 및 비용을 크게 줄일 수 있습니다. 또한 다양한 기타 이점 (아래 설명)이 예상 될 수 있으므로 제품을 개발하는 회사에게 중요한 도구가됩니다.

피망 슬롯는 다양한 현상을 분석 할 수 있으며 다양한 산업 및 장면에서 사용됩니다. 여기서 우리는 피망 슬롯가 인기를 얻고있는 자동차, 전자 장치 (전자 제품) 및 건강 관리의 3 개 산업에서 사용 상태를 소개 할 것입니다.

자동차 산업

자동차 산업은 전 세계 시장 규모의 약 3 분의 1을 차지하는 CAE를 채택하는 데 가장 진보 된 것으로 알려져 있습니다. 이에 대한 배경은 단일 자동차를 건설하는 데 필요한 많은 부품과 3D CAD의 광범위한 사용입니다.

최근 전기 및 EV에 대한 추세로 인해 이전 모델에 비해 부품의 수가 감소했지만 약 20,000 개의 부품이 여전히 한 대의 자동차에 사용됩니다. 실생활의 모든 부품을 여러 번 실험하려면 엄청난 시간이 걸립니다. 홈 어플라이언스 제조업체와 같은 다른 분야의 회사가 EV 개발에 진출하고 있다는 사실에서 볼 수 있듯이 업계의 경쟁이 강화되면서 CAE는 경쟁에 앞서 더 나은 제품을 개발하는 데 필수적입니다.

3D CAD의 스프레드는 CAE의 사용을 촉진하는 요인이기도합니다. CAE에서 시뮬레이션을 수행하려면 대상 제품의 3D 디지털 모델이 필요하며이를 만들기위한 도구는 3D CAD입니다. 자동차 산업에서 3D CAD는 종이 청사진을 대체하고 부품 설계를위한 커뮤니케이션 도구로 수년간 사용되었습니다. CAE는 제작 된 디지털 모델을 효과적으로 사용하는 인기있는 목적지가되었습니다.

자동차 산업에서의 사용 예

Honda Motor Co., Ltd. 피망 슬롯를 사용하여 주조 금형 (용융 액체 금속이 곰팡이에 붓고 냉각되고 경화됩니다)의 피로를 시뮬레이션합니다.

(소스)주조 제품 및 곰팡이에서 사용의 예 | AdventureCluster | Scsk Co., Ltd.

뜨거운 금속으로 금형과의 반복 가능한 접촉은 피로가 쌓이고 결국 갈라집니다. 구조 분석을 사용하여 설계의 초기 단계에서 균열 시작점을 예측함으로써 (아래 설명) CAE 유형, 프로토 타입 및 금형 리노베이션의 수가 줄어 듭니다.

전자 ​​산업

전자 ​​산업은 반도체 및 전기 기기와 같은 전자 부품을 설계하고 제조하는 산업을 말합니다.

최근에 Electrifying은 전자 부품을 우리 주변의 다양한 것들에 도입했으며, 다양한 제품에 대한 요구가 증가함에 따라 피망 슬롯는 효율적인 제품 개발에 도움을주고 있습니다. 피망 슬롯를 사용하면 전자 구성 요소와 관련된 열, 빛 및 전자기파와 같은 보이지 않는 물체를 시각화 할 수 있습니다. 특히, 강한 전자기파는 인체에 ​​유해하므로 실제 제품을 사용한 실험이 제한됩니다. 큰 장점은 이러한 어렵고 위험한 현상조차도 피망 슬롯로 쉽게 재현하고 분석 할 수 있다는 것입니다.

전자 ​​산업에서 사용의 예

(소스)반도체 칩으로 열 전달 방법 | AdventureCluster | Scsk Co., Ltd.

위의 이미지는 반도체 칩 (IGBT)의 피망 슬롯를 사용한 분석 결과를 보여줍니다. 이것은 전선과 회로 보드에서 스위치를 반복적으로 켜고 끄면 생성 된 열의 효과를 시뮬레이션합니다. 이런 식으로, 매우 작고 측정하기 어려운 경우에도 피망 슬롯는 모든 세부 사항을 확인할 수 있습니다.

건강 관리 산업

피망 슬롯는 의료 기기 개발, 의료 기관 및 약물 발견 분야에도 사용됩니다.

임플란트와 같은 의료 기기가 인체에 부착하여 사용되기 때문에 엄격한 안전 표준이 확립되었습니다. 또한 설계 요구 사항은 각 환자마다 사용자 정의해야하므로 더 엄격합니다. CAE를 사용하면 엄격한 조건을 충족하는 장비를 효율적으로 개발할 수 있습니다.

Covid-19 Pandemic 중에, 우리는 아마도 재채기와 기침으로 인해 공중으로 퍼지는 액 적의 시뮬레이션을 보았을 것입니다. 이것은 또한 피망 슬롯였으며 매우 미세한 입자의 움직임을 분석하고 효과적인 감염 제어 측정을 고려하는 데 사용되었습니다.

의료 산업에서 사용의 사례

(소스)연구 및 개발을위한 재료 개발 시뮬레이션 : 비디오 복합재 | Scsk Co., Ltd.

여기서 우리는 기저귀에도 사용되는 비직대 직물 (패브릭과 같은 직물에 결합 된 미세 섬유)의 분석 예를 소개합니다. 그림에서 볼 수 있듯이, 부조형 직물 내부에는 많은 간격이 있지만, 포장 중에 이러한 간격은 분쇄되고 실제 사용에 사용될 때 섬유와 같은 구성 재료에 하중을 넣습니다. 피망 슬롯는 다양한 크기와 속도의 압력을 가해 상황에 따라 부직포에 적용되는 하중의 양을 분석 할 수 있습니다.

우리는 피망 슬롯를 5 가지 범주로 사용하는 이점을 설명 할 것입니다.

비용 절감

피망 슬롯가있는 실제 제품을 사용한 실험을 최소화함으로써 시제품, 장비, 실험 환경 등의 생산 비용을 줄일 수 있습니다. 동시에, 이러한 품목을 준비하고 실험하는 데 관련된 인원은 더 이상 필요하지 않으므로 인적 비용이 줄어 듭니다.

실제로, 제품 개발의 품질 및 비용의 약 80%가 설계 단계에서 결정된다고합니다. 피망 슬롯를 사용하여 모든 종류의 시뮬레이션을 수행함으로써, 이는 개발 프로세스의 업스트림 단계에서 실수와 결함을 빠르게 다루는 소위 "프론트 로딩"에도 유용하여 다운 스트림 단계에서 회귀를 제거합니다.

개발 기간 감소

실험과 실험 자체에 필요한 시간을 줄임으로써 개발 시간을 줄입니다. 특히, 실제로 몇 년에서 수십 년 동안 실제로 관찰되어야하는 녹과 마모와 같은 시간에 따른 변화는 피망 슬롯와 비교적 짧은 시간 내에 시뮬레이션 될 수 있으며, 압도적 인 시간 절약을 초래할 수 있습니다.

실생활에서하기 어려운 시뮬레이션이 가능합니다

실생활에서 복제하기 어려운 현상 또는 반복적으로 실험하기 어려운 현상은 피망 슬롯로 분석 할 수 있습니다. 예를 들어, 피망 슬롯는 매우 저온/고온에서 환경을 쉽게 복제 할 수 있으며, 많은 양의 방사선과 같은 인체에 위험을 초래하는 환경 또는 전문 회사가 외부 공간 (제로 중력)과 같이 준비하기 위해 높은 비용을 지불 해야하는 환경에서 환경을 쉽게 복제 할 수 있습니다.

환경 영향 감소

피망 슬롯는 실제 및 실험 환경의 준비를 요구하지 않아 실험과 관련된 에너지와 폐기물을 줄이고 CO2 배출량을 줄입니다. 또한 피망 슬롯는 또한 모든 현상을 저렴한 비용과 짧은 기간보다 이전보다 낮은 기간으로 시뮬레이션하여 고품질 제품 설계를 허용하여 고품질 제품을 시뮬레이션 할 수있어 환경 친화적 인 제품의 개발에 기여합니다.

예를 들어, 자동차 산업에서는 연료 효율을 향상시키기 위해 부품의 체중 감소가 필요합니다. CAE 분석 결과는 강도와 같은 성능 요구 사항을 유지하면서 더 작고 얇은 (가벼운) 부품을 설계하는 데 사용됩니다.

DX 프로모션

DX (Digital Transformation)는 디지털 기술을 통해 비즈니스를 혁신하여 회사의 가치와 경쟁력을 높이는 이니셔티브입니다. 피망 슬롯라는 디지털 기술을 활용하여 고 부가가치 제품을 신속하게 개발하고 경쟁 업체에 비해 유리한 유리를 확립함으로써 DX를 홍보 할 수 있습니다.

CAE 소프트웨어는 분석 내용에 따라 네 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 일반 목적 분석 소프트웨어 (대상 물리적 현상에 따라 사용됨), 각 제조 프로세스를 전문화하는 전문 분석 소프트웨어, 여러 소프트웨어를 결합한 결합 된 분석 및 모든 설계 요구 사항을 충족하는 솔루션을 도출하는 최적화 소프트웨어가 있습니다.

시뮬레이션 된 물리적 현상 (예 : 힘, 열전달, 유체 이동 등)의 유형에 따라 다양한 유형의 일반 목적 분석 소프트웨어가 있습니다. 여기서 우리는 5 가지 전형적인 것을 소개 할 것입니다.

구조 분석

구조 분석은 하중이 물체에 적용될 때 적용되는 응력 정도를 계산하는 방법과 변형 될지 여부입니다. 재료 역학에 기초하여, 특정 하중에 대한 응답은 물체의 재료 특성 (예 : 금속 또는 수지 또는 금속/수지의 유형)에 기초하여 시뮬레이션 될 수있다.

구조 분석은 위에서 도입 된 Honda Motor Co., Ltd.의 경우에도 사용됩니다. 금형에 축적 된 손상을 계산하고 깨지기 쉬운 부분을 식별함으로써 프로토 타입 전에 조치를 취할 수 있습니다.

유체 분석

유체 분석은 유체 역학을 적용하여 유체 또는 가스 또는 액체가 속도 및 압력으로 흐르는 방법을 시뮬레이션합니다. 영어에서 "전산 유체 역학"및 "CFD"는 유체 분석 (소프트웨어)을 나타내는 일본의 용어로 축약됩니다.

이 유체 분석을 사용하여 재채기 및 기침의 액적 (입자)이 어떻게 산란되는지에 대한 위에서 소개 된 시뮬레이션.

(소스)Supercomputer Fugaku의 봄 및 에어로졸 감염 위험 시뮬레이터 | 캐비닛 전염병 위기 관리 기관 웹 사이트 (CAICM.GO.JP)

전자기장 분석/전자기장 분석

전자기장 분석/전자기장 분석은 전력 또는 자기력에 의해 생성 된 전자기파와 주변 환경에 미치는 영향을 분석하고 있습니다.

우리는 스마트 폰을 포함한 다양한 전자 장치로 둘러싸여 있습니다. 전자기장 분석은 제품에 의해 방출되는 전자기파의 간섭과 인체에 미치는 영향을 확인하기 위해 필수적입니다. CAE로 보이지 않는 전자기파를 시각화하면 영향력과 원인을보다 쉽게 ​​분석 할 수 있습니다.

음향 분석

음향 분석은 음성 생성 및 전파를 시뮬레이션합니다. 스피커와 같은 오디오 장비 개발에 사용될뿐만 아니라 모든 제품에서 음향 분석을 사용하여 제품 사용 환경에서 소음과 불쾌한 진동을 줄입니다.

예를 들어 자동차 개발에서 NVH (노이즈 : 소음, 진동, Harmhness)는 편안한 운전을 추구하는 데 중요한 지표입니다. 운전 중에 타이어에서 신체와 부품으로 전염되는 진동은 인간에게 불쾌한 소음을 만듭니다. 음향 분석을 사용하여 이들을 시뮬레이션함으로써 자동차의 조용함이 높아져 설계 할 수 있습니다.

열전달 분석

열전달 분석은 열 (열 에너지)이 어떻게 전송되는지와 온도 분포가 어떻게 변하는 지 시뮬레이션합니다. 열 전도, 열 대류 및 방사선 (방사선)과 같은 전송 된 열 에너지의 유형에 따라 물체의 온도 변화는 주변 온도를 고려하면서 분석됩니다.

예를 들어, 전자 구성 요소는 자체적으로 발생하는 열로 고통받을 수있어 성능이 저하되거나 오작동이 발생할 수 있습니다. 효율적으로 냉각 할 수있는 기능을 설계 할 때 열 전달 분석이 사용됩니다.

CAE에는 많은 이점이 있지만 도전도 있습니다. 여기서는 사용 상황에 따라 피망 슬롯 문제를 설명합니다.

2 장면 및 각각의 도전

실제 작업에서 CAE가 사용되는 두 가지 주요 상황이 있습니다. CAE의 사용, 목적 및 사용자가 다르기 때문에 각 사례에는 고유 한 단점과 도전이 있습니다.

설계 후 피망 슬롯를 사용하는 경우 문제

전통적으로, 제품을 개발하는 많은 회사는 별도의 설계 단위와 분석 단위를 가지고 있으며, 피망 슬롯 분석을 사용하는 3D CAD 설계 및 분석 단위를 사용하는 설계 단위가 있습니다. 따라서 주류 비즈니스 프로세스는 설계 팀이 설계를 완료 한 다음 설계 데이터를 분석 팀에 넘겨 주었고 분석 팀은 피망 슬롯를 사용하여 분석되었습니다.

직원간에 의사 소통하는 데 시간이 더 걸리며 피망 슬롯에서 문제가있는 경우 디자인을 크게 수정해야합니다.개발 기간이 오랜 시간이 걸리는 문제가 있습니다.또한 분석 장치는 설계 단위보다 사람이 적으며 많은 경우 많은 분석 요청에 걸릴 때 더 많은 시간이 걸립니다.피망 슬롯와 협력하는 데 필요한 추가 전문 지식, 훈련 및 보충 인원은 쉽지 않습니다.

디자인 (디자이너 CAE)을 병렬 상태에서 CAE를 사용하는 문제

위에서 언급 한 피망 슬롯 문제를 해결하기 위해 "디자이너 CAE"가 소개되었습니다. 이름에서 알 수 있듯이이 CAE는 설계자가 사용하기 위해 개발되었으며 고급 분석 전문 지식없이 사용할 수있는 능력이 특징입니다. 결과적으로, 기존의 CAE와 비교할 때 간단한 분석 만 가능하지만 디자이너 CAES 자체를 사용하고 디자인을 반복하면 디자인의 품질을 디자인 단계에서 개선 할 수 있습니다. 동시에 분석 팀에 대한 요청 수가 줄어서 개발 기간이 단축됩니다.

그러나 디자이너 CAE도 CAE에 대한 지식이 필요합니다. 장애물은 전통적인 CAE보다 낮았지만 우리는 여전히 디자인 작업으로 바쁘다.디자이너 CAE의 기술을 습득하는 것은 매우 어렵습니다.또한 설정 방법은 분석 결과에 큰 영향을 미칩니다.정확성을 보장하는 방법또한 도전입니다.

AI의 활용은 피망 슬롯의 문제를 해결하는 방법으로 시작되었습니다.

예를 들어, AI는 디자인 모델이 피망 슬롯에로드되고 분석 모델이 생성되는 소위 "사전"프로세싱에 유용합니다. 사전 프로세싱에서, 재료 특성 (물리적 특성)을 분석 할 조건과 시뮬레이션하려는 현상을 설정하는 것 외에도 많은 작업에는 피망 슬롯 전문 지식이 필요합니다. 이것AI로 지원하거나 자동화하면 작업을 더 쉽게 만들고 인간 시간을 줄일 수 있습니다.

AI를 사용한 또 다른 기술은 "대리 모델 (※)"입니다.

(소스)"3D"의 대리 메가 슬롯은 무엇메가 슬롯까? 딥 러닝 및 AI를 메가 슬롯 최신 메가 슬롯로 프론트로드를 실현하십시오 | SCSK IT

대리는 영어로 대리를 의미하며 실험이나 자세한 분석을 대체 할 수있는 모델을 나타냅니다. CAE 계산은 복잡한 물리적 방정식을 해결하므로 계산에 따라 며칠에서 몇 주가 소요될 수 있습니다. 반면, 대리 모델은 과거 CAE를 사용하여 분석 데이터를 학습하고 설계 모델과 분석 결과 간의 관계를 도출함으로써 새로운 설계 모델의 성능을 즉시 예측할 수 있습니다. 그러므로,디자이너에게도 사용하기 쉽고 압도적 인 계산 시간을 절약합니다.

이러한 기술로 인해 피망 슬롯 설계자가 배치되어 개발 시간이 더 단축되었습니다.

위에서 언급 한 바와 같이, 다양한 유형의 피망 슬롯가 있으며 동일한 분석 방법을 사용하더라도 사용할 수있는 소프트웨어가 많이 있습니다. 피망 슬롯 사내를 소개 할 때 시뮬레이션하려는 것과 달성하려는 것의 "목적"을 먼저 명확히 한 다음 다음 지점에주의를 기울여 적절한 솔루션을 소개하는 것이 중요합니다.

• 그것을 소개하는 목적은 무엇입니까? 현재 문제와 분석하려는 내용을 구성
• 누가 그것을 사용할 것인가? 디자이너 또는 분석 담당자
• 사용 환경을 어떻게 개선해야합니까? 서버 및 소프트웨어 온 프레미스를 운영하거나 SAAS를 사용 하시겠습니까
• 예산에 맞습니까? 구매 또는 가입으로 초기 비용과 운영 비용 비교
• 분석 시간과 정확도 문제가 있습니까?

일반적으로 빠른 분석 시간과 높은 정확도를 가진 것으로 간주되는 소프트웨어조차도 모델에 따라 다를 수 있습니다. 따라서 자신의 모델을 사용하여 일부 소프트웨어를 벤치마킹하고 확실한 평가를 제공하는 것이 좋습니다.

이 기사에서는 피망 슬롯의 것이 무엇인지, 특정 예와 유형, 사용의 장점 및 과제 및 최신 기술을 설명했습니다.

CAE로 분석 할 수있는 현상은 다양하며 많은 산업에서 사용되었습니다. 프론트 로딩, 환경 영향 감소 및 DX 홍보와 같은 이점으로 인해 더 많은 기회가 있습니다. 최근에는 디자이너 CAE와 AI를 사용한 대리 모델이 CAE의 효과를 더욱 향상시키는 기술로 사용되었습니다.

피망 슬롯가 진화하고 솔루션 옵션이 증가함에 따라 회사가 피망 슬롯를 구현하는 목적을 명확하게 정의한 다음 회사에 가장 적합한 솔루션을 선택하는 것이 중요합니다. 친숙한 공급 업체와 상담하여 요구 사항을 구성한 다음 벤치 마크 (계약 분석 또는 사내 시험)를 수행하고 철저한 검토를 수행하는 것이 좋습니다.