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ASICS:知名运动鞋生产商,在产品开发流程早期运用仿真技术带来显著优势。  

2012-12-29 21:39:00|  分类: 技术共享 |  标签: |举报 |字号 订阅

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25年来始终致力于CAE

ASICS公司体育科学研究所(ASICS)积极活跃于运动鞋市场,包括大众消费类和运动鞋两大类,而ASICS是其中的市场领导者之一。­ASICS的鞋类产品之所以受欢迎,大部分归功于其出色的功能性,也是公司在改进鞋类产品性能方面不断努力的结果。­

其中促进鞋类产品性能提升的一大因素是计算机辅助工程(CAE)的广泛应用。在ASICS,仿真技术的研究应用始于1987年左右。­25年来,ASICS的专业人员(CAE专家及其他工程师/研究人员)始终积极利用各种分析工具。其中对性能提升帮助最大的因素,是Femap? with NX? Nastran? 软件的使用。

ASICS:知名运动鞋生产商,在产品开发流程早期运用仿真技术带来显著优势。 - Solid Edge Center - Solid Edge Center

CAE工作由ASICS体育科学研究所的研究员、高级总经理Tsuyoshi Nishiwaki博士领头。­自加入ASICS以来,Nishiwaki博士始终致力于实施和部署最优秀的、跨产品开发流程的CAE工具。在致力于鞋类开发流程之前,Nishiwaki博士主要致力于运动产品的分析,例如网球拍等。Nishiwaki博士不仅在CAE软件的使用方面拥有丰富的经验,还自主研发了一种可体现合成材料机械属性的数字模型。

CAE作为确定开发方向的决策工具

多年的经验让Nishiwaki博士注意到CAE软件是进行跨领域决策时的出色工具,特别是在确定开发方向时。­他指出,通过Femap with NX Nastran和三维计算机辅助设计(CAD)的结合使用,ASICS已减少、而且还将继续减少每个项目所使用的实物原型数量。他还指出,现在二氧化碳减排不仅是企业集团、同时也是每个生产商所面临的一大问题。­通过在开发初期使用CAE,可以显著减少实物原型的生产量,同时降低二氧化碳排放量。­“通过有效地使用CAE来确定产品的开发方向,对于一般性开发项目,我们估计开发周期缩短了30%-35%,”Nishiwaki博士说道。­

许多CAE用户注重分析结果与实验结果是否匹配。按照Nishiwaki博士的说法,就鞋类的设计而言,二者的结果很少完全一致。若要结果完全相同,则所有必要的信息(例如:材料属性、约束和载荷等)都必须是已知的,对于运动鞋之类的产品而言尤其如此:要求对人体的一些身体状况进行因子分解,但很多此类信息都具有极高的易变性或者完全未知。例如,肌肉柔韧性/强直性常常随着人的精神状态的改变而发生变化。因此,只要其中一个特性未知,就意味着无法获得准确的结果。

尽管如此,Nishiwaki博士还是强调运用CAE工具来捕捉设计对鞋类性能的影响,阐明仿真技术可为鞋底设计提供独到的视角,从而能在产品开发的早期捕获到有关整体性能的重要决策数据。­­­­ Nishiwaki博士说,正是对Femap with NX Nastran的这种使用才使得ASICS能够将产品开发时间缩短30%到35%。

用主观指标提高客观性能

当Nishiwaki博士开始运动鞋开发方面的工作时,他不久就解决了使用CAE充分利用主观指标的问题。“尽管很多生物力学专家一直从人类身体运动方面进行鞋类研究,但研究结果并未得到充分利用以改善鞋类产品的开发过程,”Nishiwaki博士说。­

为了量化过去只能以物理方式进行评价的性能指标,ASCIS确立了八大功能领域:减震缓冲、稳定性、柔韧性、合适度、耐用性、抓地力、重量和通风性。之后,­ASICS通过实验和假设,在每个功能领域内确立了一些指标。例如,确立减震缓冲属性的指标时,ASCIS假设该属性与小腿的加速度紧密相关。通过一系列的实验,公司发现当鞋底吸收低频波时,鞋子具有较好的减震特性。­此外,由于手上掌握这样的知识,ASCIS开始利用CAE确定具体的缓冲性能指标。­

Nishiwaki博士说:“鞋子的设计过程是相同的,不管是面向职业运动员还是适合休闲慢跑锻炼的鞋子。实际上,慢跑锻炼所穿的鞋子拥有更多的性能特点。”按照­Nishiwaki博士的说法,鞋子有两大作用:一是改善用户的表现,二是保护用户不受伤害。对于职业运动员而言,第二个作用(即保护作用)是其次的。­尽管保护作用也很重要,但职业运动员的头等大事是提高成绩。对于一般的运动员或首次尝试体育运动的年轻人而言,保护其免受伤害更重要。此外,面向普通消费者的运动鞋必须能满足各种各样的需求,因此它们的性能必须使大众满意。­ 

分析功能强 + 超级易用 =高效的产品开发

Nishiwaki博士说,所有研发(R&D)专业人员(不只是分析专家)都使用CAE工具是确保产品开发效率的根本。­但他还补充说道,软件的易用性对工程师而言至关重要,在这方面Femap with NX Nastran具有与众不同的优势,因为它是一款功能强大的分析工具,易于操作,且能满足各种用户的需求。­­

“Femap with NX Nastran使用起来非常简单,即使是对使用数字分析工具没什么经验的工程师也一样,”Nishiwaki博士说。“经过1到2天的培训后,工程师就可以自行使用CAE了。即使工程师完全是个新手,没有任何的CAE使用经验,只要通过将几何体从三维CAD软件导入,利用网格自动划分功能创建网格,然后分析鞋底凹槽的最佳深度,再将减震用胶体布置在适当位置,就可以轻松地开始进行数字分析。”­

Nishiwaki博士指出,尽管人们常常将分析软件的易用性与低功能性联系在一起,但对于Femap with NX Nastran,情况却并非如此。­“收敛性方面没有任何问题,非线性分析用代码的增强也正如我们所愿。该解决方案的优秀功能,甚至足够数字分析专家使用。我们预计,随着后续版本的推出,该软件将有更好的表现。­­我们对软件在功能性和易用性之间达到的平衡非常满意。­Femap with NX Nastran帮助我们创建了效率更高的产品开发流程。­现在,对于如何进一步利用该软件以取得更多的竞争优势,都可以由我们自己决定。”

的确,ASICS正在扩展Femap with NX Nastran的应用范围,目前正在为产品设计人员部署该软件。­虽然ASICS在鞋类性能方面表现出色,但Nishiwaki博士说杰出的设计同样至关重要,特别是就适合于普通消费者的跑鞋而言。­“不管一双鞋子的性能如何优异,如果其设计没有较大的吸引力,那么其可销售性也不会很高,”他说。­­“我们认为,要开发既能满足设计要求又能满足功能要求的鞋子,要开发出最好的产品,产品设计人员对分析工具的应用是改进最佳实践的根本所在。为此,我们部署了Femap with NX Nastran。”

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“了不起的是……我们现在已将数字分析结果与实验数据相结合,用于推广目的。数字分析结果可说是公司的宝贵资产。”­

Tsuyoshi Nishiwaki博士

研究员

高级总经理

ASICS公司

体育科学研究所

分析软件促进了沟通和营销

自部署Femap with NX Nastran以来,工程师和非工程人员跨产品开发组织的有效沟通不断提高。此外,与消费者的沟能也有所提高。“了不起的是……我们现在已将数字分析结果与实验数据相结合,用于推广目的。数字分析结果可说是公司的宝贵资产,”Nishiwaki博士说。“通过充分利用数字分析,可以动画形式表现开发流程。现在,即使是不熟悉该技术的人也能理解我们的鞋类开发流程,从而帮助他们了解我们ASICS品牌所蕴含的科学技术。我们已经这样的内容用于和ASICS经销商和代表的会谈中,甚至还将之应用于针对普通消费者的公开讨论会上。”

易使用性和出色的功能达到了数字分析专家的要求,代表了Femap with NX Nastran与众不同的特点。此外,这些特点也推动ASICS将CAE应用于多个开发领域和项目,为前线设计人员创造极大的收益,尤其是对不精通仿真技术的团队成员而言。

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