从消费电子到电信系统,高科技正从“产品”走向生活本身,潜移默化的改变着我们的生活方式。AI、5G、云计算、物联网等技术已经融入到汽车、智慧城市、生物医疗等各个领域,并发生着化学变化。

万物互联-高科技创新者肩负更大的使命。达索系统3DEXPERIENCE平台,通过虚拟改善现实,连接从创意、设计、研发、仿真、制造到营销的全价值链,为高科技创新者注入更多能量。

随着中国制造业及市场的高速发展,中国在高科技产品工业设计、用户体验以及市场口碑已经有大幅度提高。在全球手机市场,多个中国手机品牌国产智能手机品牌销量已经位居前列。在一些高端的技术领域,在很多方面我们还需继续改进和完善,但是不可否认,中国高科技产品和品牌的进步是显著的,黑科技也越来越多的出现在中国的高科技产品中。

随着近年制造业高速发展和研发平台与研发技术的装备,使高科技产品迭代速度越来越快。在新产品推陈出新的过程中,高科技产品的趋势有哪些?新产品研发和上市的瓶颈又在哪里?

趋势1:新技术演进快,产品变得越来越复杂

以手机为例,如今手机已经进入新的时代,市场需求致使产品推陈出新,但这些都会影响产品的设计与研发以及产品的良品率。产品越用越智能,但研发程度也大大增加了。而5G商用时代即将到来,将加速智能家居的场景应用,因而智能硬件和智能家居的产品研发会更复杂。

 

趋势2:精细化产业分工,数字化大协同

 

高科技行业的挑战

* 如何提高多行业协同开发效率?

* 如何加速迭代设计优化?

* 如何让制造更敏捷?

高科技电子企业转型,需要建立基于模型的数字化企业,而关键的数字化能力就是这五项:

1.基于模型的产品组合

2.基于模型的系统工程

3.基于模型的机电一体化协同

4.仿真驱动的产品优化

5.基于模型的数字化制造

 

案例:折叠屏手机仿真解决方案

折叠屏手机在满足大屏的同时占用空间少、方便携带、而且柔性屏应用可拓展至可穿戴设备、车载显示屏等场景,未来将拥有极大的市场规模。但柔性屏/折叠屏的设计同时也会带来折叠疲劳寿命、散热、铰链设计等问题,利用达索系统SIMULIA一体化解决方案,可对手机折叠疲劳寿命、5G天线、散热、无线充电、触摸屏、跌落等进行仿真分析,预研和开发一些新结构、新工艺,并通过多参数权衡分析找到合适的技术方案,实现缩短研发、制造、交付的周期的目的。

1. 折叠屏疲劳寿命

折叠屏幕的疲劳寿命和折痕是影响折叠屏手机的使用和推广的关键因素。折叠屏手机在经过多次使用后,会出现屏幕外层贴膜翻起、脱落,同时出现屏幕竖线、黑屏等显示故障,折叠部分有折痕和损坏

通过SIMULIA Abaqus 可以模拟折叠屏的应力和疲劳寿命,并结合Isight进行不同层的组合优化选型,达到快速选型设计,进而节省开发周期和成本。

 

2. 手机铰链

对于折叠屏手机铰链的设计,有3个主要技术难点:一是当两个平面叠在一起弯折,由于两个平面的弯曲半径不一样,导致叠在下面的平面会“变长”; 二是屏幕在折叠的过程中会遇到变形的难题,需要保证不管在展开态还是折叠态下,都保持平整;三是一些方便好用、性价比比较高的折叠方案已被其它手机厂家注册了专利,后来者必须要尝试各种可能的方案,迭代多次设计,以突破专利壁垒。

通过Simpack 和 Abaqus快速验证新型铰链方案,指导迭代设计,以突破专利壁垒。铰链的设计应使其保证较小的折叠半径,展开时则全部拉伸柔性屏幕,以此来减少折痕。比如华为Mate X拥有专利设计的转轴,在手机折叠与展开的过程中,能够自主根据折叠的角度,自动伸缩,从而保证整部手机的平整状态。

 

4. 柔性线缆的装配工艺

柔性线缆或PCB在组装的过程中,可能会发生脱落和破损断裂的情况。通过Abaqus仿真分析快速验证cable在组装过程中是否会有脱落或断裂的风险,并找到FPC等折叠路径,以此改进柔性线缆的组装工艺,使其不脱落和不破损断裂。

 

4.手机天线仿真

对于工作频段在26.5-29.5GHz毫米波天线,使用TLM方法进行仿真,网格数大量减少,密集的网格只聚集在结构周围。单独天线仿真时间TLM用GPU加速一般都是十几分钟到几分钟之内,内存也就100-200MB左右。而FEM则需要差不多1个小时,内存几个GB到几十GB的占用量。

 

将天线结构和手机整合,手机内部结构略有简化,但是多层的PCB板,柔性PCB,各种频段天线仍然是都包括在内,网格数也在不断迭代,可以准确而快速得到S11的结果。

 

 

5. 柔性PCB板电磁仿真

手机折叠导致其内置中的PCB板或线缆也需要折弯,进而影响PCB板的信号完整性和电磁兼容,造成一系列手机使用故障,为保证柔性PCB板的信号完整性/电磁兼容,故提前需对不同弯折半径及弯折角度进行评估,以确保设计的可靠性。

 

通过SIMULIA CST,可以快速评估不同折叠角度和折叠半径对信号完整性和EMC的影响。

 

基于达索系统平台的仿真核心价值

1. 仿真与系统工程集成

基于3DEXPERIENCE实现仿真与系统工程的集成,进而实现端到端仿真闭环验证。统一平台下,实现仿真流程、数据的有效管理、知识工程集成及与产品设计、工艺、试验之间的有效协同。

 

2. 多物理场耦合仿真

协同化创建、执行、应用和管理涉及多学科、多物理场的虚拟仿真验证。

 

3. 折叠屏手机一体化解决方案

 

从消费电子到电信系统,高科技正从“产品”走向生活本身,潜移默化的改变着我们的生活方式。AI、5G、云计算、物联网等技术已经融入到汽车、智慧城市、生物医疗等各个领域,并发生着化学变化。

万物互联-高科技创新者肩负更大的使命。达索系统3DEXPERIENCE平台,通过虚拟改善现实,连接从创意、设计、研发、仿真、制造到营销的全价值链,为高科技创新者注入更多能量。

随着中国制造业及市场的高速发展,中国在高科技产品工业设计、用户体验以及市场口碑已经有大幅度提高。在全球手机市场,多个中国手机品牌国产智能手机品牌销量已经位居前列。在一些高端的技术领域,在很多方面我们还需继续改进和完善,但是不可否认,中国高科技产品和品牌的进步是显著的,黑科技也越来越多的出现在中国的高科技产品中。

随着近年制造业高速发展和研发平台与研发技术的装备,使高科技产品迭代速度越来越快。在新产品推陈出新的过程中,高科技产品的趋势有哪些?新产品研发和上市的瓶颈又在哪里?

趋势1:新技术演进快,产品变得越来越复杂

以手机为例,如今手机已经进入新的时代,市场需求致使产品推陈出新,但这些都会影响产品的设计与研发以及产品的良品率。产品越用越智能,但研发程度也大大增加了。而5G商用时代即将到来,将加速智能家居的场景应用,因而智能硬件和智能家居的产品研发会更复杂。

 

趋势2:精细化产业分工,数字化大协同

 

高科技行业的挑战

* 如何提高多行业协同开发效率?

* 如何加速迭代设计优化?

* 如何让制造更敏捷?

 

高科技电子企业转型,需要建立基于模型的数字化企业,而关键的数字化能力就是这五项:

1.基于模型的产品组合

2.基于模型的系统工程

3.基于模型的机电一体化协同

4.仿真驱动的产品优化

5.基于模型的数字化制造

 

案例:折叠屏手机仿真解决方案

折叠屏手机在满足大屏的同时占用空间少、方便携带、而且柔性屏应用可拓展至可穿戴设备、车载显示屏等场景,未来将拥有极大的市场规模。但柔性屏/折叠屏的设计同时也会带来折叠疲劳寿命、散热、铰链设计等问题,利用达索系统SIMULIA一体化解决方案,可对手机折叠疲劳寿命、5G天线、散热、无线充电、触摸屏、跌落等进行仿真分析,预研和开发一些新结构、新工艺,并通过多参数权衡分析找到合适的技术方案,实现缩短研发、制造、交付的周期的目的。

1. 折叠屏疲劳寿命

折叠屏幕的疲劳寿命和折痕是影响折叠屏手机的使用和推广的关键因素。折叠屏手机在经过多次使用后,会出现屏幕外层贴膜翻起、脱落,同时出现屏幕竖线、黑屏等显示故障,折叠部分有折痕和损坏

通过SIMULIA Abaqus 可以模拟折叠屏的应力和疲劳寿命,并结合Isight进行不同层的组合优化选型,达到快速选型设计,进而节省开发周期和成本。

 

2. 手机铰链

对于折叠屏手机铰链的设计,有3个主要技术难点:一是当两个平面叠在一起弯折,由于两个平面的弯曲半径不一样,导致叠在下面的平面会“变长”; 二是屏幕在折叠的过程中会遇到变形的难题,需要保证不管在展开态还是折叠态下,都保持平整;三是一些方便好用、性价比比较高的折叠方案已被其它手机厂家注册了专利,后来者必须要尝试各种可能的方案,迭代多次设计,以突破专利壁垒。

通过Simpack 和 Abaqus快速验证新型铰链方案,指导迭代设计,以突破专利壁垒。铰链的设计应使其保证较小的折叠半径,展开时则全部拉伸柔性屏幕,以此来减少折痕。比如华为Mate X拥有专利设计的转轴,在手机折叠与展开的过程中,能够自主根据折叠的角度,自动伸缩,从而保证整部手机的平整状态。

 

4. 柔性线缆的装配工艺

柔性线缆或PCB在组装的过程中,可能会发生脱落和破损断裂的情况。通过Abaqus仿真分析快速验证cable在组装过程中是否会有脱落或断裂的风险,并找到FPC等折叠路径,以此改进柔性线缆的组装工艺,使其不脱落和不破损断裂。

 

4.手机天线仿真

对于工作频段在26.5-29.5GHz毫米波天线,使用TLM方法进行仿真,网格数大量减少,密集的网格只聚集在结构周围。单独天线仿真时间TLM用GPU加速一般都是十几分钟到几分钟之内,内存也就100-200MB左右。而FEM则需要差不多1个小时,内存几个GB到几十GB的占用量。

 

将天线结构和手机整合,手机内部结构略有简化,但是多层的PCB板,柔性PCB,各种频段天线仍然是都包括在内,网格数也在不断迭代,可以准确而快速得到S11的结果。

 

 

5. 柔性PCB板电磁仿真

手机折叠导致其内置中的PCB板或线缆也需要折弯,进而影响PCB板的信号完整性和电磁兼容,造成一系列手机使用故障,为保证柔性PCB板的信号完整性/电磁兼容,故提前需对不同弯折半径及弯折角度进行评估,以确保设计的可靠性。

 

通过SIMULIA CST,可以快速评估不同折叠角度和折叠半径对信号完整性和EMC的影响。

 

基于达索系统平台的仿真核心价值

1. 仿真与系统工程集成

基于3DEXPERIENCE实现仿真与系统工程的集成,进而实现端到端仿真闭环验证。统一平台下,实现仿真流程、数据的有效管理、知识工程集成及与产品设计、工艺、试验之间的有效协同。

 

2. 多物理场耦合仿真

协同化创建、执行、应用和管理涉及多学科、多物理场的虚拟仿真验证。

 

3. 折叠屏手机一体化解决方案

 

 

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