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標題: Drager Medical——利用SOLIDWORKS 令重病護理設(shè)備的設(shè)計時間減半 [打印本頁]

作者: 寂靜天花板 時間: 2016-7-23 19:08
標題: Drager Medical——利用SOLIDWORKS 令重病護理設(shè)備的設(shè)計時間減半
Dräger 是麻醉與重病護理設(shè)備的世界領(lǐng)先廠商。在設(shè)計和制造如此至關(guān)重要的產(chǎn)品時，設(shè)計工程師始終都要面臨的挑戰(zhàn)是他們的產(chǎn)品必須滿足熱力、強度和流體等各方面的嚴格規(guī)范。這在 Dräger 顯得尤為重要，因為此類失誤可能會對患者的安全和護理帶來負面影響。通過實際原型對新產(chǎn)品設(shè)計進行試驗和測試的方法盡管有效，卻成本不菲，而且很耗時間。為了實現(xiàn)將產(chǎn)品開發(fā)周期縮短 50% 的目標，Dräger Medical 使用SOLIDWORKS® Simulation 和 SOLIDWORKS Flow Simulation 分析其設(shè)計并減少需要建立的實際原型數(shù)量。

呼吸自如

“當我們發(fā)現(xiàn) SOLIDWORKS Simulation 可以大大節(jié)省時間和成本后，很快便決定在 Dräger部署 SOLIDWORKS Simulation。”開發(fā)工程師 Karsten Hoffman 說。這一轉(zhuǎn)變發(fā)生在設(shè)計用于麻醉設(shè)備的新型輸氧系統(tǒng)（以便為神智不清的患者供應(yīng)氧氣和麻醉劑）的過程中。該系統(tǒng)將呼出的二氧化碳吸入石灰中并重新生成富含氧氣的氣體回流給患者。出于成本和質(zhì)量的考慮，公司決定不再使用鋁來制造輸氧系統(tǒng)，而是改用塑料。然而，由于采用新型塑料材料和肘板式閉鎖器（用于將封蓋壓在密封唇上），頂蓋的彎曲程度會比鋁設(shè)計中的更大，可能導致密封口斷裂。Hoffman 雇用了外包公司執(zhí)行有關(guān)此問題的 FEM（有限元方法）計算，結(jié)果表明確實需要修改該設(shè)計。幾次迭代下來，整個計算任務(wù)（包括重新設(shè)計）耗時三個月，耗資26000 美元。在進行下一個項目時，Hoffmann 和他的團隊使用 SOLIDWORKS Simulation進行了相同的計算。這次，只用了兩個下午就算出正確的結(jié)果。

熱點問題

SOLIDWORKS Simulation 的溫度分析功能意味著它是幫助解決新設(shè)計中其他問題的理想工具。患者呼出的水蒸氣會在輸氧系統(tǒng)的壁上冷凝，這會導致醫(yī)師無法看到閥片，甚至會限制設(shè)備的正常運行。要防止這種冷凝，Dräger 設(shè)計師需要為輸氧系統(tǒng)提供加熱裝置。以前的鋁制系統(tǒng)外面有一個熱接觸片，但新設(shè)備中，在閥片的另一端無法保持40 度的理想溫度。
新的測試快速而準確

利用 SOLIDWORKS，Dräger 對重新設(shè)計的新產(chǎn)品的測試時間平均縮短了 50%。在使用 SOLIDWORKS之前，為驗證設(shè)計參數(shù)，典型的設(shè)計過程都需要開發(fā) 8 個實際原型并將數(shù)十個有限元分析 (FEA) 計算任務(wù)外包出去。現(xiàn)在，Dräger 每個項目平均只需兩個原型。雖然時間是 Dräger 關(guān)注的主要因素，但 SOLIDWORKS 不僅可以節(jié)省時間，還可壓縮測試成本。事實上，利用 SOLIDWORKS 產(chǎn)品，該公司自行完成了對麻醉設(shè)備的第一輪主要測試和重新設(shè)計。在設(shè)計過程的早期，SOLIDWORKS Flow Simulation 發(fā)現(xiàn)了一個工程師在昂貴的實際原型出來之前難以發(fā)現(xiàn)的瑕疵，每個原型節(jié)省了 1600 美元。

一站式商店

流體捉摸不定甚至讓最有經(jīng)驗的設(shè)計工程師也感到困惑不解，因此，對 Dräger 來說，對該設(shè)計過程此類特性的模擬能力非常重要。據(jù) Hoffman 說：“我們曾經(jīng)嘗試分析改變輸氧系統(tǒng)流入氣流的位置所產(chǎn)生的影響。獲得上述分析的正確結(jié)果非常重要，因為它決定了能否確保患者吸入足夠的氣體。當我們在新設(shè)計中對氣流進行分析時，SOLIDWORKS Flow Simulation 計算出的結(jié)果是 60 升氣體僅造成 0.2 毫巴的壓降，我曾打賭說這個結(jié)果不可能正確，因為這個氣壓作用于圓錐形電阻器上。我認為應(yīng)該有 2 毫巴的壓降，但當我們構(gòu)建了一套原型之后，卻印證了軟件的計算結(jié)果是正確的。”SOLIDWORKS 軟件、SOLIDWORKS Simulation 和 SOLIDWORKS Flow Simulation 之間的單窗口集成還可以使工程師快速演算突破常規(guī)的思路。此外，集成的方法也避免了互操作問題，因為不再需要進行任何轉(zhuǎn)換。最后，獨立的專家系統(tǒng)（例如傳統(tǒng)的計算流體動力學系統(tǒng) (CFD)）的操作和使用則需要花費更多的時間。利用 SOLIDWORKS Simulation 和 SOLIDWORKS Flow Simulation 同樣可以幫助 Hoffman 和他的團隊滿足新產(chǎn)品的開發(fā)目標；毫無疑問，它們也可為公司節(jié)省大量的資金。更重要的或許是這些系統(tǒng)對 Dräger Medical 的質(zhì)量和高度安全性貢獻很大。

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