【IT168 案例】Trek在制造新一代赛车时面临的普遍挑战同样适用于众多公司:仍然坚持使用轻量级材料制造产品,在设计阶段早期识别设计缺陷并减少从草图到物理原型的时间。Trek自行车公司是一家位于滑铁卢的自行车制造商,为了完成上述工作,它在Dell Precision工作站中应用了NVIDIA最新的技术。
Trek在开发其Carbon Session 9.9山地自行车时面临的典型挑战就是找到理想得重量/压力比率。公路自行车的格言是质量更轻等同于性能更高,但是这并不适用于山地自行车。山地自行车需要牢固而稳定这样它们才不会在压力之下而破裂。
Michael Hammond 是一名高级工业设计师,领导了Trek的山地自行车设计团队,他说道:“Trek创立于1976年,其使命是制造世界上最好的自行车。在Trek公司内部,工业设计师拥戴我们的顾客,在整个过程中全身心投入。确保每台新自行车的性能指标以及乘骑品质满足Trek以及用户的高标准要求是开发团队的职责所在。这是具有这种责任心,同样确保了自行车能够尽快地投入生产。上述目标指引我们使用了NVIDIA Quadro GPU。”
Trek最近引入的Carbon Session 9.9是有史以来质量最轻的山地自行车。为制造该尖端的自行车,Trek设计师利用了非常好的自行车设计诀窍并使用了尖端的设计工具SolidWorks 3D CAD软件,该软件运行在使用了NVIDIA Quadro GPU的Dell Precision工作站之上。其结果是上市最快的山地自行车设计,原型以及生产-就绪大约是常规时间的一半,而且该山地自行车由2011世界杯冠军Aaron Gwin亲自骑行。
挑战
自行车生产的设计目标在众多制造商之间存在冲突。产品必须尽可能轻便而且尽可能坚固以经受选手对自行车的众多需求。Michael Hammond说:“基于这一前提,从结构到功能的每个细节,自行车必须看起来非常棒,而我们产品的每个元素都清晰可见。”
Trek的前一代产品Session 88在2008年生产时采用的材料是铝合金,Session 88是当时速度最快的山地自行车。从那时起,其他公司都将其作为竞争对手。
因此Trek团队不得不计算出如何使用Session 88自行车所没有使用的高级材料和专利OCLV技术创建尖端的产品。
他们需要将铝合金的几何学转换为更轻便但是更加脆弱但是价格高的碳纤维材料,在越野选手所梦想的自行车的速度与耐用性之间进行平衡。
${PageNumber}解决方案
使用碳纤维将允许Trek实现众多目标,但是与铝合金相比,碳纤维自行车设计与构建都更加复杂。碳纤维的材质必须根据精确的布局手工放置到开放的钢模中。磨具是封闭的而且需要按压以构建各个部分。设计碳纤维自行车要求的布局严格,而且决定规格以及复杂的平面都是一个复杂的过程。
为克服这些挑战,Trek在Dell Precision移动工作站上使用了Dassault Systèmes SolidWorks软件。据Hammond所说:“我们知道创建如此复杂的产品必须处理很多事情而我们几乎没有多少时间。因此我们想能够进行更多的设计迭代以免陷入困境之中。非常棒的是我们可以用Quadro做每件事。”
影响
一旦我们有了新自行车的初始参数,Trek团队只需要花费四个月就能够设计出自行车的原型,大约进行了20次概念测试与模拟。在使用NVIDIA Quadro GPU设计产品之前,他们花费了两倍的时间设计原型而且只能够在同样的时间内进行少量概念测试。
之前,Trek团队的每个项目需要进行四次甚至更多的全面的桢模型打印才能看到表面纹理的级别,而在构建运行之前需要把每件事做到完美。每次打印的成本在2000美元以上而且要花费一周的时间才能完成。NVIDIA的模拟工具允许Trek略过打印环节这样便直接地节省了相应的成本。
第一次正确地获取原型系统对降低设计开销也至关重要。为新桢设计设置工具将花费数千美元,而且是在假定没有修改或者不需要重新设置工具的前提下。能够快速更改并进行模拟以清晰地查看微小的细节允许Treck团队将注意力集中在单个原型之上-这节省了数千美元。
Hammond 说:“在模型和模拟中能够看到表面细分和过渡效果而且性能不会有任何损失是非常重要的。之前我们不能进行快速渲染,在软件中进行详细的检查曲柄轴,轮子和变速器的间隙问题,或者设计各种桢分段的长度。通过使用SolidWorks的3D模拟,Quadro卡允许我们立即看到桢架构中的热点,因此我们能够立即进行修复不用以后再处理。在模拟中进行更快的迭代意味着我们能够以更低的成本,效率更高地设计自行车”
Hammond指出:“每个星期自行车投入生产都在延期,在潜在销量方面我们在损失收入,而推出Carbon Session 9.9使我们非常具有竞争力。”
山地自行车选手Aaron Gwin骑行了新的Carbon Session 9.9自行车,在2011年赢得了世界杯的总冠军。Hammond 说:“我认为Carbon Session 9.9要比任何其他自行车领先一步,当你进行比赛时就会意识到这是最棒的自行车了。”
Hammond总结说:“我们在构建最好的碳纤维山地自行车Carbon Session 9.9时取得了成功。没有Quadro GPU的速度与品质我们不可能做到这一点。更棒的是我们能够使用同样的Quadro工具对质量进行改进,同时加快产品的上市时间。”
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