建模與仿真（MV&V）已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)中，在家電創(chuàng)新和研發(fā)領(lǐng)域，仿真已經(jīng)成為不可或缺的工具。5月19日，年度技術(shù)創(chuàng)新盛會(huì)2023年中國(guó)家用電器技術(shù)大會(huì)落下帷幕。在這場(chǎng)集聚新技術(shù)、新材料、新趨勢(shì)的會(huì)議上，國(guó)際專(zhuān)業(yè)認(rèn)證機(jī)構(gòu)UL Solutions就為與會(huì)代表分享了自己對(duì)于TIC行業(yè)建模與仿真的探索，以不斷探索和創(chuàng)新的精神與家電制造企業(yè)共同進(jìn)步。

建模與仿真在家電開(kāi)發(fā)中的實(shí)踐

會(huì)上，UL Solutions家電、暖通空調(diào)及照明事業(yè)部（AHL）亞太中東及非洲區(qū)總經(jīng)理朱祥就“TIC行業(yè)建模與仿真的探索”做了主題演講。他在演講中提到，具體到家電制造領(lǐng)域，家電產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在研發(fā)過(guò)程中常涉及強(qiáng)度、剛度、散熱、跌落/沖擊、疲勞壽命、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等多方面的工程問(wèn)題。隨著TIC行業(yè)建模與仿真技術(shù)的日趨成熟，企業(yè)完全可以將這種先進(jìn)的研發(fā)手段與試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，形成互補(bǔ)，從而提升研發(fā)設(shè)計(jì)能力，有效指導(dǎo)新產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)，節(jié)省產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本，縮短開(kāi)發(fā)周期，從而大幅度提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

“仿真設(shè)計(jì)對(duì)家用電器的產(chǎn)品設(shè)計(jì)起到了革命性的指導(dǎo)作用，這一點(diǎn)毋庸置疑，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在各種產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的過(guò)程中就是最好的證明。”朱祥強(qiáng)調(diào)，“但是，仿真模型建立有很強(qiáng)針對(duì)性和目的性，需要明確的目標(biāo)和充足的準(zhǔn)備，往往也和個(gè)人的習(xí)慣和經(jīng)驗(yàn)有關(guān)。所以即使仿真很準(zhǔn)確，也很難簡(jiǎn)單清晰地闡述和證明，尤其是企業(yè)如果考慮設(shè)計(jì)認(rèn)證方面的創(chuàng)新，模型的置信度是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)，這不僅取決于仿真結(jié)果，也取決于整個(gè)建模和仿真驗(yàn)證過(guò)程”。

朱祥向《電器》記者表明了參與此次大會(huì)的意圖：建模與仿真（MV&V）已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)中，在家電創(chuàng)新和研發(fā)領(lǐng)域，仿真已經(jīng)成為不可或缺的工具，然而在TIC合規(guī)領(lǐng)域的應(yīng)用仍然面臨很大的挑戰(zhàn)，UL Solutions正在探索一條建模和仿真合規(guī)性的道路，從建模與仿真的角度，更輕松高效地助力產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與上市過(guò)程的合規(guī)性認(rèn)證。

 

建模與仿真面臨的挑戰(zhàn)與未來(lái)

據(jù)《電器》記者了解，使用建模與仿真生成的數(shù)據(jù)來(lái)支持認(rèn)證的決定需要對(duì)預(yù)測(cè)的高度信任。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，UL Solutions創(chuàng)建了獨(dú)立模型驗(yàn)證與確認(rèn)（IMV&V）流程，以幫助建立各類(lèi)建模與仿真預(yù)測(cè)的完整性。

作為安全認(rèn)證的一部分，穩(wěn)健的驗(yàn)證和確認(rèn)對(duì)于接受模擬模型至關(guān)重要。通過(guò)IMV&V過(guò)程成功評(píng)估的產(chǎn)品測(cè)試模型現(xiàn)在可用于支持產(chǎn)品認(rèn)證，以供將來(lái)的產(chǎn)品修訂。“我們的IMV&V流程生成一份報(bào)告，可用于整個(gè)產(chǎn)品生命周期的產(chǎn)品修訂。這大大降低了成本并加快了上市時(shí)間。IMV&V報(bào)告可以助力客戶加強(qiáng)嚴(yán)謹(jǐn)度，并建立建模和仿真的完整性，以確保合規(guī)性。此外，產(chǎn)品模型的構(gòu)建可能需要對(duì)供應(yīng)鏈中不易獲得的組件進(jìn)行數(shù)字表示。我們可以協(xié)助支持供應(yīng)鏈供應(yīng)商之間共享組件的數(shù)字模型，同時(shí)確認(rèn)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的可靠性。”朱祥解釋道。

顯然，更快的上市時(shí)間、節(jié)省的成本和人力、可測(cè)試性的擴(kuò)展都可以為企業(yè)帶來(lái)可預(yù)見(jiàn)的收益，這也正是制造企業(yè)更加重視建模與仿真的原因。

另外，據(jù)UL Solutions家電暖通空調(diào)事業(yè)部亞太區(qū)業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理袁勝向《電器》介紹，UL Solutions過(guò)去一直也在參與一些美國(guó)國(guó)家層面上的可燃制冷劑安全方面的研究，如泄漏測(cè)試與CFD仿真的研究項(xiàng)目（AHRTI 9007）等，積累了相當(dāng)豐富的可燃制冷劑泄漏物理測(cè)試與仿真建模的經(jīng)驗(yàn)。

袁勝指出：“可燃制冷劑泄漏安全是全球各個(gè)國(guó)家推進(jìn)《基加利修正案》時(shí)遇到的一個(gè)共同性話題。目前，各個(gè)國(guó)家都在制定相關(guān)的法律和標(biāo)準(zhǔn)以推進(jìn)HFCs削減計(jì)劃。以空調(diào)為例，已經(jīng)發(fā)布的IEC 60335-2-40 Ed7.0以及UL 60335-2-40 Ed4.0都對(duì)包含A3、A2和A2L可燃制冷劑的產(chǎn)品進(jìn)行了科學(xué)合理的規(guī)定及要求，在安全前提下，對(duì)制冷劑由高全球變暖潛能值向更環(huán)保低全球變暖潛能值的制冷劑的轉(zhuǎn)變提供了技術(shù)途徑。因此，制冷劑泄漏建模與仿真也將成為在安全測(cè)試認(rèn)證中的一個(gè)重點(diǎn)探討的方向之一。”

作為安全科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的第三方檢測(cè)認(rèn)證機(jī)構(gòu)，朱祥總結(jié)道：“UL Solutions的仿真建模測(cè)試認(rèn)證，提供了TIC檢測(cè)認(rèn)證行業(yè)的一種新的思路，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上，提高了開(kāi)發(fā)和認(rèn)證效率；在測(cè)試上，長(zhǎng)期來(lái)看有減少測(cè)試樣機(jī)制造和測(cè)試資源，如水、電、氣的消耗。更為重要的是，可燃制冷劑泄漏仿真，可以讓家電制造業(yè)更為清楚地了解產(chǎn)品使用可燃制冷劑后的安全性，以制定緩解方案，快速推進(jìn)低GWP制冷劑應(yīng)用的產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)，助力家電制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和。”

 

全新的UL Solutions

朱祥還向《電器》記者介紹了UL Solutions的背景。2022年6月27日，UL宣布了旗下3個(gè)組織的全新品牌，即UL Research Institutes、UL Standards & Engagement和UL Solutions。其中，UL Solutions提供測(cè)試、檢驗(yàn)和認(rèn)證服務(wù)，以及支持客戶的產(chǎn)品創(chuàng)新和業(yè)務(wù)增長(zhǎng)的軟件產(chǎn)品和咨詢服務(wù)。

據(jù)了解，TIC行業(yè)包括檢測(cè)、檢驗(yàn)和認(rèn)證三大類(lèi)。伴隨著各行各業(yè)在市場(chǎng)浪潮中千帆競(jìng)渡，作為質(zhì)量基礎(chǔ)服務(wù)的TIC行業(yè)如同護(hù)航艦隊(duì)，肩負(fù)著促進(jìn)市場(chǎng)良性競(jìng)爭(zhēng)與可持續(xù)發(fā)展的使命。目前，數(shù)字化和智能化已經(jīng)廣泛為中國(guó)市場(chǎng)所接受，推動(dòng)中國(guó)發(fā)展成為全球第二大數(shù)字經(jīng)濟(jì)體。中國(guó)企業(yè)也積極擁抱數(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)型，加快布局步伐。但智能化轉(zhuǎn)型是一個(gè)長(zhǎng)期過(guò)程，并不能一蹴而就。朱祥說(shuō)：“以制造業(yè)為例，在零部件數(shù)字化、新技術(shù)的研究、新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)以及數(shù)字工廠制造等各個(gè)方面，TIC行業(yè)可以將產(chǎn)品安全、信息安全和可持續(xù)性挑戰(zhàn)轉(zhuǎn)化為客戶的機(jī)遇。”