成功案例丨Altair 数字孪生技术助力GEZE打造智能建筑新标杆

关于 GEZE

GEZE创立于1863年，是一家拥有160年历史的家族企业，在全球37个地区设有分支机构，员工总数超3000人。公司在德国、中国、塞尔维亚和土耳其均建有现代化生产基地，专注于门窗系统及安防解决方案的创新研发与制造，提供从概念设计、工程规划、生产制造到安装维护的全生命周期服务。凭借定制化的系统解决方案和个性化的售后服务体系，GEZE持续为全球客户创造价值。

面临的挑战

GEZE亟需构建一个全新的仿真环境——既要覆盖多学科仿真领域，又要实现跨团队协同的统一工作平台。

对于任何制造商而言，开发新产品都充满挑战，尤其是像GEZE这样复杂的机电一体化系统。传统上，GEZE的产品开发流程依赖高度专业化的分布式团队——各团队在各自领域独立工作，直到最后阶段才共同构建功能性原型。即便在2023年，其开发模式仍是：设计师完成设计后，基于各部门产出制作原型，方能开展测试。这意味着仿真技术仅被用于开发周期末期的评估与问题排查。

这种模式存在明显弊端：首版原型往往无法达到预期效果，导致反复修改、冗长的迭代周期，以及额外高昂的原型制作成本。

GEZE的变革之路：从原型依赖到仿真驱动

面对发展瓶颈，GEZE深刻意识到必须减少对物理原型的依赖，以优化开发流程、缩短周期并降低成本。为此，公司制定了明确的转型目标：

• 构建专业仿真团队：组建跨领域仿真专家队伍

• 建立标准化流程：统一仿真分析规程与报告模板

• 全域覆盖：实现多物理场仿真能力的全面布局

GEZE仿真团队负责人Marc Fiedler指出："过去各部门各自为政的开发模式是问题的根源。当我们用不同的'开发语言'处理同一产品时，首版原型合格率低就成为必然结果。"

GEZE面临的第二大挑战：仿真软件选型困境

在引入Altair解决方案之前，GEZE仿真团队深受原有仿真工具的掣肘，原有系统痛点包括：

• 功能性缺陷：软件实际性能远未达到承诺的高效功能标准

• 结果可信度存疑：频繁出现难以解读的仿真结果

• 成本效益低下：采用模块化收费模式，核心功能需额外购买

• 创新阻碍：落后的工具链严重制约了产品研发效率

新一代仿真平台的选型标准：

• 多物理场覆盖：需支持机械、电气、电磁、控制、热流体及液压系统的静动态分析

• 协同工作能力：提供统一的跨团队协作平台

• 集成化解决方案：实现多学科仿真的无缝集成

• 效能提升：助力打造高产出仿真团队

  
  

"正是这些严苛的需求，最终促使我们选择Altair作为战略合作伙伴。"GEZE仿真团队负责人表示。

Altair 解决方案

GEZE选择Altair的核心动因在于其业界领先的综合性软件组合。通过创新的Altair Units许可体系，GEZE以固定成本获得了所需的全套工具，这一灵活、高效的授权模式具有三大显著优势：

• 全域覆盖：可自由调用Altair全系列软件资源

• 无缝协同：实现多求解器间的互联互通

• 高效集成：轻松构建跨系统联合仿真（如液压与机械系统耦合）

数字孪生战略升级

GEZE选择Altair解决方案的最重要原因，是 Altair 提供的全面且行业领先的软件组合。通过灵活、高性价比的基于Altair Units的模式，GEZE以固定价格获得了所需的所有工具。Altair Units允许GEZE使用Altair广泛工具库中的任何软件，同时实现不同求解器之间的连接与交互。GEZE对工具间的便捷整合印象深刻，例如在单一仿真模型中集成液压系统与机械系统。

然而，GEZE的规划更具雄心，不仅限于单独的仿真解决方案。他们设想了一个数字孪生项目，将高度分布式团队的成果统一整合到一个原型中。GEZE对团队的愿景是一个共享平台，从新项目伊始就促进协同开发，目标是让各部门在首个原型构建之前就能测试和验证所有组件。Altair® Twin Activate® 正是实现这一愿景的理想解决方案。

Altair 解决方案关键优势：

• 全面软件组合：覆盖GEZE所有仿真需求

• 灵活授权模式：Altair Units提供高性价比的一站式解决方案

• 多学科集成：支持跨领域仿真（如机械与液压系统耦合）

• 数字孪生支持：Twin Activate助力早期验证与协同开发

该解决方案帮助GEZE突破传统开发限制，在原型阶段前完成设计验证，大幅提升效率并降低成本。

数字孪生技术赋能分布式协同开发

在跨领域产品开发中实现高效协作往往面临挑战，因为不同部门对系统架构、技术要求和专业术语的理解存在差异。为解决这一问题，GEZE 与 Altair 合作构建了门系统数字孪生解决方案，该方案整合了多款 Altair 核心产品：

• Twin Activate：数字孪生平台

• HyperMesh：前处理解决方案

• OptiStruct：结构分析求解器

• HyperView：后处理工具

• Inspire：概念设计平台

• MotionView：液压系统与控制系统仿真环境

Twin Activate系统模型中控制软件、电力驱动与机械系统的多物理场耦合仿真

多体动力学仿真中的机械系统精细模型展示

Twin Activate中自动门驱动系统的集成仿真视图

这套涵盖机械系统、液压系统和控制系统的数字孪生方案，在开发过程中发挥了关键作用，大幅减少物理原型数量、显著降低开发成本、有效缩短产品上市时间、建立完整的虚拟产品开发流程：

• 统一沟通平台：为各领域专家建立共同语言

• 协同开发环境：实现跨部门无缝协作

• 系统集成验证：完整呈现各团队成果的交互关系

数字系统表征下的虚拟原型示意图及各开发学科的交互关系

门驱动系统在多体动力学(MBD)模型中的精细化呈现

"通过数字孪生技术，我们不仅解决了沟通障碍，更重构了产品开发范式，"GEZE项目负责人表示，"这为复杂机电系统的创新研发树立了新标准。"

数字孪生项目高效落地

尽管数字孪生实施通常被认为具有较高复杂度，GEZE原预估需要至少500小时才能取得实质性成果。然而借助Altair解决方案与专业技术支持，GEZE仅用160小时（不足三个月）就成功构建了可运行的数字孪生系统。"我们原计划投入500小时，但仅用160小时就达成了目标，"Fiedler表示，"特别是软件集成环节，从预期的200小时压缩至短短一天。Altair技术支持团队响应迅速，始终能专业高效地解决我们所有问题。"

Altair Units的卓越价值

GEZE团队对Altair Units授权体系给予了高度评价，该创新许可模式通过单一、灵活且可扩展的授权，使团队能够充分调用Altair全系列解决方案。"Altair提供的丰富仿真工具组合始终是我们的最佳选择，"Fiedler强调，"与传统授权模式不同，Altair Units确保100%的许可利用率——所有授权单元均可被任意团队成员随时调用，没有任何资源闲置。相比传统授权模式，这为我们节省了大量成本。"

超越仿真本身的综合效益

虽然GEZE对新方法的流程优化效果早有预期，但数字孪生概念获得的积极反响仍超出预期——从技术专家到管理层都对这一创新方法充满热情。Fiedler认为，除了Altair解决方案的易用性外，实施过程中Altair出色的沟通协作也是关键因素。

打破三十年技术壁垒

"自上世纪80年代以来，我们始终受困于部门隔阂，"Fiedler指出，"现在通过Twin Activate，我们终于拥有了统一各领域的仿真环境，使专家们能够突破信息孤岛。Altair工具提供的共同语言和环境，让我们从开发伊始就能协同寻找解决方案，这为我们腾出更多时间投入创新研发。所有优秀创意都能获得验证机会，因为我们不再需要为测试台预留大量时间。"

转型成效

• 实施周期缩短68%（500h→160h）

• 软件集成效率提升99%（200h→1天）

• 实现100%许可利用率

• 建立跨部门协同创新机制

流程优化

• 实现跨部门开发流程标准化统一

• 开发迭代次数显著减少

• 基于精确需求分析的供应商战略管理

• 资源利用

• 100%许可证利用率，零闲置成本

• 创新探索时间增加30%以上

协作创新

• 通过统一平台提升跨团队沟通效率

• 建立虚拟协同开发新范式

• 数字孪生发展路线图

在现有成果基础上，GEZE正规划数字孪生技术的进阶应用。

"前移式仿真集成是我们的核心策略，"Fiedler强调，"仿真技术在开发流程中应用得越早，产生的价值就越大。我们正致力于将仿真节点进一步提前至概念设计阶段。"

智能运维升级

连接数字孪生与测试平台，实现实时耐久性分析，精确预测维护周期，最终实现与客户系统的直连，提供设备状态实时监控。

商业模式创新

该技术路线还将催生新型服务模式：

• 产品交付前即可预测关键部件寿命

• 提供精准的故障预警服务

• 建立基于数据的增值服务体系

通过持续深化数字孪生应用，GEZE正从产品制造商向智能建筑解决方案提供商转型，为行业树立数字化标杆。