史丹利百得选用Altair HyperWorks Unlimited进行CAE设计研发

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本文摘要（由AI生成）：

史丹利百得公司是全球知名的多元化供应商，提供手动工具、电动工具等多种产品。其通过创新工具和解决方案，帮助全球专业人士完成各种工作。为保持竞争优势，公司采用计算机辅助工程（CAE）方法优化产品设计，提升性能、耐久性和降低成本。然而，优化过程中遇到挑战，公司选择了Altair的HyperWorks Unlimited解决方案，显著缩短了产品研发周期，提高了决策效率。公司计划扩大使用该系统，提升竞争力。

项目介绍

史丹利百得公司(Stanley Black& Decker) (NYSE:SWK) 是标准普尔500指数企业之一，是一家多元化全球提供商，提供手动工具、电动工具和相关配件、机械存取和电子安全解决方案、医疗保健解决方案、工程紧固系统等。公司供应各种适应苛刻工作条件且功能强大的创新工具，帮助全世界的专业人士构建、维修和保护世界上最具价值之物。史丹利百得是工具和安全方面的领导者，旗下品牌包括Stanley Tools、DEWALT、Mac Tools、Porter-Cable等。从机场大门到住宅锁和门栓，再到解救地震中受困幸存者的破碎器，其产品应有尽有。

正如其官网所述，“无论您住在何处，开什么车，在哪个商店购物，或在哪幢大楼工作，其创建过程中都肯定有我们的参与。而且可以确定的是，在所有这些场所或设备的使用过程中，我们会继续为您提供支持。”

史丹利百得选用Altair HyperWorksUnlimited来优化其电动工具设计的CAE流程。此全面支持式HPC系统包括市场领先的HyperWorks求解器、网格和可视化产品套件，以及用于管理 HPC作业负载的PBS Works套件。

挑战

作为一家全球领先的电动工具供应商，史丹利百得 (SBD)始终在努力保持自身的竞争性优势，并致力于以更快的速度向市场中提供性能更佳的产品。具体来说，在对其畅销款电锤进行锤击机构的设计优化时，SBD工程师知道他们需要采用计算机辅助工程(CAE)的方法。

“电锤行业的竞争极为激烈，而且电锤是市场上最复杂的电动工具，因此我们必须通过现有的最为创新的方法来优化性能，”SBD全球计算机辅助工程主管Andreas Syma说道。

“借助CAE来完成优化是实现这一目标的唯一可行方法，因为要求过于复杂，不能仅依靠于经验知识或纯物理测试。”

通过在CAE基础上进行优化，工程师可以实现以下几点：

• 处理极为复杂的实体产品

• 一次性测试几百个设计

• 在产品物理工作原理上获得更深的理解

“真正意义上的优化只能通过计算机辅助方法实现，”Syma 解释说。“通过物理测试来改善系统时，其作用其实极为有限，我们必须在更高的层次上对物理工作方式进行探索，获取新的认识并了解在改善系统上需要做些什么，而 CAE为此提供了可能。就性能、耐久性、成本和重量来说，基于仿真的优化方法对工程设计工作的帮助非常大，它会带来更具价值的产品。若能在流程的早期阶段加以应用，则更是如此。”

SBD之前一直使用的是采用LS-DYNA的工作站，优化的执行期在三周左右。“三周的时间不足以让我们保持竞争优势，我们的目标是能够在一个周末的时间内完成，这样工程师从周五开始工作，然后在周一便可获得结果，”Syma表示。

SBD团队成员知道，他们需要更高性能的计算机来帮助达到所需的性能提升，但是对于投资购买更多的硬件和计算核心，大家都心存顾虑，其原因有三：

• 高性能计算(HPC) 硬件/核心的成本

• 复杂的HPC系统在维护和支持上的难易程度

• 必要的软件许可是否能够与这一硬件完美配合，并达到较高的利用率

换句话说，即使SBD能够为采购和保有HPC系统的费用提供充分的理由，公司能否确保昂贵的CAE软件许可证可在这些硬件上使用？能否最大程度地利用这些许可证？

“我们了解过往的业务案例，也知道这势在必行，但是我们不确定在优化方法的计算时间方面，传统硬件解决方案是否能为我们带来所需的结果。我们不希望在进行硬件投资后发现无法得到我们需要的结果，”Syma说。

解决方案

SBD获得了三个领先HPC硬件提供商的报价，但是仍担心真正使用此系统时会产生额外的许可证成本，从而不能经济高效地利用软件许可证。另外一个担忧是HPC系统的管理是否会非常复杂。

于是，Altair为SBD推荐了HyperWorks Unlimited™，这是一款用于CAE的全管理型HPC产品。此交钥匙式产品包括预配置的HPC硬件和软件，以及所有HyperWorks® 应用程序和用于管理HPC作业负载的PBS Works™ 的无限制使用权限。

该团队之前就已熟悉Altair软件，尤其是结构分析求解器RADIOSS®以及HyperMesh®、HyperView®和 MotionSolve®。SBD工程师进行了一次基准研究，证明了RADIOSS连同HyperStudy®一起在准确性和性能方面等同于他们之前一直使用的LS-DYNA/optiSLang解决方案。在这些研究结果的基础上，SBD决定就Altair HyperWorks Unlimited解决方案迈向下一阶段。

“经证明，RADIOSS与HyperStudy组合的性能与使用optiSLang的LS-DYNA解决方案一样好，”Syma说。“我们还研究了HyperWorks套件中的更多产品，发现在加入这些产品之后，HyperWorks Unlimited将更具吸引力。若采用一个传统的HPC系统并单独购买的求解器许可证，其价值是无法与此相比的。而且由于只有值得信赖的Altair 这样一个供应商，无论是在硬件或软件中的任何部分需要支持，我们都只需拨打一个电话。对于所有CAE工程师来说，HPC都应该是这样，都应如此简单、如此强大、如此可靠。”

结论

SBD最终选择了160核的HyperWorks Unlimited系统，Altair在几天之内便进行了交付和安装。“该系统十分有效，”Syma说。“我们已开始应用，而且至今未出现任何性能或维护问题。

“HyperWorksUnlimited正是我们所需要的，即一个在预配置硬件上封装和交付的易于安装和使用的顶级求解器。另外，其中还配备了全套CAE及HPC产品，进一步满足了我们全部的优化需求，无需担心要购买更多许可证。所有配置工作均已为我们准备妥当，我们拥有所需的全部软件，可进行无限的探索，并且价格也非常合理。这简直令人有些难以相信，”Syma说。

Altair会对HyperWorks Unlimited硬件和软件提供全面支持，这是SBD选用HyperWorks Unlimited的一个重要的决定性因素。“我们刚开始接触HPC，因此必须使我们的IT团队感觉这种解决方案易于管理，从而不必聘用新人，也不会降低工程师的效率。借助HyperWorks Unlimited，我们不需HPC专家就能从CAE应用程序中获得我们需要的顶级性能。”