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- 使用计算机进行工业设计的历史已经很久远,大约自有计算机开始,工程师们就开始考虑如何“偷懒”,摒弃传统的墨水和图纸,比如采用CAD进行结构设计,但这与手绘图纸并没有根本区别。物理仿真的根本目的,是实物被制造生产出来之前,可以在虚拟世界进行模拟运行测试并优化设计!
运用仿真技术最著名的一个例子是美国新一代的“福特”级航母。“福特”级航母的每一个结构、每一个部件都进行了模拟试验,从泵、管道到垫片、螺栓固定的舱壁,从舰桥上获得的飞行甲板视野,到机舱的损管控制。甚至还有食堂的模型,利用这个模型,可以知道舰员们吃上热饭到返回工作岗位需要多长时间。这就像模拟城市的游戏,但这个游戏有着很严肃的目的:“在支付建造费用并幵始切割钢板之前,确认最终能够得到些什么。”
因此当我看到8500机芯是基于仿真技术设计制造,确实有眼前一亮的感觉。实际上,使用计算机模拟各种牛顿物理的力学过程、磨损、温 度导致的材料属性变化等等并不算太复杂,至少比起航空领域的数字风洞或建造航母来得简单一些。我们可以试想两种完全不同的设计过程:
传统制表是经验加实际使用结果修改。先根据前人的设计,构思机芯框架、计算齿轮传动比、确定齿轮直径、采用成熟的齿型等等,上市也许数年后,发现哪个齿轮有问题,再进行修改。
物理仿真设计则先在虚拟世界“拼装”好机芯,然后测试运行,所有的部件被赋予相应的物理属性,因此可以实时获取各个部件的运行状态和磨损值。其中有价值的恐怕就是“时间加速”功能,在虚拟世界这仅仅只是提高了计算速度而巳,但对于钟表等需要长时间检验的系统来说具有重大意义:过去,评估一枚机芯至少需要8-10年的实际运行,而现在通过物理仿真也许真实世界一周的时间在虚拟世界已经度过了100年。工程人员可以一边测试一边改进优化设计,例如加粗某个轴的直径同时兼顾其摩擦力的增大,使其优化;或者增加发条的厚度或长度,同时保持高效的上弦效率,等等这些在过去只能通过经验丰富的工匠反复加工试验完成,而现在只需动动鼠标,并自动计算佳结果。
由于斯沃琪集团并没有公开其物理仿真软件平台的具体信息,现在还不能断言8500进行了那些仿真设计和测试,但我们可以通过上市后的表现,综合评估其设计水平:8500机芯自2007年推出,2008年批量上市至今巳超过6年,无论国内外均无大规模保养维护的案例,也没有明确的 设计缺陷报告,由此可见物理仿真设计应用于全新构造的8500机芯是成功的。