西门子数字工业软件 Siemens I-DEAS 铣削加工

一套广被航天、汽车、消费性电子产品、工业设计者所采用的全功能机械产品研发过程自动化的系统。高效率的设计、绘图、分析、模拟、测试及制造，以最短的时间、较低的成本向市场提供高质量的产品，是世界应用最广泛的CAD/CAE/CAM软体之一。

I-DEAS软件是高度集成化的CAD/CAE/CAM软件系统。它帮助工程师以极高的效率，在单一数字模型中完成从产品设计、仿真分析、测试直至数控加工的产品研发全过程，从而被全世界制造业用户而广泛应用。

主要贡献

1.Digital Simulation（数字化仿真）:

I-Deas CAE工具通过在产品开发早期阶段仿真全部产品性能来引导设计，提高产品质量，验证并优化细节设计，最大程度地减少重复制作物理样机的次数，同时降低后续加工的反复次数，识别造成现有产品质量问题的原因，制定交易计划，在产品价格和性能之间取得最佳平衡。

2.I-Deas机构设计（I-Deas Mechanism Design）:

I-Deas机构设计可集成地分析带有复杂运动副的机构运动。利用I-Deas装配产生的装配体、运动约束副和接触区域，根据初始运动条件，解算出运动结果。使用了内嵌的ADAMS动态解算器，它帮助您从最初的概念设计阶段就了解机构的运动情况，包括机构的位置、速度和加速度。让您作出更多的选择，从而得到更好的，更精确的设计结果。

3.仿真模型构造（Simulation Modeling Set）:

集成环境中的有限元模型构造和结果可视化工具。直接利用I-Deas零件主模型或装配，或其它CAD系统输入的模型，快速地建立数字化产品仿真模型。仿真模型和设计模型具有相关性。

4.仿真解算（Simulation Solution Set）:

有限元解算器，包括结构的线性静态分析和结构模态分析、热传递分析和流动分析以及结构优化分析。可以采用批处理的方式进行解算。提供多种收敛准则定义和解算选项控制，如模型解算占用的空间和时间预估，结构刚度矩阵文件控制。用户通过解算过程图形监控解算过程，允许终止解算。

5.非线性求解器（Model Solution-Non-Linear）：

支持几何非线性、材料非线性、弹塑性及综合非线性分析，利用Newton-Raphson方法求解非线性方程组。

6.变量化分析（Variationl Analysis）：

变量化分析仿真在设计初期介入设计过程，利用单一模型进行广泛的设计研究，通过一次网格划分和解算，生成手册式结果，得到多种可对比的方案。

7.响应分析（Response Analysis）：

响应分析用来研究结构在静态、瞬态、谐波和随机等激励下的受迫响应，模态可以来自结构分析或测试。

8.复合铺合分析（Laminnate Composites）：

以复合铺层材料结构进行高效的设计和评估.

9.注塑冷却顾问（Part Advisor）：

注塑过程顾问系统。简单实用，直接对STL格式进行计算，只用定义零件的材料和模具特性以及浇注口，就可以模拟浇注模具过程中塑料流动。可优化零件与模具的设计，以达到质量、成本和时间的最优平衡。

10.机械仿真（Mechanism Sim）：

分析机构在外力作用下的运动和受力。包含机构运动（Mechanism Design）的全部功能.

11.产品寿命预测（Durability）：

预测静态载荷下产品的材料强度和疲劳安全的工具。

12.高级产品寿命预测（Advanced Durability）：

预测静态或瞬态载荷下产品的产品寿命和疲劳破坏，包含产品寿命预测的全部功能。

13.电子系统冷却仿真（ESC Electronic System Cooling）：

电子系统的三维热/流动分析。I-Deas集成环境中的电子系统可靠性分析工具，可直接在CAD模型上分析单元件、多芯片组、散热片、PCB、功率模组或完整系统的热/流动行为，含PCB Modeler和ECAD接口。用于优化元器件的位置，预测风扇运作，评估风扇和通风口的位置与尺寸，优化散热片的形状和尺寸等。

14.传热仿真（TMG）：

通用的复杂热问题的快速解决方案。与I-Deas及Femap完全集成，可直接使用有限元模型。其中ESC和TMG在电子行业和航空航天领域仍占据较大的份额和拥有极高的知名度。

I-DEAS功能模块

一、工程设计(Engineering Design)模块

工程设计模块主要用于对产品进行几何设计，包括Master Modeler(建模)、Master Surfacing(曲面)、Master Assembly(装配)、Mechanism(机构)、Draft Setup(制图建模)几个子模块。

1.实体建模(Master Modeler)子模块

以前，在零件未制造出时，是无法观看零件形状的，只能通过二维平面图进行想象。现在，用3DS可以生成实体模型，但用3DS生成的模型在工程实际中是 “中看不中用”。用I－DEAS生成的实体建模，不仅中看，而且相当管用。事实上，I－DEAS后阶段的各个工作数据的产生都要依赖于实体建模所生成的数据。

2.曲面(Master Surface)子模块

前面由基本体素拼合成的实体，属于比较规则的物体。但在实际中存在大量形状不规则的物体表面，这些称为自由曲面。随着人们生活水平的提高，对曲面产品的需求将会大大增加。用 I－DEAS生成曲面仅需2步～3步操作。Master Surface生成曲面的方法有：拉伸、旋转、放样、扫掠、网格、点阵等。由于生成曲面的方法较多，因此Master Surface可以迅速建立任何复杂曲面。

3.装配(Master Assembly)子模块

Master Assembly可将零件在计算机上组装起来。它可用于计算干涉、质量特性等，并能进行装配体的仿真显示。

二、工程制图（Drafting）模块

I－DEAS的绘图模块是一个高效的二维机械制图工具，它可绘制任意复杂形状的零件。它既能作为高性能系统独立使用，又能与I－DEAS的实体建模模块结合起来使用，它支持GB、ANSI、BS308、DIN、ISO和JIS等制图标准。

1.由三维实体零件直接形成二维图(Drafting Setup)子模块

在I－DEAS中，当实体模型建立后，只须几步操作，我们就可以生成三视图(主视图、俯视图、侧视图)及轴测图。

2.详细绘图(Detail Drafting)子模块

Detail Drafting子模块可生成符合各种标准的工程图。Detail Drafting还提供了许多有用的工具，如动态导航技术等，这使设计人员制图变得非常方便。

三、制造(Manufacturing)模块

在机械行业中用到的 I－DEAS制造模块中的功能是NC Machining(数控加工)。说到I－DEAS的数控功能，就不能不提八十年代著名的“东芝事件”。当时，苏联从日本东芝公司引进了一套五座标数控系统及数控软件CAMMAX，加工出高精度、低噪声的潜艇推进器，从而使西方的反潜系统完全失效，损失惨重。东芝公司因违反“巴统”协议，擅自出口高技术，受到了严厉的制裁。在这一事件中出尽风头的CAMMAX软件就是I－DEAS数控模块的一部分。

I－ DEAS的数控模块分三大部分：前置处理模块、后置处理编写器和后置处理模块。在前置处理模块中，I－DEAS提供了完整的机加工环境，可同时处理三维实体和曲面。NC刀具轨迹可根据仿真情况进行修正。后置处理编写器用于生成适合具体NC机床的后处理程序，该部分采用表格驱动，很容易编写出适应 FANUC、SIMENS、FAGOR等数控系统的后置处理程序。后处理模块读入生成的后处理程序后，再对前置处理模块中生成的刀位文件.CL进行处理，就可生成所需的数控程序。

四、有限元仿真(Simulation) 模块

我们中国有句古话：“画虎画皮难画骨，知人知面不知心”。主要是讲事物内在特征很难把握。机械零件的内部变化情况是难以知晓的。Finite Element Simulation(有限元仿真)使我们有了一双慧眼，能“看到”零件内部的受力状态。利用该功能，在满足零件受力要求的基础上，便可充分优化零件的设计。著名的可口可乐公司，利用有限元仿真，分析其饮料瓶，结果使瓶体质量减轻了近20％，而其功能丝毫不受影响，仅此一项就取得了极大的经济效益。

I－DEAS的有限元仿真应用包括三个部分：前置处理模块(Pre－Processing)、求解模块(Solution)、后处理模块(Post－Processing)。

五、测试数据分析（Test Data Analysis) 模块

I－DEAS的测试数据分析模块就像一位保健医生，它在计算机上对产品性能进行测试仿真，找出造成产品各种故障的原因，帮助你对症下药，排除产品故障，改进产品设计。

六、数据管理（Data Management)模块

I－DEAS 的Data Management模块简称IDM，它就像I－DEAS家庭的一个大管家，将触角伸到I－DEAS的每一个任务模块。并自动跟踪你在I－DEAS中创建的数据，这些数据包括你存贮在模型文件或库中零件的数据。IDM也跟踪数据之间的关系。这个管家通过一定的机制，保证了所有数据的安全及存取方便。

七、几何数据交换（Geometry Translator）模块

在实际中还存在一些别的CAD系统，如UGⅡ、EUCLID等，由于它们门户有别，所以自己的数据都难以被对方所识别。但在实际工作中，往往需要接受别的CAD数据。这时几何数据交换模块就会发挥作用。I－DEAS中几何数据交换模块有好几个，如IGES、STEP、DXF等，其工作原理是先将别的 CAD数据转换成中性数据(不依赖于该CAD系统)，然后将中性数据通过几何数据交换模块转换成I－DEAS数据，这样就可将外来数据全部“同化”。

I-deas提供一套基于因特网的的协同产品开发解决方案，包含全部的数字化产品开发流程。它是可升级的、集成的、协同电子机械设计自动化（e-MDA）的大型CAD/CAE/CAM软件系统。有以下主要特点：

数字化主模型技术，高度集成
I-deas首创数字化主模型技术。它成功地将曲面和实体表达方式融为一体，统一了数据结构，容纳了非几何产品信息，构成了完整的产品定义，为协同设计和并行工程大下了良好的基础。

实时团队协同环境，高效管理
I-deas提供一体化的项目组产品数据管理环境。它对所有提交的设计结果进行集中管理和控制，使整个团队并行工作。

超变量化技术（VGX），设计快捷
I-deas的VGX技术是CAD技术发展的一个里程碑。它可以非常直观地、实时地针对零件上的任意特征直接以拖动方式进行图示化编辑和修改，使设计效率更高。其中的动态引导器是智能化地操作参谋，使设计操作明快、流畅。

应用规模任意配置，运用灵活
I-deas可以实现任意规模、随意配置。它可适用于大、中、小各类用户，确保用户选取最符合工作流程及预算要求的解决方案，并且能在需求发生变化时扩充其应用模块，使高端用户能够完全共享产品信息。

界面融入用户经验，操作简易
I-deas与Windows兼容的界面可使用户有选择地定制图标、下拉菜单，为不同经验水平（从初学者到经验丰富的）用户进行配置。指令操作相当简化，简单的“一点一拖”便可执行所有相关联的工作流程。在实体造型中，所需的指令只有其他系统的三分之一。

数字化验证技术，最优仿真
I-deas独有的有限元分析技术使其在CAD/CAE集成方面一直名列世界前茅。它拥有结构分析、热分析、设计优化、耐久性分析等各种分析功能。区域网络划分（Section-On-Mesh）技术使用户能在来自不同数据源的几何模型上创建新的有限元模型，迅速发挥数字化验证的能力。

创成式加工技术，精准制造
I-deas创成式加工技术是行业的顶级产品。它可以方便地仿真刀具及机床的运动，从简单的2轴、2.5轴直至7轴定位、5轴联动加工，都可以实现，并可对数控加工过程进行自动控制和优化。

I-deas在航空航天、汽车运输、电子、消费品及工业设备等方面拥有众多的成功用户，它们分别是：英国宇航系统与设备公司、福特、丰田、尼桑、雷诺、施乐、西门子、等等