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加速智能手机跌落测试模拟：LG 电子案例研究

技术

分析与建模 - 数字孪生/模拟
处理器与边缘智能 - 微控制器与印刷电路板 (PCB)

适用行业

消费品
电子产品

适用功能

产品研发
质量保证

用例

时间敏感网络
虚拟原型与产品测试

服务

系统集成
测试与认证

关于客户

LG 电子公司是消费电子、移动通信和家用电器领域的全球领导者和技术创新者。 LG 2012 年全球年销售额为 452.2 亿美元，是业界领先的平板电视、移动设备、空调、洗衣机和冰箱生产商之一。该公司不断开发新版本的智能手机，使其成为电子行业销售最快、发展最快、最具竞争力的产品之一。新车型的上市时间对公司的盈利能力、定位和消费者声誉产生重大影响。

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挑战

智能手机行业是电子行业发展最快、竞争最激烈的行业之一。新型号每隔几个月就会开发出来，上市时间的任何缩短都会对制造商的盈利能力、定位和声誉产生重大影响。然而，开发过程的某些方面（例如跌落测试模拟）仍然非常耗时且难以加速。跌落测试模拟是确保智能手机质量和稳健性的关键要素。尽管使用计算机模拟进行虚拟跌落测试，但由于智能手机中存在大量零件和组件、耗时的几何清理、简化和网格划分以及大量接触，LG电子 (LGE) 在缩短模拟时间方面面临着挑战需要许多手动步骤的定义。全面的测试涉及各种跌落和弯曲条件，其中分析设置非常耗时。后处理和生成报告也缩短了取得结果的总时间。平均而言，跌落测试模拟需要一到两周的时间来设置、执行和分析，其中建模和后处理占了投入时间的 60% 到 80%。

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解决方案

LGE 与 Altair 合作，旨在创建一个无缝集成的跌落测试模拟自动化系统，使 LGE 工程师能够在短短 24 小时内进行虚拟智能手机跌落测试。这种方法结合了建模以及跌落和弯曲分析，预计将显着加快开发过程，并为 LGE 提供巨大的竞争优势。 Altair-LGE 团队开发了一种方法，可以使用 Altair 的 HyperWorks 计算机辅助工程套件自动简化几何形状、创建焊点、生成高质量网格以及在零件之间创建接触。该套件包括用于预处理的 HyperMesh、RADIOSS 解算器、用于后处理的 HyperView 及其嵌入式自动化框架。 Altair-LGE 团队开发的自动化系统仅需几个小时，是一个完全集成、端到端且用户友好的系统，可以模拟跌落和弯曲测试场景。该系统还提高了跌落和弯曲分析的标准化、可靠性和可重复性。

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运营影响

The automation system developed by the Altair-LGE team addresses several major challenges in the electronics industry, including time to market, innovation, and cost. With the decreased time spent on manual operations and the reduction in human error, engineers can use the days freed up by the drop-test simulation automation to explore more iterations of the smartphone’s design to develop a more robust and innovative version. Furthermore, LGE’s warranty costs are expected to be reduced, since its optimized smartphones will be more resistant to damage from dropping. LGE is using the 24-hour drop test simulation system on its latest models, and Altair anticipates that this standardized automation process can produce similar results for the design of other types of consumer electronics as well, including laptop computers, home appliances, air conditioners, and other products.

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数量效益

The Altair-LGE team succeeded in implementing a toolset to perform a smartphone drop-test simulation from CAD to report in less than 24 hours.
Meshing the printed circuit board (PCB) and the chips and creating solder joints between the PCB and the chips now takes less than 5 minutes, a task that manually used to take an engineer a full day.
Complete modeling time totaled less than five hours.

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