NVIDIA和戴爾推動Trek贏得成功

 
 

今天,Trek在製造新一代賽車時與許多公司同樣面臨普遍性的挑戰:使用輕質材料製造堅固的產品,在設計階段早期凸顯設計缺陷,並縮短從草稿到實品樣機所需的時間。位於威斯康辛州滑鐵盧的Trek自行車公司,就是在他們的戴爾Precision™工作站應用NVIDIA®的最新技術完成任務的一個例子。

Trek在開發其Carbon Session 9.9山路自行車時,面臨的典型挑戰就是找出理想的體重/應力比。公路自行車的格言「重量輕等於更快的性能」並不能直接套用在山路自行車上。這些自行車必須堅韌而穩固,在壓力下才能不碎裂。

「Trek在1976年成立,使命是製造世界上最好的自行車,」領導Trek山路自行車部門設計團隊的一位資深工業設計師邁克爾.哈蒙德(Michael Hammond)說道。「在Trek,工業設計師們和客戶站在同一陣線,並全力投入整個生產過程。確保每一輛新自行車的性能特點和騎乘品質能同時滿足Trek 和客戶的高標準是開發團隊的任務。除了肩負這項責任,還必須確保我們的自行車能盡快地進入量產。就是這些目標驅使我們採用NVIDIA Quadro GPUs。」

Trek最近推出的Carbon Session 9.9是有史以來最輕的山路自行車。要製造這樣尖端的自行車,Trek的設計師應用了他們無與倫比的自行車設計訣竅,並採用同樣的尖端設計工具,特別是SolidWorks 3D CAD軟體,在配備NVIDIA Quadro®專業繪圖顯示卡(GPUs)的 戴爾Precision ™工作站上執行。Trek使用配備Quadro的開發環境,結果是上市速度最快的自行車─設計,原型和生產就緒大約只用了平均時間的一半─並且由2011年世界杯冠軍亞倫.葛溫(Aaron Gwin)騎乘。

挑戰:


自行車的生產,在今日的眾多製造商間存在衝突的設計目標。產品必須盡可能輕並且盡可能堅固,以承受騎手對於自行車的眾多要求。 「在這許多先決條件之外,自行車必須看起來很酷炫,從它的結構,風格到其功能的每一個細節,」哈蒙德說道。「我們產品的每個元素都清晰可見。」

Trek的上一代產品,Session 88,在2008年推出時以鋁合金結構和速度最快的山路自行車為號召。此後,其他公司紛紛推出自己的競爭產品,與Trek的競爭力差距已大為縮小。

Trek團隊必須想出如何使用先進的材料和專利OCLV(最佳壓縮,低空隙率)技術,創造一項尖端產品,延續Session 88帶來的開創性。

他們需要將鋁合金架構的幾何形狀轉移到更輕,但眾所周知更加脆弱和昂貴的碳纖維材料,在速度和堅韌性之間取得平衡,成為山路賽車手夢想的自行車。

解決方案:


使用碳纖維使Trek得以實現其許多目標,然而,碳纖維自行車的設計和製造比鋁合金自行車複雜得多。 碳纖維「布料」必須根據精確的佈局流程,一層一層以手工放入後開式的鋼製模具。然後封閉模具並施加壓力以製作每個部分。 設計精確的佈局,如同決定碳纖維自行車的規格和複雜的表面一般,是一個繁複的過程。

為了克服這一挑戰,Trek使用了在配備Quadro的戴爾Precision行動工作站上執行的Dassault Systèmes SolidWorks。 據哈蒙德所說:「我們已經知道在製造這樣一項複雜的產品時有太多事情需要處理,而且沒有多少時間完成。因此,我們希望能夠進行盡可能多的設計迭代而不會卡住。很棒的是,一切都能用Quadro辦到。」


影響:


一旦有了新自行車的初始參數,Trek團隊從第一張草圖到實品樣機只需要花4個月,包括約20次的概念測試和模擬。在使用NVIDIA Quadro GPU設計產品之前,他們必須花費兩倍長的時間到達原型階段,並且在同樣時間內只能進行少量概念測試。

之前,Trek的團隊每個專案需要進行四次或更多次的全版模型輸出(SLA原型),以檢視製作原型之前,一切必須達到完美境界的表面細節水準。每次輸出需花費2,000美元以上,並且至少一個星期才能完成。配備NVIDIA的模擬工具使Trek得以省略列印輸出並直接省下這些費用。

第一次就獲得正確的原型也是降低設計成本的重要關鍵。設置一組新的架構設計工具需要花費數萬美元,而且這還是在不需要修正或重新設置的狀況。快速地進行修改及相應的模擬,並且清晰地檢視微小細節,使得 Trek團隊得以將精力集中在獨一無二的,恰到好處的原型─並為他們省下數萬美元。

「在我們的模型和模擬中可以立刻看到表面的偏差和過渡效果而不降低效能,是非常重要的,」哈蒙德繼續說道。「以前,我們成像速度不夠快,無法在軟體上對像曲柄,車輪和變速器等零件進行詳細的檢查,或映射各個架構分段的強度。有了配備Quadro顯示卡的SolidWorks三維模擬,讓我們立刻看到框架結構中的熱點,我們就可以立即修正他們並且之後不需要代價高昂的重製。在模擬中速度更快的迭代意味著我們能夠設計更具成本效益的自行車並更快進入原型製作階段。」

哈蒙德指出,「一款自行車進入量產的時間每延遲一周,都使我們不斷損失潛在的銷售獲利,而對於Carbon Session 9.9而言,快速上市是一項重要的競爭優勢。」

職業山路賽車手亞倫.葛溫騎乘新的Carbon Session 9.9自行車,在2011年贏得了世界杯總冠軍。「我認為Carbon Session 9.9比任何其他現有的自行車更領先一步,當你知道你騎著最好的自行車參加比賽時,這真是很大的信心優勢,」 葛溫說道。

「我們在製作有史以來最好的碳纖維山路賽自行車Carbon Session 9.9上獲得了成功,若是沒有Quadro GPU的速度和品質,我們是不可能做到的,」哈蒙德總結道。「最棒的是,我們可以使用同樣這些配備Quadro的工具來改進我們所有產品的品質和上市時間。」

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