瞭解 Perellion 如何使用模擬技術建造客製化機器，並透過製造和物流解決方案解決工業設備挑戰。
如果您是太平洋西北地區航太文化的一部分，您可能會對 Perellion 很熟悉。這家位於華盛頓的自動化新創公司是太平洋西北航空航太聯盟 (PNAA) 的成員，推動了航太與國防 (A&D) 機械的創新。該公司最近有一項值得關注的專案，要為一項耗資數十億美元的太空計畫建造可遠端調整重心 (CG) 的起重裝置。然而，航太與國防機械只是這家多元化公司的專業領域之一，該公司還為航太、能源、機器人、製造和物流等產業開發客製化自動化設備和工具。此外，該公司還提供工程諮詢服務，以及符合客戶規格的客製化解決方案。
Perellion 成立於 2020 年，致力於秉持精確、專業與創新精神打造技術解決方案。在每個專案中追求卓越，這包括由Ansys (現已與 Synopsys 合而為一) 的多物理模擬工具提供的深入分析。
Perellion 最初透過 Ansys 新創公司計畫取得軟體，接著在 Ansys 精英通路合作夥伴 Ozen Engineering Inc. 的支援下整合 Ansys 解決方案。最終，Perellion 的工程精確度獲得了提升，並透過執行虛擬執行迭代設計來最佳化產品開發、安全性和可靠性。
利用模擬技術解決問題
Perellion 總裁、共同創辦人兼控制工程師 Cody Brown 表示：「從來都不是我們需要什麼工具的問題。」「Ansys (模擬軟體) 是我們一直使用的工具。」
Brown 與其近 50 名工程師組成的團隊，包括機械工程師 Tyler Rourke 和 Kenny Howard，累積了數十年的工程和模擬經驗。Rourke 與 Ozen Engineering 密切合作，將 Ansys 軟體整合至 Perellion。
Howard 和團隊最近使用 Ansys 模擬軟體設計了一款精密的遠端可調重心 (CG) 起重裝置，該裝置已經過測試可承受 180,000 磅的負載。該裝置即將用於運輸超過 1 億美元的太空飛行硬體。
Howard 表示：「由於飛行硬體的重量和位置不同，必須進行大量的起重排列，因此在分析所有多樣化的載重情況時，Ansys 軟體就成為最合適、最合理的工具。」「根據嚴格的起重裝置質量和尺寸要求，屈服載重的安全係數應達到 4，極限載重應達到 5，這表示著結構有許多種迭代最佳化方法，在某些情況下，需使用高強度異類材料。能夠利用 Ansys (軟體) 來加速設計週期迭代，對於成功完成這個充滿挑戰的專案的至關重要。」
在熱和結構分析上，包括應力和疲勞分析，團隊使用了 Ansys Mechanical 結構有限元素分析 (FEA) 軟體和 Ansys LS-DYNA 非線性動力結構模擬軟體。
Perellion 總裁、共同創辦人兼控制工程師，Cody Brown
Perellion 機械工程師，Tyler Rourke
Perellion 機械工程師 ，Kenny Howard
Perellion 工程師在 Ansys Mechanical 結構有限元素分析 (FEA) 軟體中執行熱和結構分析，包括應力和疲勞分析。
這些工具也用於為一家財富 500 強公司設計具有安全關鍵元件的客製化物流應用機械。在設計過程中，Ozen Engineering 使用 Ansys 工具為 Perellion 進行精細疲勞分析，包括建立一個設有邊界條件的模型。該元件現已投入生產，並已部署在數百台機器上，未來計畫部署於數千台機器上。
Brown 表示：「這台機器上有些元件的安全性非常關鍵，一旦故障，可能會危及機器上或周圍作業人員的生命或肢體的危害，這些機器在設計上應能承受上千萬次的運作循環。」
Perellion 為各種產業打造客製化機械，開發符合客戶規格的客製化解決方案，並提供工程諮詢服務。
利用多物理技術完善製程開發
在 Perellion 的另一個多元應用範例中，該團隊為能源公司打造了一台客製化機器，製造直徑 1.5 公尺的石英圓筒，將石英沙子熔解為玻璃。
這台機器是配備了機器人和冷卻系統的大型電漿電弧爐。由於機器人系統使用定位軸連接三個碳電極，並在 480 伏特 (V) 下產生 10,000 安培 (A) 的電弧，因此冷卻元件是絕對必要的。根據參考資料，電弧閃光可能超過華氏 35,000 度，幾乎是太陽表面溫度的四倍。
由於熔爐會產生近 5 兆瓦 (MW) 的對流和輻射能量，因此 Brown 的團隊使用 Mechanical 軟體的穩態熱模組來分析熱負載的影響。此外，該團隊設計的系統能長期承受大型熱通量負載，因為圓筒不單單是冷卻到環境溫度而已。這還是一個長達數天的控制流程。
「我對我們的成果感到非常自豪，因為大多數自動化建置商都不願意碰這個燙手山芋，他們會說『絕對不要！誰想要接手對付太陽的專案？』」Brown 表示。「然而，對我們來說，這正是我們想要處理的問題，極具挑戰性、高技術含量、深入分析，最終推動材料和物理的極限。」
他強調製程開發的重要性，並解釋機器建造完成後，仍需要時間 (有時長達一年) 才能在生產製程達到最佳運作狀態。
他表示：「我認為，這是與我們合作的太空專業人士較不感興趣的另外半個領域。」「然而，這正是我們提供大量價值的地方，因為我們會堅持到底，直到機器完成、運作良好並投入生產。」
Brown 的團隊還開發出機器的軟體介面和控制系統。
利用新興技術取得成功
對 Perellion 工程師而言，Ansys 模擬軟體的數位工程技術並非可有可無的選項，而是必要的工具。
除了 Mechanical 軟體和 LS-DYNA 軟體之外，該團隊還使用了 Ansys Discovery 3D 產品模擬軟體和 Ansys 高效能運算 (HPC) 解決方案。
Howard 表示：「這是我們完成工作不可或缺的工具組合。」「雖然我們喜歡做各種計算，並親自處理 (問題) 以確保一切正常，但您無法用手動計算一切，因此 Ansys 軟體是我們團隊的必備工具 。」
Brown 表示，模擬對於最佳化至關重要，這在可遠端調整重心 (CG) 起重裝置設計中得到了證明。
「我們必須在絕對的系統質量限制下運作，因此我們廣泛使用了 Ansys 模擬，將質量從系統中移出，同時維持非常高的安全係數。」他說道。
Brown 與公司副總裁 Reese Allen 共同創辦人一同走訪 Perellion 的工廠。
Brown 也讚揚了 Ansys 新創公司計畫，該計畫協助 Perellion 在成長階段蓬勃發展。
「我們是一家私營的工程公司。」Brown 說道。「我們沒有高達 1,000 萬美元的創投 (VC) 資金，在過去 4 年半的時間裡，我們在企業資源規劃 (ERP)、產品生命週期管理 (PLM)、電腦輔助設計 (CAD) 軟體，以及我們用來編寫機器控制系統的所有軟體上做了巨大投資。在 Ansys 新創公司計畫的協助下，我們的業務得以大幅成長。在早期階段，取得資金相當困難。」
這家新創公司的下一步是什麼？
「不管怎麽說，我們是一家設計及製造機器與工具的公司，但我們希望這些機器和工具能解決未來的問題。」他說道。
Ansys 致力於透過創新解決方案促進工業製程與設備的發展。若想瞭解 Ansys 如何支援您的早期至中期新創企業，請造訪 Ansys 新創公司計畫。
