扎哈·哈迪德建筑事务所是一家成立于1979年的设计工作室，始终走在创新的前沿，采用理论指导、系统知识生成和协作设计。该公司的计算和设计研究小组 (co|de) 成立于 2007 年，旨在开发早期设计方法，以便能够在数字设计和提供的广阔的建筑可能性中直接搜索物理上、经济上和人体工程学上可行的解决方案。施工方法。在 2015 年迈阿密设计展上，扎哈·哈迪德 co|de 团队受委托打造一座集计算设计、轻量化工程和精密制造于一体的现代餐饮馆。我们面临的挑战是创造一个独特的就餐环境，即 Volu Pavilion，该环境具有令人惊叹的视觉效果、成本效益，并采用先进的设计和制造技术。

2016 年，扎哈·哈迪德建筑事务所及其计算与设计研究小组 (Zaha Hadid co|de) 寻求探索 3D 打印和拓扑优化在其项目中的潜力。他们与著名的 3D 打印公司 Stratasys 合作，对 3D 打印椅子的设计和制造进行了研究。面临的挑战是优化并确保其设计的可行性。该团队的目标是将先进的优化技术集成到他们的工作流程中，这需要一套用于计算机辅助工程的软件套件。目标是使复杂的形状变得可行并推动建筑过程的创新。扎哈·哈迪德的设计工作室成立于1979年，是世界上最具创新性的建筑工作室之一，也是创新设计的早期先驱。公司的计算和设计研究小组（co|de）研究新的设计和施工方法来解决建筑问题，探索各种模拟和设计技术以及软件。

Mahindra & Mahindra 是全球运输行业的先驱，在管理和分析多个 IT 系统生成的大量数据方面面临着重大挑战。这些系统包括企业资源规划 (ERP)、客户关系管理 (CRM)、产品生命周期管理 (PLM)、系统、应用程序和产品 (SAP) 以及工具数据管理 (TDM)，是该公司汽车、航空航天领域不可或缺的一部分和农业综合企业经营。每个系统在整个产品生命周期中都会生成特定的数据，需要收集和分析以促进关键决策。面临的挑战是创建一个标准化的决策支持系统，该系统可以整合来自多个来源的数据，并在正确的时间向正确的人提供正确的信息。该公司需要一种解决方案，能够将所有这些系统互连起来，形成一个正常运行的父系统，从而实现产品和制造工程、成本和遗留系统之间的协作。

芬兰技术研究中心 (VTT) 的任务是根据增材制造要求优化和设计阀箱。该项目是探索芬兰增材制造可行性的更大计划的一部分。该阀块由芬兰液压缸产品制造商 Nurmi Cylinders 提供。目标是展示专门针对增材制造的设计必须是什么样子，才能充分受益于制造方法。目标是减小阀块的尺寸和所需材料的数量，并优化和改进阀块的内部通道，为客户生产更好的组件。然而，并非每个组件或产品都适合 3D 打印，具体取决于其尺寸、形式和设计以及所需的数量。阀块非常适合 3D 打印，并且在增材制造时在重量、性能和设计自由度方面具有很大的改进潜力。

Duratec 是一家以其创新的手工自行车车架而闻名的捷克公司，它面临着开发和优化轻质复合材料赛车车架的挑战。主要目标是通过最小化质量同时保持或增加刚度和强度来创建世界一流的性能自行车车架。自行车车架是可靠自行车的支柱，必须采用高强度、高模块化纤维和最好的树脂层压而成。由于需要遵守欧洲标准 EN 14781（该标准规定了性能和安全措施要求），这一挑战变得更加复杂。 Altair 在捷克共和国的渠道合作伙伴 Advanced Engineering 的计算机辅助工程 (CAE) 部门必须优化层堆叠和满足所有结构目标所需的层数。

施耐德电气是电力管理和自动化系统领域的全球领导者，当他们在其未涉足的地区发现断路器业务的新市场机会时，他们面临着挑战。面临的挑战是调整断路器自动重合器的现有标准设计，以便在不同的操作条件下使用，包括不同的电压水平和类型（直流而不是交流）以及不同的温度。该产品变体必须满足全新的规格，而且机会之窗很短，需要在短短四个月内开发出可行的产品。由于需要保持施耐德电气的高产品标准、卓越的客户满意度以及提供高可靠性产品的卓越企业声誉，这一挑战进一步加剧。

Griip 是一家以色列赛车运动公司，旨在在以色列和全球一级方程式赛车场之外普及赛车运动。该公司设计了一款新型、快速、专业的赛车 G1，它将赛车效率与具有竞争力的购买价格和较低的运行成本结合在一起。然而，挑战在于创造一辆既坚固又轻的赛车。汽车的所有部件都需要针对负载、压力、重量和耐久性进行优化。该公司还希望减少开发时间和获得最终产品和每个组件之前所需的多次迭代。另一个挑战是为赛车迷创造一种新的、令人兴奋的观看体验。

Zodiac Seats France（ZSFR - 现在的 Safran Seats）是一家高档乘客座椅供应商，旨在提高飞机座椅的舒适度。我们面临的挑战是开发一种新型飞机座椅，以显着提高乘客的舒适度。飞机座椅的开发涉及人体工程学、机舱布局和生态设计等几个关键因素。 ZSFR 还希望考虑环境问题，并将生态设计和轻量化置于其产品开发计划的首要位置。较轻的座椅有助于减少飞机的燃油消耗，并且座椅主要使用可回收材料生产。该公司主要关心的是优化飞机乘客的舒适度。飞机座椅市场竞争激烈，必须尽快将新的高品质座椅推向市场。为了评估座椅的人体工程学质量，工程师需要一种工具来模拟所有生物力学不适源，例如就座乘客的大腿内侧软组织受压等因素。

位于安大略省伦敦的罗斯麦克法兰手和上肢中心 (HULC) 在评估骨应力的生物力学方面面临着重大挑战。该中心在 Louis Ferreira 博士的指导下，使用高分辨率扫描仪进行 CT 扫描的人体骨骼标本。这个过程保留了大部分内部骨小梁的微观结构几何形状。然而，挑战在于，实验模型的许多测量要么是禁止的，要么不可能直接在样本上进行测量。这对于肩关节炎患者尤其重要，他们通常通过用植入物替换患病关节进行手术治疗。该中心需要一种方法来模拟不同植入物类型如何影响骨应力，从而影响手术的寿命。

Serapid 是一家设计重载传输系统的公司，经常使用供应商提供的零件虚拟几何形状。这些安装在平台上的部件基本上是空心固体。虽然这些假人对于 Serapid 正确调整平台尺寸和定位部件至关重要，但它们在模拟完整结构时构成了挑战。该公司需要向结构加载已安装设备的重量，这个过程可能既耗时又复杂。每个零件的重量都施加在其重心 (COG) 上，这是一个远程负载施加点。这意味着需要评估每个部件的 COG，并在平台上创建需要创建远程负载的位置。当安装许多设备时，此过程可能特别具有挑战性且耗时。

Sharda Motor Industries Limited (SMIL) 是排气系统和其他汽车零部件制造领域的市场领导者，面临着减少产品设计和开发周期时间、工作量和成本的挑战。该公司旨在通过在排气组件和系统的开发中使用模拟、自动化和优化技术为客户提供创新产品。面临的挑战是在给定时间范围内高精度评估排气系统组件的耐用性。他们预计将进行有限元分析并解释典型排气系统组件的结果。他们还必须考虑耐久性载荷，例如发动机振动载荷和试验场道路载荷。需要分析与排气系统部件相关的其他耐久性问题，例如消音器管道系统、支架和吊架设计。

Imperial Auto 是流体传动产品 (FTP) 的领先制造商，在产品设计和开发过程中面临着重大挑战。该公司向世界上一些最知名的发动机、汽车、非公路和农业设备原始设备制造商供应零部件，该公司发现在设计流程中进行创新至关重要，特别是在流体传输管道的制造方面。该公司一直在努力优化流体流动并最大限度地减少流体损失。他们还需要一个安全、可预测且经过确认的流程，以便在创新工作中产生准确的结果。他们面临的主要挑战之一是装配部件的设计和制造，他们必须检查“O”形环泄漏是否能够承受所需的 3 kg/cm2 气压。该团队必须构建多个原型来确认“O”形环泄漏，这一过程不可靠且耗时。

INTECH DMLS 是印度金属 DMLS 3D 打印领域的领导者，面临着减轻卫星上相机支架重量的挑战。该公司需要一次就获得正确的重量，从而消除原型迭代的需要。这是一个独特的挑战，因为该公司没有犯错误和迭代的奢侈。该团队必须专注于产品设计优化、分析、机械完整性、传热和其他标准，同时开发仿生、动态和蜂窝结构并对其产品进行轻量化分析。相机支架必须重量轻，但仍能承受预定的负载并有助于卫星的平稳运行。客户还希望支架具有特定的重量（不太轻也不太重）并且足够坚固以承受动态负载。

Pranav Vikas (India) Private Limited (PVL) 是印度领先的热交换器制造商，在制造过程中面临着多项挑战。快速变化的汽车市场和客户要求需要使用轻质材料来制造部件，以保持紧凑的产品尺寸。这需要对每种新材料进行彻底的测试和实施以优化产品，推动团队创新和开发新的制造工艺和工程技术。此外，PVL 还必须解决现有产品的保修问题。最近的项目面临两个明显的挑战：运行了五年的型号的垫板接头上的油冷却器故障，以及需要对热交换器产品的入口/出口管道进行设计检修需要减轻重量而不引起保修故障问题。

Pragati Engineering 是印度一家领先的冲压模具设计和制造公司，在产品开发过程中面临着重大挑战。该公司正在努力解决其一款产品在制造过程中出现裂纹和皱纹的问题。该团队使用的传统试错方法无法预测这些事件的发生。这种方法迫使团队手动纠正模具并重建新工具，导致计划外的迭代和物理模具试模。这不仅大大增加了产品开发时间和成本，而且还影响了交付时间表。此外，由于这种传统方法，产品质量和输出精度受到影响。

Andron Handling Ltd. 是一家专门从事定制机械设备设计的英国公司，正在为一家大型汽车供应商开发定制处理程序。该装卸机设计用于在狭小的空间限制内将轮组从输送机系统转移到交货托盘上。气动夹紧系统用于一次夹紧最多四个车轮，允许车轮在夹紧时旋转。面临的挑战是评估焊接结构和垂直夹紧臂在提升和夹紧负载方面的强度。在之前的此类分析中，Andron 会从模型中拆下车轮，并在每个夹臂的底部施加反作用力。然而，对于这个项目，他们需要一种不同的方法，这是以前的 FEA 工具集无法实现的。

Integrated Design and Engineering Solutions (IDES) 是一家总部位于墨尔本的工程产品开发和系统集成公司，接到澳大利亚国防组织 (ADO) 的一项具有挑战性的任务。该项目被称为 LAND 121 第 3A 阶段，涉及为澳大利亚陆军采购约 2,200 辆梅赛德斯-奔驰 G-Wagon 轻型卡车。这些车辆的其中一种变体旨在用作监视和侦察（S＆R）车辆。 IDES 团队需要为该车辆设计一个模块，以便在车辆侧翻时为后方观察者提供足够的保护。该团队决定以管状防滚架结构的形式建造车辆防翻滚保护结构（ROPS）。然而，开发这种结构的传统方法涉及迭代物理测试，对于项目时间紧迫的情况来说，被认为过于耗时、费力和成本密集。

Fallbrook Technologies Inc. 是一家技术开发公司，在改善其专利 NuVinci® 传动系统内的油流方面面临着挑战。传动系统是其产品线的重要组成部分，该产品线包括城市机动车辆、轿车和卡车、工业设备等。系统内的油流直接影响变速器的效率、耐用性、功率、容量和成本。然而，对如此复杂的传输系统的设计进行物理评估实际上是不可行的。该公司需要一种经济有效、高效且稳健的方法来提供内部润滑并预测设计方案的有效性。他们还需要一个有效的求解器/软件来指导创新过程中的设计过程。

Hussmann India 是一家定制食品安全解决方案提供商，在维持冷藏展示柜和制冷系统的最高性能和质量标准方面面临着重大挑战。该公司必须对其产品设计进行广泛的分析，以便在设计周期的早期识别并纠正最小的设计错误。制冷行业竞争激烈且对价格敏感，因此需要压缩设计和开发周期时间，同时确保成本效率和不妥协的质量。 Hussmann India也面临着压力，要确保冰箱内不会因渗透而导致温度升高，这将直接影响冰箱展示柜的总效率。另一个挑战是冰箱实验测试所花费的成本和时间。

Dynamic Systems Analysis Ltd. (DSA) 十多年来一直为海洋工程行业提供定制软件解决方案。他们的软件 ProteusDS 和 ShipMo3D 用于测试在海洋条件下运行的船舶和设备的虚拟原型。挑战在于了解洋流、风和波浪对 Seaflex AB 产品 Seaflex 系泊系统的动态影响。该系统是根据预期的力量和条件为每个地点定制的。 Seaflex 系统可用于多种应用，包括码头、波浪衰减器、导航浮标、住宅浮桥/码头、浮动直升机平台、水上飞机码头、浮动养鱼场、浮动太阳能公园、浮动房屋、波浪能转换器等。面临的挑战是估计海流、风和波浪对系泊的影响，并预先预测系泊装置的准确响应，以满足保险公司或工程师的要求。

扎哈·哈迪德建筑事务所是一家总部位于英国伦敦的国际建筑设计公司，面临着为 20 世纪博物馆制定设计方案的挑战，该方案将与标志性的新国家美术馆相得益彰。新国家美术馆由密斯·凡德罗于 1968 年设计，引入了激进的新概念和精致的结构细节。扎哈·哈迪德建筑师事务所面临的挑战是通过应用新的技术进步来生成结构和建筑表达，从而重新发明一种类似的激进方法。该公司的计算和设计研究小组 (co|de) 的任务是开发早期设计方法，从而能够在数字设计和施工方法实现的建筑可能性的广阔范围内直接搜索物理、经济和人体工程学上可行的解决方案。

航运和物流业负责促进超过 90% 的全球贸易，在全球范围内使用了约 3500 万个集装箱。然而，全球贸易逆差导致五分之一的集装箱空运，每年造成超过 300 亿美元的损失。 CEC Systems 的 COLLAPSECON® 为这一问题提供了创新的解决方案，其可折叠容器设计可提高运营效率并减少对环境的影响。然而，COLLAPSECON® 设计因过度设计而面临挑战，无法满足行业 ISO 标准并通过制造测试。由于增加了移动部件和独特的结构部件，这些装置比标准集装箱重近三倍。设计中使用的复杂几何形状也与传统制造方法不兼容，可能导致制造成本增加。为了优化 COLLAPSECON® C-400 设计以实现大规模生产和操作使用，CEC Systems 与新加坡制造技术研究所 (SIMTech) 合作。

SUNGJIN FO-MA Inc. 是一家专门从事冷锻的全球性公司，在预测带有回弹的精密锻造工艺方面面临着重大挑战。精密锻造是一种必须具有严格公差的工艺，回弹现象对产品的最终形状有重大影响。传统的锻造工艺之后是切割或修整，以获得所需产品的最终形状。但在精密锻造中，工艺设计时必须考虑回弹现象。该公司特别关注中间轭的锻造工艺，中间轭是关键的转向部件，其中回弹现象在两个耳之间的区域占主导地位。

工业工程实践教育的重要性已在全球范围内得到认可。日本爱知科技大学（AUT）一直在实施许多有效的教育计划，让学生获得实用技能和知识。其中，机器人设计是最有效的工程设计之一。作为该计划的一部分，奥克兰理工大学参加了旨在未来火星探索的演示测试竞赛——国际学生卫星火箭发射（ARLISS）。面临的挑战是设计一个可以从火箭发射、安全着陆，然后自主行驶到指定目标的自主机器人。设计过程涉及计算机辅助工具（CAD、CAM、CAE）的使用以及机器人结构中的应力评估。

Amazone 是一家创新农业技术生产商，面临着将焊接悬架部件重新设计为铸造部件的挑战，同时提高其重量和耐用性。相关部件是用于土壤耕作的牵引式光盘耙 Catros-2TS 的一部分。原始部件是一个重 245 kg 的复杂焊接部件，连接单个部件需要 16.5 m 的焊缝。这使得生产过程既耗时又昂贵。挑战不仅在于优化制造工艺，还在于提高组件的使用寿命，因为产品使用寿命是农民的一个关键购买标准。设备必须足够坚固，能够适应恶劣的操作条件，并且设计改进不得导致最终产品的价格上涨。

密歇根州底特律韦恩州立大学生物工程系面临着全面了解轻度创伤性脑损伤或脑震荡损伤机制的挑战。目标是预防或减轻伤害发生。创伤性脑损伤占车辆碰撞和运动碰撞造成的伤害的很大一部分。该部门旨在制定预防和减轻这些伤害的策略，从而减少未来产品因这些伤害而造成的沉重的情感、经济和社会代价。该部门此前曾根据动物脑震荡试验加速结果和尸体颅骨骨折得出的耐受曲线制定了头部伤害保护标准。然而，这些标准无法解释可变形颅骨内大脑的复杂运动，忽略了头部角加速度对损伤因果关系的贡献以及头部的方向敏感性。

Subros Limited 是印度汽车应用热产品的领先制造商，在按商定的质量基准满足产品交付期限方面面临着重大挑战。作为各个汽车领域空调装置的主要供应商，Subros 必须不断升级其产品，以适应不断发展的车辆设计。产品开发时间的压力是巨大的，因为车辆的上市时间对制造商来说至关重要。 Subros 最初使用 CAE 软件工具进行模拟，以节省产品开发周期的时间。然而，该软件界面不友好，模拟时间长，且容易出现人为错误，导致产品开发和交付进一步延迟。该团队需要一个强大、快速、可靠且用户友好的仿真软件产品来克服这些问题。

Mando Softtech India 是一家领先的汽车零部件系统制造商，在维持产品的高性能和质量标准方面面临着重大挑战。该公司需要对其产品设计进行深入分析，以便在设计周期的早期识别并纠正最小的设计错误。汽车行业竞争激烈且价格敏感，对于 Mando India 来说，压缩设计和开发周期时间并在不影响质量的情况下开发具有最高成本效率的产品至关重要。该公司投入了大量资金，通过先进的产品设计、分析和模拟工具建立了合适的内部基础设施。然而，他们面临着复杂的问题，例如进行精确的六网格划分、生成 2D 网格划分和 3D 网格划分以及对 ECU 外壳开发进行热仿真。他们还面临着 Tetra 和 Volume tetra 网格划分的难题，需要一个可靠的工具来进行结构和非线性分析。

Swift Engineering, Inc. 是一家产品开发公司，在设计、开发和制造高性能先进复合材料车辆、无人系统和自动化机器人方面拥有 30 多年的经验，其 Swift020 无人机系统 (UAS) 面临着挑战。面临的挑战是定义 Swift020 无人机上使用的维护工具的最大重量规范。之所以引起担忧，是因为无人机的飞行表面是最小规格的，掉落在结构上的重型工具可能会造成无法修复的损坏、停机和昂贵的部件更换。目的是确定维护工具的最大重量，如果从 0.762 米的标称高度掉落，不会对 Swift020 无人机的任何部分造成永久性损坏。

全球汽车零部件制造商 U-Shin 在汽车死锁销的压铸仿真、结果分析和设计优化方面面临挑战。该公司专注于汽车系统电器和机电一体化，生产各种产品，包括锁具、电子转向柱锁、气候控制面板、门锁、无钥匙进入、门把手、开关、电源关闭系统和后部访问模块。其中许多零件都是用锌基合金 Zamak 制造的。 U-Shin 的锌合金铸造厂是欧洲最大的锌合金铸造厂之一，每天生产约 10 吨锌合金。该公司面临着每年优化 100 多种工具的挑战，这一过程对于减少时间和成本以及为汽车行业客户提供可靠的解决方案至关重要。