成功案例丨 Altair 数字孪生技术助力 GEZE 打造智能建筑新标杆

作为全球智能建筑门窗与安全系统解决方案提供商，GEZE 通过采用 Altair 解决方案，从产品设计源头实现仿真价值最大化，有效推动跨团队协同创新。

关于 GEZE

GEZE 创立于 1863 年，是一家拥有 160 年历史的家族企业，在全球 37 个地区设有分支机构，员工总数超 3000 人。公司在德国、中国、塞尔维亚和土耳其均建有现代化生产基地，专注于门窗系统及安防解决方案的创新研发与制造，提供从概念设计、工程规划、生产制造到安装维护的全生命周期服务。凭借定制化的系统解决方案和个性化的售后服务体系，GEZE 持续为全球客户创造价值。

面临的挑战

GEZE 亟需构建一个全新的仿真环境——既要覆盖多学科仿真领域，又要实现跨团队协同的统一工作平台。

对于任何制造商而言，开发新产品都充满挑战，尤其是像 GEZE 这样复杂的机电一体化系统。传统上，GEZE 的产品开发流程依赖高度专业化的分布式团队——各团队在各自领域独立工作，直到最后阶段才共同构建功能性原型。即便在 2023 年，其开发模式仍是：设计师完成设计后，基于各部门产出制作原型，方能开展测试。这意味着仿真技术仅被用于开发周期末期的评估与问题排查。

这种模式存在明显弊端：首版原型往往无法达到预期效果，导致反复修改、冗长的迭代周期，以及额外高昂的原型制作成本。

GEZE 的变革之路：从原型依赖到仿真驱动

面对发展瓶颈，GEZE 深刻意识到必须减少对物理原型的依赖，以优化开发流程、缩短周期并降低成本。为此，公司制定了明确的转型目标：

• 构建专业仿真团队：组建跨领域仿真专家队伍

• 建立标准化流程：统一仿真分析规程与报告模板

• 全域覆盖：实现多物理场仿真能力的全面布局

GEZE 仿真团队负责人 Marc Fiedler 指出："过去各部门各自为政的开发模式是问题的根源。当我们用不同的'开发语言'处理同一产品时，首版原型合格率低就成为必然结果。"

GEZE 面临的第二大挑战：仿真软件选型困境

在引入 Altair 解决方案之前，GEZE 仿真团队深受原有仿真工具的掣肘，原有系统痛点包括：

• 功能性缺陷：软件实际性能远未达到承诺的高效功能标准

• 结果可信度存疑：频繁出现难以解读的仿真结果

• 成本效益低下：采用模块化收费模式，核心功能需额外购买

• 创新阻碍：落后的工具链严重制约了产品研发效率

新一代仿真平台的选型标准：

• 多物理场覆盖：需支持机械、电气、电磁、控制、热流体及液压系统的静动态分析

• 协同工作能力：提供统一的跨团队协作平台

• 集成化解决方案：实现多学科仿真的无缝集成

• 效能提升：助力打造高产出仿真团队

  
  

"正是这些严苛的需求，最终促使我们选择 Altair 作为战略合作伙伴。"GEZE 仿真团队负责人表示。

Altair 解决方案

GEZE 选择 Altair 的核心动因在于其业界领先的综合性软件组合。通过创新的 Altair Units 许可体系，GEZE 以固定成本获得了所需的全套工具，这一灵活、高效的授权模式具有三大显著优势：

• 全域覆盖：可自由调用 Altair 全系列软件资源

• 无缝协同：实现多求解器间的互联互通

• 高效集成：轻松构建跨系统联合仿真（如液压与机械系统耦合）

数字孪生战略升级

GEZE 选择 Altair 解决方案的最重要原因，是 Altair 提供的全面且行业领先的软件组合。通过灵活、高性价比的基于 Altair Units 的模式，GEZE 以固定价格获得了所需的所有工具。Altair Units 允许 GEZE 使用 Altair 广泛工具库中的任何软件，同时实现不同求解器之间的连接与交互。GEZE 对工具间的便捷整合印象深刻，例如在单一仿真模型中集成液压系统与机械系统。

然而，GEZE 的规划更具雄心，不仅限于单独的仿真解决方案。他们设想了一个数字孪生项目，将高度分布式团队的成果统一整合到一个原型中。GEZE 对团队的愿景是一个共享平台，从新项目伊始就促进协同开发，目标是让各部门在首个原型构建之前就能测试和验证所有组件。Altair® Twin Activate® 正是实现这一愿景的理想解决方案。

Altair 解决方案关键优势：

• 全面软件组合：覆盖 GEZE 所有仿真需求

• 灵活授权模式：Altair Units 提供高性价比的一站式解决方案

• 多学科集成：支持跨领域仿真（如机械与液压系统耦合）

• 数字孪生支持：Twin Activate 助力早期验证与协同开发

该解决方案帮助 GEZE 突破传统开发限制，在原型阶段前完成设计验证，大幅提升效率并降低成本。

数字孪生技术赋能分布式协同开发

在跨领域产品开发中实现高效协作往往面临挑战，因为不同部门对系统架构、技术要求和专业术语的理解存在差异。为解决这一问题，GEZE 与 Altair 合作构建了门系统数字孪生解决方案，该方案整合了多款 Altair 核心产品：

• Twin Activate：数字孪生平台

• HyperMesh：前处理解决方案

• OptiStruct：结构分析求解器

• HyperView：后处理工具

• Inspire：概念设计平台

• MotionView：液压系统与控制系统仿真环境

Twin Activate 系统模型中控制软件、电力驱动与机械系统的多物理场耦合仿真

多体动力学仿真中的机械系统精细模型展示

Twin Activate 中自动门驱动系统的集成仿真视图

这套涵盖机械系统、液压系统和控制系统的数字孪生方案，在开发过程中发挥了关键作用，大幅减少物理原型数量、显著降低开发成本、有效缩短产品上市时间、建立完整的虚拟产品开发流程：

• 统一沟通平台：为各领域专家建立共同语言

• 协同开发环境：实现跨部门无缝协作

• 系统集成验证：完整呈现各团队成果的交互关系

数字系统表征下的虚拟原型示意图及各开发学科的交互关系

门驱动系统在多体动力学(MBD)模型中的精细化呈现

"通过数字孪生技术，我们不仅解决了沟通障碍，更重构了产品开发范式，"GEZE 项目负责人表示，"这为复杂机电系统的创新研发树立了新标准。"

数字孪生项目高效落地

尽管数字孪生实施通常被认为具有较高复杂度，GEZE 原预估需要至少 500 小时才能取得实质性成果。然而借助 Altair 解决方案与专业技术支持，GEZE 仅用 160 小时（不足三个月）就成功构建了可运行的数字孪生系统。"我们原计划投入 500 小时，但仅用 160 小时就达成了目标，"Fiedler 表示，"特别是软件集成环节，从预期的 200 小时压缩至短短一天。Altair 技术支持团队响应迅速，始终能专业高效地解决我们所有问题。"

Altair Units 的卓越价值

GEZE 团队对 Altair Units 授权体系给予了高度评价，该创新许可模式通过单一、灵活且可扩展的授权，使团队能够充分调用 Altair 全系列解决方案。"Altair 提供的丰富仿真工具组合始终是我们的最佳选择，"Fiedler 强调，"与传统授权模式不同，Altair Units 确保 100%的许可利用率——所有授权单元均可被任意团队成员随时调用，没有任何资源闲置。相比传统授权模式，这为我们节省了大量成本。"

超越仿真本身的综合效益

虽然 GEZE 对新方法的流程优化效果早有预期，但数字孪生概念获得的积极反响仍超出预期——从技术专家到管理层都对这一创新方法充满热情。Fiedler 认为，除了 Altair 解决方案的易用性外，实施过程中 Altair 出色的沟通协作也是关键因素。

打破三十年技术壁垒

"自上世纪 80 年代以来，我们始终受困于部门隔阂，"Fiedler 指出，"现在通过 Twin Activate，我们终于拥有了统一各领域的仿真环境，使专家们能够突破信息孤岛。Altair 工具提供的共同语言和环境，让我们从开发伊始就能协同寻找解决方案，这为我们腾出更多时间投入创新研发。所有优秀创意都能获得验证机会，因为我们不再需要为测试台预留大量时间。"

转型成效

• 实施周期缩短 68%（500h→160h）

• 软件集成效率提升 99%（200h→1 天）

• 实现 100%许可利用率

• 建立跨部门协同创新机制

流程优化

• 实现跨部门开发流程标准化统一

• 开发迭代次数显著减少

• 基于精确需求分析的供应商战略管理

• 资源利用

• 100%许可证利用率，零闲置成本

• 创新探索时间增加 30%以上

协作创新

• 通过统一平台提升跨团队沟通效率

• 建立虚拟协同开发新范式

• 数字孪生发展路线图

在现有成果基础上，GEZE 正规划数字孪生技术的进阶应用。

"前移式仿真集成是我们的核心策略，"Fiedler 强调，"仿真技术在开发流程中应用得越早，产生的价值就越大。我们正致力于将仿真节点进一步提前至概念设计阶段。"

智能运维升级

连接数字孪生与测试平台，实现实时耐久性分析，精确预测维护周期，最终实现与客户系统的直连，提供设备状态实时监控。

“我们的长远目标是让每个产品通过数字孪生具备'自我感知'能力。系统可实时比对环境影响因素，在客户察觉潜在问题前就自动通知服务团队进行预防性维护。从设计孪生向运营孪生的演进，将是 GEZE 数字化之旅的下一里程碑。

——GEZE 仿真团队负责人

Marc Fiedler”

商业模式创新

该技术路线还将催生新型服务模式：

• 产品交付前即可预测关键部件寿命

• 提供精准的故障预警服务

• 建立基于数据的增值服务体系

通过持续深化数字孪生应用，GEZE 正从产品制造商向智能建筑解决方案提供商转型，为行业树立数字化标杆。

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