搜索结果: GB/T 45990.1-2025, GB/T45990.1-2025, GBT 45990.1-2025, GBT45990.1-2025
| 标准编号 | GB/T 45990.1-2025 (GB/T45990.1-2025) | | 中文名称 | 家用和类似用途电器数字化仿真试验 第1部分：通用要求 | | 英文名称 | Digital simulation test for household and similar electrical appliances - Part 1: General requirements | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | Y60 | | 国际标准分类 | 97.030 | | 字数估计 | 18,179 | | 发布日期 | 2025-08-01 | | 实施日期 | 2026-02-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 | GB/T 45990.1-2025: 家用和类似用途电器数字化仿真试验 第1部分：通用要求
ICS 97.030
CCSY60
中华人民共和国国家标准
家用和类似用途电器数字化仿真试验
第1部分:通用要求
Part1:Generalrequirements
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅲ
引言 Ⅳ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 分类 1
5 要求 2
6 数据分类及管理 6
附录A(资料性) 典型产品的仿真试验流程示例---车载空调产品风道结构优化 8
参考文献 12
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
本文件是GB/T 45990《家用和类似用途电器数字化仿真试验方法》的第1部分。GB/T 45990已
经发布了以下部分:
---第1部分:通用要求。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国轻工业联合会提出。
本文件由全国家用电器标准化技术委员会(SAC/TC46)归口。
本文件起草单位:青岛海尔智能技术研发有限公司、中国家用电器研究院、美的集团股份有限公司、
珠海格力电器股份有限公司、合肥华凌股份有限公司、长虹美菱股份有限公司、青岛海信日立空调系统
有限公司、海信冰箱有限公司、中家院(北京)检测认证有限公司、小米通讯技术有限公司、安徽中家智锐
科技有限公司、中轻合盛科技有限公司、安徽中认倍佳科技有限公司、绍兴西爱西尔数控科技有限公司、
北京交通大学、嘉兴威凯检测技术有限公司、西安庆安制冷设备股份有限公司。
本文件主要起草人:曲宗峰、吴涛、金跃迁、赵爽、韩丽丽、李燕华、吴信宇、张文强、鲍敏、国强、张扬、
任爽、冯长卿、焦利敏、孙民、高原、张涛、赵玉军、李旸、林磊、王麦原。
引 言
数字化仿真试验在家用和类似用途电器全生命周期的各个环节都有广泛应用,通过对实际系统、过
程的模拟、预测、优化和控制,能提高试验效率、提升产品的设计质量、降低开发成本、缩短产品的开发周
期。同时,数字化仿真试验也是数字孪生的一个重要组成部分。数字孪生是具有数据连接的特定目标
实体的数字化表达,该数据连接能保证物理状态和虚拟状态之间以适当的速率和精度进行同步,在家电
行业将有广泛的应用前景。数字化仿真为数字孪生提供数据支撑,是实现数字孪生的基础和关键技术
之一。面对数字化仿真试验在家电行业中的广泛应用需求和技术支撑需求,开展数字化仿真标准化工
作显得尤为重要。
GB/T 45990《家用和类似用途电器数字化仿真试验》旨在指导家电企业搭建数字化仿真试验平
台,开展数字化仿真试验工作,从而减少物理样机的投入,降低研发成本,并快速评估产品性能的优化空
间,加快产品全生命周期的迭代,提高企业的市场竞争力。
GB/T 45990《家用和类似用途电器数字化仿真试验》拟由以下部分构成。
---第1部分:通用要求。目的在于描述数字化仿真试验在家电行业中的应用分类,提出软件/硬
件、人员、试验流程等方面的具体要求,规范仿真试验数据的分类和管理。是其他部分标准的
基础。
---第2部分:温度场仿真试验。目的在于规范温度仿真在家用电器行业中的应用。
---第3部分:系统仿真试验。目的在于规范系统仿真在家用电器行业中的应用。
---第4部分:电磁兼容仿真试验。目的在于规范电磁兼容仿真在家用电器行业中的应用。
---第5部分:包装运输仿真试验。目的在于规范包装运输仿真在家用电器行业中的应用。
---第6部分:振动噪声仿真试验。目的在于规范噪声仿真在家用电器行业中的应用。
家用和类似用途电器数字化仿真试验
第1部分:通用要求
1 范围
本文件规定了家用和类似用途电器(以下简称“家用电器”)数字化仿真试验(以下简称“仿真试验”)
的通用要求,明确了数据分类及管理要求,并给出了具体分类。
本文件适用于家用电器仿真试验的开发及应用。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB/T 31054 机械产品计算机辅助工程 有限元数值计算 术语
3 术语和定义
GB/T 31054界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
数字化仿真 digitalsimulation
利用数字模型复现真实系统中的特定特性或过程,并通过对模型的试验来研究、分析、改进现实中
存在或设计中的系统。
3.2
利用计算机仿真手段,对数字化的模型对象进行性能预测或结果的验证,实现对模型行为或功能的
分析、预测和优化的过程。
3.3
置信度 confidencelevel
衡量数据或结果的可靠性和可信度的一种指标,反映了被评估对象的有效性。
4 分类
4.1 按照学科分类
家用电器仿真试验按学科分为:
---结构力学仿真试验;
---流体力学仿真试验;
---运动学仿真试验;
---热力学仿真试验;
---声学仿真试验;
---系统仿真试验;
---电磁学仿真试验;
---其他仿真学科试验。
4.2 按照试验场景分类
家用电器仿真试验用于对家用电器的设计、生产、应用等过程中的相关性能进行预测、评价和改善
优化,按试验场景分为如下类型。
---机械强度仿真试验:主要分析家用电器生产、使用过程中的抗破坏性,对产品结构设计进行预
测和优化等。
---振动噪声仿真试验:主要分析家用电器整机及模块的振动噪声,对产品振动噪声性能进行分析
预测和优化等。
示例1:对结构件的模态、动刚度、响应等指标进行分析。
---包装运输仿真试验:主要分析家用电器物流运输过程中的可靠性,对产品结构和包装性能进行
预测和优化等。
示例2:对运输过程中堆码、夹持、跌落、冲击、振动等性能进行预测。
---送风性能仿真试验:主要分析家用电器风扇风道的特性,对风扇风道的性能进行分析预测和优
化等。
示例3:对风扇的风量、风压、效率等性能进行预测。
---能力能效仿真试验:主要模拟家用电器的能力、能效,用于系统匹配和控制、设备选型和运维
等,指导系统设计和优化等。
---流体仿真试验:主要分析家用电器使用中涉及流体流动的场景,对流动的现象、特性进行分析
和优化等。
示例4:对洗衣机的水流场景、冷媒管内的两相流动进行预测。
---疲劳耐久仿真试验:主要模拟家用电器经受的循环载荷情况,对产品的疲劳耐久性能进行预测
和优化等。
---热流及温度场仿真试验:分析产品在工作条件下的温度场分布、热传递路径,对热源、传热路径
及产品结构进行设计优化等。
示例5:对传热部件的热变形、温度均匀性、可靠性等指标进行分析。
---舒适性仿真试验:分析家用电器在实际使用场景中的用户舒适度,并结合实际使用场景对产品
进行优化等。
示例6:对空调的温度、湿度、风速等指标进行分析,提高产品的舒适性水平。
---运动仿真试验:分析家用电器运动机构部件间的运动特性,包括轨迹、速度、加速度等特性,对
运动机构进行设计优化等。
---电磁兼容仿真试验:分析家用电器整机及电子模块的电磁干扰及抗干扰能力,对电路、电路板
及产品结构进行设计优化等。
---成型仿真试验:分析产品零部件用材料成型能力,对零部件的结构设计、工艺设计进行优化等。
示例7:对注塑、冲压、发泡、吸塑等成型过程进行分析。
---其他场景。
5 要求
5.1 通则
仿真试验用于家用电器全生命周期各个环节,包括但不限于设计、开发、生产、运维等阶段。可根据
自身的研发流程,建立仿真试验驱动的研发体系。
为了确保仿真试验结果的置信度处于合理水平,仿真试验在软件/硬件、仿真人员、仿真流程等方面
应符合下述5.2~5.4的相关要求。
5.2 软件、硬件要求
5.2.1 软件要求
计算机软件是仿真试验开发与运行的必要条件。应根据仿真分析目的,合理选择仿真软件。
通常需要配置包括但不限于前处理、求解器、后处理等功能的软件工具。
5.2.2 硬件要求
硬件是支持试验的作业平台,应根据仿真需求、应用场景、模型规模、求解效率、数据存储等要求合
理配置计算资源。
5.3 人员要求
5.3.1 角色要求
开展仿真试验的机构,应组建数字化仿真团队,设置具体角色负责需求获取及分析、建模及仿真、仿
真评价、最终决策等工作。角色、职责具体要求如下。
---需求获取:对接产品部门,获取仿真需求并对需求信息进行评估分析,将仿真任务分发至仿真
执行人员,这一角色应至少具有5.3.2规定的“高级”应具备的能力。
---仿真执行:负责具体仿真任务的执行,根据需求制定方案,模型搭建,计算分析以及结果的提
取,报告发布,这一角色应至少具有5.3.2规定的“初级”应具备的能力。
---仿真评价:对仿真过程、模型、计算结果进行评估,确保结果的有效性和可靠性,这一角色应至
少具有5.3.2规定的“高级”应具备的能力。
---仿真决策:对仿真方案进行分析决策,负责仿真解决方案的具体实施,这一角色应至少具有
5.3.2规定的“高级”应具备的能力。
5.3.2 能力要求
开展仿真试验的企业可依据表1所列维度,结合企业的实际情况和需求,对仿真人员的能力进行
分级。
表1 仿真试验人员不同分级的能力要求
评价维度 能力要求 初级 中级 高级 专家
理论基础
掌握相关科学领域的物理、数学理论,可对问题进行理
论分析
■ ■ ■ ■
工具应用
掌握软件的理论基础和实际操作,定位问题参数、优化
仿真模型
■ ■ ■ ■
产品要求 具有多种产品仿真经验 - ■ ■ ■
流程体系
深刻理解产品质量体系,试验标准,能进行仿真与试验
对标
- ■ ■ ■
表1 仿真试验人员不同分级的能力要求 (续)
评价维度 能力要求 初级 中级 高级 专家
交叉学科 掌握多学科仿真知识 - - ■ ■
解决问题 能解决复杂的、系统性的问题及行业难题 - - - ■
“■”代表应具备该能力
5.4 仿真试验流程
5.4.1 通则
企业应根据自身的仿真团队资源、软硬件资源、测试资源制定仿真标准化文件,该文件应包括需求
输入(包括仿真分析目的)、方案制定、模型建立、计算分析、仿真结果评估、报告发布等过程,如图1
所示。
在“仿真结果评估”环节,未达成需求的仿真结果应重新制定方案进行优化迭代。
一般情况下,在“方案制定”“模型建立”“仿真结果评估”环节,还需要调用各类仿真数据,以确保仿
真结果的置信度处于合理水平。
仿真试验流程示例,见附录A。
图1 仿真试验流程
5.4.2 需求输入
需求提出人根据业务需要,在产品的设计、开发、生产等全生命周期流程中均可向需求获取人员提
出仿真试验需求,需求获取人员对需求进行评估和分析,确定是否可承接。
需求输入应包括仿真试验分析的目的及目标要求,企业可基于产品设计要求或者质量痛点问题,制
定仿真试验的目标要求,包括但不限于成本、效率、性能等相关指标要求。
5.4.3 方案制定
仿真试验执行人员在接到仿真试验需求后对需求信息进行评估,确定仿真试验分析类型,根据类型
确定仿真试验模型搭建所需的数据。仿真试验数据来源于需求部门提供、数据库调用或其他明确的数
据等,并且企业应形成符合自身需求的数据管理规范,输出具体的仿真分析计划。
示例:试验模型搭建所需的数据如几何数据、材料数据、边界数据等。
5.4.4 模型建立
仿真试验执行人员基于数值方法、理论假设等对家用电器的实际物理模型或系统模型进行简化,搭
建仿真试验模型。模型应反映仿真试验需求相关的物理样机或过程。仿真试验模型,可是网格模型、数
学公式,或数据库中调用的标准模型。
建模过程中应根据物理样机的实际运行环境确定边界条件。
仿真试验执行人员应依据仿真试验精度、计算效率、软硬件工具等因素,建立满足仿真试验方案的
数字化仿真试验模型。
5.4.5 计算分析
5.4.5.1 求解条件的设置
模型搭建完成后,对求解条件进行相应设置。
求解条件应包括但不限于求解器类型、求解算法、硬件调用、求解时长、中止条件、输出文件、监测物
理量等。
5.4.5.2 提交计算
仿真试验执行人员运行仿真作业,并对作业运行状态进行必要的监控。
在运行状态出现警示或错误后,仿真试验执行人员进行模型修正并重新运行,应确保仿真作业正常
运行结束。
5.4.6 结果评估
5.4.6.1 结果输出
仿真试验求解完成后,仿真试验执行人员读取结果文件数据,进行分析评估。
仿真试验结果一般是以数值、曲线、图像形式呈现的参数、轨迹、趋势等。
5.4.6.2 仿真试验置信度评价
常见的置信度评价方法有仿真试验结果与真实试验结果进行比对、试验验证、历史数据参考、专家
评价等。
评价结果分为:
---仿真试验结果不能用,仍然需要进行真实试验验证;
---仿真试验可预测变化趋势,用于筛选真实试验验证方案;
---仿真试验筛选优化方案,减少真实试验次数;
---仿真试验代替部分真实试验。
注:各企业根据其自身的情况,对仿真试验置信度进行合理判断。仿真试验置信度的提升与仿真对标、知识沉淀、
项目复盘、历史数据等高度相关,是一个持续的过程。
5.4.6.3 方案决策
结果评估完成后,由仿真试验决策人员确定仿真试验方案是否已解决业务需求,并输出仿真试验的
最终方案决策。
未解决仿真试验需求的项目,确定未解决需求的关键因素,对方案进行优化。
5.4.7 报告发布
仿真试验报告应包括但不限于以下内容:
---需求说明,包括业务需求的说明、需求的目标等;
---模型说明,包括建模过程、参数设置等;
---结果评估,包括分析结果、置信度评价等;
---结论建议,包括仿真试验结论、业务建议等。
6 数据分类及管理
6.1 概述
在仿真试验项目完成后,对数据进行对比、筛选,并将输入输出数据、标准化文件进行系统性地存
储、管理,并在仿真试验中调用。
数据分类及管理的目的在于将仿真试验技术固化于系统中,支持仿真试验技术的迭代、提升。同时
可省略输入输出数据的重复准备工作,提升工作效率。
6.2 仿真试验数据分类
依据数据的种类、数据在仿真试验流程中的应用范围,需要管理的数据分为以下几类。
a) 模型类,包括但不限于:
---输入模型;
---计算模型;
---结果文件。
b) 文档类,包括但不限于:
---需求报告;
---仿真试验报告;
---管理规范。
c) 基础数据库,包括但不限于:
---材料数据库;
---标准模型库;
---试验数据库;
---载荷数据库。
6.3 仿真试验数据管理
6.3.1 质量管理
仿真试验数据的质量管理应保证数据完整性和数据准确性。
注:数据完整性主要指仿真数据需包括完整的过程信息;数据准确性主要指仿真过程数据需满足制定的规范要求。
6.3.2 安全管理
仿真试验数据均属于企业核心资产,数据存储完后应对数据进行安全性的权限管理。仿真试验数
据的使用权限管理主要包括仿真试验数据的查看、修改、文件夹管理、版本控制、共享交互等。
权限管理设置有:查询、读取、编辑和删除等权限设置,仿真试验中,不同的角色应配有不同的仿真
管理权限。
建立仿真试验数据定期备份管理机制,定期对仿真试验数据的安全性、完整性、有效性进行检查。
应根据仿真试验数据的重要程度,进行分级、分类管理。
6.3.3 全生命周期管理
各企业应搭建自身的仿真试验数据库对数据进行全生命周期的管理,所有的仿真试验数据宜上传
至仿真试验数据库中进行归档、存储和备份,文件应遵循规定的命名方式。
文档类、基础数据库,进行长期保存。模型类数据,根据数据库的软硬件需求,确定保存周期,并在
到期后进行统一销毁、确认。
附 录 A
(资料性)
典型产品的仿真试验流程示例---车载空调产品风道结构优化
A.1 需求输入
车载空调部门输入送风仿真试验需求:如图A.1所示某车载空调外机,用轴流风扇为换热器提供
风量,整机为两面进风一面出风结构。前期产品概念设计阶段无实机可供摸底测试,需要仿真试验部门
根据设计图纸,仿真额定转速下的整机风量,以供产品部门评估整机系统性能。并提供整机风道结构优
化建议。
图A.1 车载空调外机3D模型
仿真部门评估仿真目标包含输出整机风量结果和结构优化建议,目标明确,可承接该需求。
A.2 方案制定
仿真需求为整机风量仿真,进行送风性能仿真,本实例中需要产品部门提供以下信息。
---系统几何模型:车载空调的3D数据文件。
---材料属性:无。
---风扇模型:系统所用风扇的详细模型。
---边界数据:车载空调运行的边界条件,包括风机转速、换热器参数等。
---环境条件:车载空调运行的温湿度数据。
在搜集所需仿真信息后,进行仿真建模并分析。
A.3 模型建立
经模型简化,将复杂的结构几何模型转化为仿真试验模型,如图A.2所示。
a) 引风圈实际模型 b) 引风圈简化模型
图A.2 简化模型示意图
启动仿真软件,将处理好的几何模型导入,并进行网格划分,如图A.3所示。
图A.3 整机求解模型网格剖面图
A.4 计算分析
模型建立后,对仿真模型进行仿真求解设置,按表A.1设置。
表A.1 仿真边界条件设置
边界条件
风机转速
r/min
空气密度
kg/m3
湍流模型 时间项 求解精度 监测物理量
自由进出流 1700 1.184 Relizablek-e 瞬态 二阶迎风 质量流量
设置完成后,提交作业上传HPC系统,至作业完成。
A.5 结果评估
A.5.1 结果输出
如图A.4、图A.5所示,读取整机流量结果,并查看整机风场矢量图。
图A.4 流量监控曲线
图A.5 整机风场
根据图 A.5上格栅位置局部风速过高的情况,评估认为整机壳体上的格栅开孔率过低,风阻较
大,对整机风量有较大影响,因此仿真试验结论为:建议增大开孔面积以提升开孔率,降低风阻,从而提
升整机风量,增强产品性能。
A.5.2 仿真试验置信度评价
仿真试验评价人员(仿真经理)根据数据来源、仿真试验历史应用等多维度评价后认为:
a) 该类型仿真试验过往有大量应用,且与试验结果吻合度高,偏差一般小于10%;
b) 人员资质符合要求,且有5年送风仿真试验工作经验;
c) 项目组织评审,专家认可仿真试验过程。
综上认为该仿真试验结果具有高可信度,可部分替代整机风量试验。
A.6 结果应用
经项目评审会议讨论,该仿真试验结果可直接作为产品部门评估整机系统性能和结......
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