技術(shù)“深入”與應(yīng)用“淺出”

1、技術(shù)的“深入”與應(yīng)用的“淺出” 撰文/齊鍵 仿真技術(shù)發(fā)展到今天，已經(jīng)有超過 50年的歷史了。軟硬件技術(shù)的飛速革 新把仿真的速度、精度與穩(wěn)定性不斷推到新的高度。而人們對仿真認知的加深 也促使仿真應(yīng)用的領(lǐng)域持續(xù)擴大，讓仿真從航天工業(yè)專屬的“神壇”上一步步 地走下來，走進了船舶汽車工業(yè)，走進了通用機械制造，走進了每個普通人手 里的消費電子產(chǎn)品。越來越多的企業(yè)開始接觸仿真技術(shù)和應(yīng)用仿真技術(shù)，甚至 把仿真技術(shù)作為自己的核心競爭力。隨著應(yīng)用的深化，企業(yè)對仿真技術(shù)提出了 更多的要求?；谲浖墓δ茉黾雍托阅芴嵘呀?jīng)不能滿足用戶日益復(fù)雜化的 需求，企業(yè)需要在更深層的系統(tǒng)和更廣泛的領(lǐng)域中，讓更多的工程師應(yīng)用仿真

2、 技術(shù)，用好仿真技術(shù)。用戶的需求就是技術(shù)變革的動力，建立系統(tǒng)級仿真平 臺，結(jié)合新技術(shù)增強仿真能力，擴展新領(lǐng)域以及仿真技術(shù)普及化的理念在CAE 業(yè)界持續(xù)升溫。 2015 年6月16日19日，“2015 ANSYS 中國技術(shù)大會”在深圳、 上海、北京三地分別舉行。ANSYS公司與其中國合作伙伴安世亞太攜手，共同 為近2000名ANSYS中國用戶、技術(shù)精英、工程專家及學(xué)者呈現(xiàn)了這場以 “智匯”為主題的技術(shù)盛會。 仿真平臺建設(shè)：持續(xù)深化的系統(tǒng)級仿真 對于一個普通工程師來說，單一仿真軟件可能比仿真平臺更實用。而對于 一個需要多元化應(yīng)用仿真軟件的企業(yè)來說，仿真平臺的意義就遠不止于 工程師” + “ n個仿

3、真軟件”了 ANSYS “多年來，ANSYS 直致力于為用戶提供一個通用的，面向用戶的仿真 工作平臺，幫助企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計過程中充分發(fā)揮仿真的力量?！惫緛?太區(qū)運營副總裁Tom Kin derma ns 在“ 205 ANSYS中國技術(shù)大會”的主題 演講中這樣介紹ANSYS的仿真平臺理念。 ANSYS7.0 版本推出的 ANSYS Workbench Environment（AWE）試用 版是ANSYS仿真平臺的雛形，后續(xù)不斷開發(fā)的 ANSYS Workbench 則正在將 這一理念落實到企業(yè)中去。仿真平臺是基于大量仿真數(shù)據(jù)建立的協(xié)作平臺。在 產(chǎn)品設(shè)計早期就可以實現(xiàn)產(chǎn)品的預(yù)測性研究，并基于仿真

4、結(jié)果協(xié)調(diào)采購、設(shè) 計、生產(chǎn)，甚至銷售部門的工作。同時，這樣的基于系統(tǒng)的仿真還可以幫助設(shè) 計部門在產(chǎn)品的早期架構(gòu)設(shè)計過程中權(quán)衡各項指標。 在產(chǎn)品設(shè)計過程中，基于仿真平臺的嵌入式控制算法設(shè)計、調(diào)整以及虛擬 集成的軟件平臺，可以更好地兼容多元化的設(shè)計與仿真軟件，快速、無縫地銜 接設(shè)計與優(yōu)化。針對系統(tǒng)的仿真還能以系統(tǒng)為標準，完成系統(tǒng)校驗與系統(tǒng)驗 證，把產(chǎn)品的部件分析與整體分析有機地統(tǒng)一在一起。針對系統(tǒng)的仿真不僅可 以在設(shè)計中提高優(yōu)化效率，還可以在設(shè)計過程后期完成魯棒性驗證，提高產(chǎn)品 的整體穩(wěn)定性。 Tom Kin derma ns 說：”仿真工作平臺的主要作用可以概括為整合工 具、整合數(shù)據(jù)、聯(lián)合部門和

5、定制平臺四個方面?！钡姆抡婀ぷ髌脚_非常 開放，可以整合企業(yè)中能夠應(yīng)用到的幾乎所有仿真工具。工具的多樣化，直接 導(dǎo)致了數(shù)據(jù)格式的不統(tǒng)一，在數(shù)據(jù)量巨大的仿真分析工作中，仿真工作平臺的 另一個重要工作就是整合數(shù)據(jù)，保持數(shù)據(jù)的連續(xù)性，唯一性。仿真工具與仿真 數(shù)據(jù)的整合將部門間的高效協(xié)作變成了可能，通過仿真工作平臺，建立多人、 跨部門、跨地區(qū)的仿真協(xié)同工作組，把不同工程、不同部門、不同地區(qū)甚至不 同國家的工作人員連接在一起，實現(xiàn)企業(yè)級的系統(tǒng)級仿真。與此同時，在 ANSYS的仿真工作平臺中，用戶還可以對平臺的功能進行全面的定制化。 ANSYS為用戶提供了一款平臺開發(fā)工具一一ACT。利用這款工具，用戶可以

6、基于ANSYS的系統(tǒng)定制符合自身行業(yè)特點的功能，滿足更多企業(yè)的多樣化需 求。 新技術(shù)與新領(lǐng)域：從縱向深入到橫向擴展 大數(shù)據(jù)分析技術(shù)與仿真行業(yè)的關(guān)系正日趨緊密，2015年6月8日， ANSYS正式收購了大數(shù)據(jù)分析技術(shù)供應(yīng)商 GearDesign Solutions（以下簡稱 Gear）。Gear的主要業(yè)務(wù)領(lǐng)域就是大數(shù)據(jù)平臺，其系統(tǒng)能在通用計算架構(gòu)中 彈性擴展，并提供快速反饋，這對 ANSYS在新一代半導(dǎo)體和電子系統(tǒng)領(lǐng)域的 發(fā)展有著重要的意義?！耙恢币詠?，我們的仿真流程中都存在著一些分析不到 的數(shù)據(jù)，我們稱之為暗數(shù)據(jù)，或者睡眠數(shù)據(jù)。ANSYS平臺與Gear 技術(shù)的整合為更好地分析利用暗數(shù)據(jù)提供了支

7、持?！盩omJKi nderma ns 紹說。 物聯(lián)網(wǎng)是近年來ANSYS最為重視的新興領(lǐng)域，ANSYS認為物聯(lián)網(wǎng)概念 的發(fā)展勢必會給制造業(yè)帶來一場重大的變革，而這場變革也給ANSYS帶來了 一次機遇。物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)過程非常復(fù)雜，需要大量的元件支持，其中涉及天 線、傳感器、電池、能量傳導(dǎo)以及軟件等多個領(lǐng)域，在這些元件的制造與配合 過程中，對各元件的單獨分析以及對整個物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)仿真必不可少。Tom Kin derma ns說：“物聯(lián)網(wǎng)對于 ANSYS來說有著非常重要的戰(zhàn)略意義，我們 在物聯(lián)網(wǎng)的各個元件分析和建設(shè)過程分析領(lǐng)域都有著很強的優(yōu)勢，例如在天線 制造行業(yè)、能源仿真行業(yè)、結(jié)構(gòu)仿真行業(yè)以及嵌入式

8、軟件行業(yè)都有深厚的基 礎(chǔ)，ANSYS將在物聯(lián)網(wǎng)仿真領(lǐng)域持續(xù)投入，在物聯(lián)網(wǎng)的時代搶先一步?！?仿真技術(shù)普及化：從六分之一到六分之六 仿真是一門一出生就被貼上了“復(fù)雜”標簽的技術(shù)。2015年，ANSYS 對全球的工程師展開了一次仿真應(yīng)用調(diào)查，調(diào)查結(jié)果顯示，全球范圍內(nèi)，仿真 分析軟件的應(yīng)用率是六分之一，也就是說，全球每 6名工程師中只有1人可以 使用仿真技術(shù)來優(yōu)化自己的設(shè)計?；谶@項調(diào)查， ANSYS提出了對于仿真技術(shù) 普及化的愿景：在 2020年以前，讓全世界每- 位工程師都能夠使用仿真技 術(shù)。同時，ANSYS也將這個讓每位工程師都能使用仿真技術(shù)的想法視為未來產(chǎn) 品持續(xù)增長的支柱。 那么如何做到從

9、六分之一到六分之六呢？我們先從全球角度來看， ANSYS認為硬件技術(shù)的飛速發(fā)展是實現(xiàn)這一愿景的先決條件，而ANSYS公司 對于軟件研發(fā)的投入也從相當程度上提高了軟件普及的速度。ANSYS每年將總 收入的17%投入到研發(fā)部門，根據(jù)用戶提出的需求，開發(fā)出更多更能滿足用 戶仿真需求的功能。ANSYS還通過與各地合作伙伴合作開展一系列的 CAE教 案培訓(xùn)等活動推廣 CAE技術(shù)。同時，ANSYS與全球多所大學(xué)展開了積極的合 作，包括學(xué)術(shù)合作和大學(xué)生培養(yǎng)計劃。 中國本土的情況則與全球有很大差別。首先，中國工程師在仿真應(yīng)用方面 與國外有本質(zhì)的差別，很多中國企業(yè)中的仿真工作并不是由設(shè)計工程師負責， 而是由專門

10、的仿真工程師來做的。對于這部分沒有接觸過或是接觸仿真時間不 長的工程師，ANSYS將提供基于行業(yè)的最佳實踐，以指導(dǎo)企業(yè)更快地把仿真用 基于行業(yè)最佳實踐的應(yīng)用模板，其中包含了多種實用的應(yīng)用流程和數(shù)據(jù)信息， 我們以預(yù)制件的形式將這些行業(yè)經(jīng)驗推送到用戶手中，大大降低了軟件的使用 難度，幫助用戶更快地通過仿真實現(xiàn)價值。” 另外，中國的仿真市場也比較復(fù)雜，中國的制造業(yè)發(fā)展水平失衡，設(shè)計水 平、設(shè)計力量兩極分化非常嚴重，很多零部件制造企業(yè)的仿真應(yīng)用水平非常 低，甚至不知仿真為何物。而在航空航天領(lǐng)域，則是另一個極端，不僅應(yīng)用 廣，而且需求大。安世亞太科技股份有限公司副總裁徐劼勇說：“在這樣的情 況下，我們就

11、需要區(qū)別對待這兩種情況，對于仿真應(yīng)用水平較好的企業(yè)，我們 要向他們推廣我們的仿真平臺，實現(xiàn)系統(tǒng)級、一體化的仿真流程，在每一個工 程師中推廣仿真技術(shù)。而對于仿真應(yīng)用水平較差的企業(yè)，我們就基于ANSYS 提供的仿真產(chǎn)品，為他們建立最簡單易用的定制化模塊?！?Tom Kin derma ns說：“我認為中國推廣仿真技術(shù)的速度很可能會大于 全球。今天的中國，從政府到企業(yè)都在推動創(chuàng)新，推動中國制造走向中 國創(chuàng)造，這股力量可以在全世界任何一個地方感受到。我深深地相信，在未 來的10年中，中國將會成為世界的創(chuàng)新中心，而仿真也將在中國制造業(yè)的創(chuàng) 新之路上扮演非常重要的角色?！?記者手記 傳統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā)流程被稱為“線性”流程，通常是一遍遍地從設(shè)計到驗 證，發(fā)現(xiàn)錯誤再回頭修改。而整合了仿真平臺以后，則實現(xiàn)了邊設(shè)計邊優(yōu)化的 新流程，使研發(fā)流程提高了一個緯度，變得更加“立體”。整合仿真平臺既可 以使設(shè)計數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)很好地銜接，又能夠?qū)崿F(xiàn)整體協(xié)作，完成更大規(guī)模， 更系統(tǒng)化的產(chǎn)品仿真，無疑是整合設(shè)計力量，提高產(chǎn)品設(shè)計效率的好方法。 仿