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(guò) 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(duì)仿真認(rèn)知的加深 也促使仿真應(yīng)用的領(lǐng)域持續(xù)擴(kuò)大，讓仿真從航天工業(yè)專屬的“神壇”上一步步 地走下來(lái)，走進(jìn)了船舶汽車工業(yè)，走進(jìn)了通用機(jī)械制造，走進(jìn)了每個(gè)普通人手 里的消費(fèi)電子產(chǎn)品。越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)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(jìng)爭(zhēng)力。隨著應(yīng)用的深化，企業(yè)對(duì)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(dòng)力，建立系統(tǒng)級(jí)仿真平 臺(tái)，結(jié)合新技術(shù)增強(qiáng)仿真能力，擴(kuò)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(guó)技術(shù)大會(huì)”在深圳、 上海、北京三地分別舉行。ANSYS公司與其中國(guó)合作伙伴安世亞太攜手，共同 為近2000名ANSYS中國(guó)用戶、技術(shù)精英、工程專家及學(xué)者呈現(xiàn)了這場(chǎng)以 “智匯”為主題的技術(shù)盛會(huì)。 仿真平臺(tái)建設(shè)：持續(xù)深化的系統(tǒng)級(jí)仿真 對(duì)于一個(gè)普通工程師來(lái)說(shuō)，單一仿真軟件可能比仿真平臺(tái)更實(shí)用。而對(duì)于 一個(gè)需要多元化應(yīng)用仿真軟件的企業(yè)來(lái)說(shuō)，仿真平臺(tái)的意義就遠(yuǎn)不止于 工程師” + “ n個(gè)仿

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

4、結(jié)果協(xié)調(diào)采購(gòu)、設(shè) 計(jì)、生產(chǎn)，甚至銷售部門的工作。同時(shí)，這樣的基于系統(tǒng)的仿真還可以幫助設(shè) 計(jì)部門在產(chǎn)品的早期架構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中權(quán)衡各項(xiàng)指標(biāo)。 在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，基于仿真平臺(tái)的嵌入式控制算法設(shè)計(jì)、調(diào)整以及虛擬 集成的軟件平臺(tái)，可以更好地兼容多元化的設(shè)計(jì)與仿真軟件，快速、無(wú)縫地銜 接設(shè)計(jì)與優(yōu)化。針對(duì)系統(tǒng)的仿真還能以系統(tǒng)為標(biāo)準(zhǔn)，完成系統(tǒng)校驗(yàn)與系統(tǒng)驗(yàn) 證，把產(chǎn)品的部件分析與整體分析有機(jī)地統(tǒng)一在一起。針對(duì)系統(tǒng)的仿真不僅可 以在設(shè)計(jì)中提高優(yōu)化效率，還可以在設(shè)計(jì)過(guò)程后期完成魯棒性驗(yàn)證，提高產(chǎn)品 的整體穩(wěn)定性。 Tom Kin derma ns 說(shuō)：”仿真工作平臺(tái)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(tái)四個(gè)方面?！钡姆抡婀ぷ髌脚_(tái)非常 開(kāi)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(tái)的 另一個(gè)重要工作就是整合數(shù)據(jù)，保持?jǐn)?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(guò)仿真工作平臺(tái)，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(guó)家的工作人員連接在一起，實(shí)現(xiàn)企業(yè)級(jí)的系統(tǒng)級(jí)仿真。與此同時(shí)，在 ANSYS的仿真工作平臺(tái)中，用戶還可以對(duì)平臺(tái)的功能進(jìn)行全面的定制化。 ANSYS為用戶提供了一款平臺(tái)開(kāi)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(diǎn)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(kuò)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(gòu)了大數(shù)據(jù)分析技術(shù)供應(yīng)商 GearDesign Solutions（以下簡(jiǎn)稱 Gear）。Gear的主要業(yè)務(wù)領(lǐng)域就是大數(shù)據(jù)平臺(tái)，其系統(tǒng)能在通用計(jì)算架構(gòu)中 彈性擴(kuò)展，并提供快速反饋，這對(duì) 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?lái)，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(tái)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(shuō)。 物聯(lián)網(wǎng)是近年來(lái)ANSYS最為重視的新興領(lǐng)域，ANSYS認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)概念 的發(fā)展勢(shì)必會(huì)給制造業(yè)帶來(lái)一場(chǎng)重大的變革，而這場(chǎng)變革也給ANSYS帶來(lái)了 一次機(jī)遇。物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)過(guò)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(gè)領(lǐng)域，在這些元件的制造與配合 過(guò)程中，對(duì)各元件的單獨(dú)分析以及對(duì)整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)仿真必不可少。Tom Kin derma ns說(shuō)：“物聯(lián)網(wǎng)對(duì)于 ANSYS來(lái)說(shuō)有著非常重要的戰(zhàn)略意義，我們 在物聯(lián)網(wǎng)的各個(gè)元件分析和建設(shè)過(guò)程分析領(lǐng)域都有著很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，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(shí)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(biāo)簽的技術(shù)。2015年，ANSYS 對(duì)全球的工程師展開(kāi)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(shuō)，全球每 6名工程師中只有1人可以 使用仿真技術(shù)來(lái)優(yōu)化自己的設(shè)計(jì)?；谶@項(xiàng)調(diào)查， ANSYS提出了對(duì)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(shí)，ANSYS也將這個(gè)讓每位工程師都能使用仿真技術(shù)的想法視為未來(lái)產(chǎn) 品持續(xù)增長(zhǎng)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(lái)看， ANSYS認(rèn)為硬件技術(shù)的飛速發(fā)展是實(shí)現(xiàn)這一愿景的先決條件，而ANSYS公司 對(duì)于軟件研發(fā)的投入也從相當(dāng)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(kāi)發(fā)出更多更能滿足用 戶仿真需求的功能。ANSYS還通過(guò)與各地合作伙伴合作開(kāi)展一系列的 CAE教 案培訓(xùn)等活動(dòng)推廣 CAE技術(shù)。同時(shí)，ANSYS與全球多所大學(xué)展開(kāi)了積極的合 作，包括學(xué)術(shù)合作和大學(xué)生培養(yǎng)計(jì)劃。 中國(guó)本土的情況則與全球有很大差別。首先，中國(guó)工程師在仿真應(yīng)用方面 與國(guó)外有本質(zhì)的差別，很多中國(guó)企業(yè)中的仿真工作并不是由設(shè)計(jì)工程師負(fù)責(zé)， 而是由專門

10、的仿真工程師來(lái)做的。對(duì)于這部分沒(méi)有接觸過(guò)或是接觸仿真時(shí)間不 長(zhǎng)的工程師，ANSYS將提供基于行業(yè)的最佳實(shí)踐，以指導(dǎo)企業(yè)更快地把仿真用 基于行業(yè)最佳實(shí)踐的應(yīng)用模板，其中包含了多種實(shí)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(yàn)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(guò)仿真實(shí)現(xiàn)價(jià)值?！?另外，中國(guó)的仿真市場(chǎng)也比較復(fù)雜，中國(guó)的制造業(yè)發(fā)展水平失衡，設(shè)計(jì)水 平、設(shè)計(jì)力量?jī)蓸O分化非常嚴(yán)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(gè)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(shuō)：“在這樣的情 況下，我們就

11、需要區(qū)別對(duì)待這兩種情況，對(duì)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(tái)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)、一體化的仿真流程，在每一個(gè)工 程師中推廣仿真技術(shù)。而對(duì)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(jiǎn)單易用的定制化模塊?！?Tom Kin derma ns說(shuō)：“我認(rèn)為中國(guó)推廣仿真技術(shù)的速度很可能會(huì)大于 全球。今天的中國(guó)，從政府到企業(yè)都在推動(dòng)創(chuàng)新，推動(dòng)中國(guó)制造走向中 國(guó)創(chuàng)造，這股力量可以在全世界任何一個(gè)地方感受到。我深深地相信，在未 來(lái)的10年中，中國(guó)將會(huì)成為世界的創(chuàng)新中心，而仿真也將在中國(guó)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(jì)到驗(yàn) 證，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤再回頭修改。而整合了仿真平臺(tái)以后，則實(shí)現(xiàn)了邊設(shè)計(jì)邊優(yōu)化的 新流程，使研發(fā)流程提高了一個(gè)緯度，變得更加“立體”。整合仿真平臺(tái)既可 以使設(shè)計(jì)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(wú)疑是整合設(shè)計(jì)力量，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率的好方法。 仿