2017年CAE發展五大熱點

2017-02-04 by:CAE仿真在線來源:互聯網

CAE經過了20多年的快速發展,從一開始的百花齊放,到現如今為數不多的幾家行業巨頭在稱霸市場的局面,似乎已經形成定局。但是市場從來就是戰場,在這看似平靜的氛圍中,讓小編帶領大家猜測一下2017年CAE技術都有哪些熱點呢?

熱點一:以CAE為導向的設計。

在制造業中,產品的設計一直都是以CAD為導向,CAE存在于企業的目的大多還停留在三個層面的應用:1、驗證產品的結構和性能;2、優化和改進產品的設計;3、物理測試的代替。2014年我參加了ANSYS用戶大會以及中國第十屆CAE年會,無論是在會上還是在會下的軟件廠商采訪中,筆者感受到的一個熱點是,未來產品的研發是以CAE為導向設計的。

圖1 產品仿真的投資回報

在國外,很多歐洲的大公司已經在嘗試CAE先行于CAD,研發流程按照CAE-CAD-CAM的模式進行產品開發,而過去是按照CAD-CAE-CAM的順序在開發。由圖1也可以看出,CAE技術越早運用,到后來投入越少,產品上市也越早,帶給企業的回報也越高。

熱點二:CAE國內自主創新軟件發展的關鍵期。

2014年十月底,“第二屆中國CAE軟件自主研發-引領工業創新論壇”在大連成功召開,一大批國內CAE軟件自主研發企業涌現出來,展示出其最新研發的產品及技術,其中不乏有很多產品具備了國際領先水平。

據了解,目前CAE市場90%的份額都被國外的商業軟件公司所占領,如ANSYS、西門子、達索、Altair、MSC等。國內雖在50年底就提出了有限元的基本思想,但是由于缺乏人力、物力的商業化運作,所形成的市場份額在10%左右,是很令人尷尬的一件事。

而最近的一份市場研究報告顯示:2013年,中國在科技研發領域的費用總額約1790億美元,而日本是1730億美元,已超過日本成為世界第二大科技研發市場。但美國在這方面的投入超過中國3倍。未來國家將繼續加大在科技研發的費用,國內CAE自主研發創新的腳步正在加快,但從整個CAE行業來看,真正研發中國自主CAE軟件的企業不足20家,而且大部分還是處于生存邊緣掙扎的中小企業,因此未來幾年將是CAE國內自主創新軟件發展的關鍵期。

熱點三:CAE行業標準的形成。

經過這么多年發展,企業對CAE軟件的操作已經掌握,即能運用相關軟件完成分析。但現在存在企業的問題是:分析完成后不知道怎么處理和使用這些數據去指導優化產品設計,所以未來在CAE人員分析完成后對結果數據的深度分析和規范后處理上會成為一個熱點,或許會有一個《CAE應用手冊》或者《CAE手冊》出臺,類似于《機械設計手冊》、《模具設計手冊》這類行業標準的形成,CAE市場將逐步規范化。

熱點四:CAE用于復合材料的研究。

國際先進的復合材料的發展更偏向于利用“虛擬的設計-制造-驗證”一體化的環境,將真實的材料設計、制造、驗證、應用等諸多環節串聯起來,從而最大限度壓縮新品研發周期,降低研發成本,提高產品的市場競爭力,在這個過程中,CAE技術是實現復合材料生命鏈的核心技術之一。

事實上,從簡單的日用品到先進的航空結構材料,越來越多的產品開始采用復合材料,復合材料的研究在當下也越來越熱,有報道稱國外已經嘗試采用CAE等設計分析軟件,分析不同類型材料對汽車、飛機上的一些部件性能的工程分析。可見,CAE技術作為研究復合材料必不可少的工具之一,注定了各個CAE軟件廠商對復合材料工具開發的熱情度只能有增無減。

熱點五:多學科多物理場仿真助力企業實現智能化制造。

“智能化、個性化、定制化”將成為未來工業常態,這對制造企業也提出了更高的要求——產品開發周期要短,搶占市場速度要快,產品的品質要優于客戶的期望。隨著各大CAE軟件公司不斷完善自己的產品,多學科多物理場仿真軟件日趨成熟,如ANSYS的Workbench,西門子的LMS Virtual.Lab,MSC剛剛推出的MSC Apex平臺等,為企業實現智能化制造提供了關鍵的工具。如今的制造企業所面臨的問題日益復雜,像火箭、飛機、船舶等復雜工業產品,甚至高科技電子產品的設計,對多學科專業都有強烈的耦合分析需求,尤其在實現智能制造的道路上,無論是機械手、機器人的研究與應用,還是智能工廠的布局上,企業都需要配置多學科多物理場仿真軟件,以解決其實際工程問題。

總的來說,個人認為,未多學科多物理場仿真會朝兩個方向發展,一方面是基于多學科多物理場的優化模式,通過模擬在真實環境下各種因素對產品性能的影響,進而改善產品的設計,從而制造出優于客戶期望的產品;另一方面是基于多學科多物理場的智能化模式,如實現機械手或者整個機器人的全面仿真和工程化設計,甚至模擬未來的智能工廠線——機器人自動化成形、加工、裝配等全過程的仿真。當然,這是一個長期而漸進的過程,不可能一蹴而就,還需要依靠社會各方的共同努力才能實現。

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