2017年CAE發(fā)展五大熱點

2017-02-04 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

CAE經(jīng)過了20多年的快速發(fā)展,從一開始的百花齊放,到現(xiàn)如今為數(shù)不多的幾家行業(yè)巨頭在稱霸市場的局面,似乎已經(jīng)形成定局。但是市場從來就是戰(zhàn)場,在這看似平靜的氛圍中,讓小編帶領(lǐng)大家猜測一下2017年CAE技術(shù)都有哪些熱點呢?

熱點一:以CAE為導(dǎo)向的設(shè)計。

在制造業(yè)中,產(chǎn)品的設(shè)計一直都是以CAD為導(dǎo)向,CAE存在于企業(yè)的目的大多還停留在三個層面的應(yīng)用:1、驗證產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能;2、優(yōu)化和改進(jìn)產(chǎn)品的設(shè)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(chǎn)品的研發(fā)是以CAE為導(dǎo)向設(shè)計的。

圖1 產(chǎn)品仿真的投資回報

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

熱點二:CAE國內(nèi)自主創(chuàng)新軟件發(fā)展的關(guān)鍵期。

2014年十月底,“第二屆中國CAE軟件自主研發(fā)-引領(lǐng)工業(yè)創(chuàng)新論壇”在大連成功召開,一大批國內(nèi)CAE軟件自主研發(fā)企業(yè)涌現(xiàn)出來,展示出其最新研發(fā)的產(chǎn)品及技術(shù),其中不乏有很多產(chǎn)品具備了國際領(lǐng)先水平。

據(jù)了解,目前CAE市場90%的份額都被國外的商業(yè)軟件公司所占領(lǐng),如ANSYS、西門子、達(dá)索、Altair、MSC等。國內(nèi)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(yè)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(fā)領(lǐng)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(fā)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(xù)加大在科技研發(fā)的費用,國內(nèi)CAE自主研發(fā)創(chuàng)新的腳步正在加快,但從整個CAE行業(yè)來看,真正研發(fā)中國自主CAE軟件的企業(yè)不足20家,而且大部分還是處于生存邊緣掙扎的中小企業(yè),因此未來幾年將是CAE國內(nèi)自主創(chuàng)新軟件發(fā)展的關(guān)鍵期。

熱點三:CAE行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的形成。

經(jīng)過這么多年發(fā)展,企業(yè)對CAE軟件的操作已經(jīng)掌握,即能運用相關(guān)軟件完成分析。但現(xiàn)在存在企業(yè)的問題是:分析完成后不知道怎么處理和使用這些數(shù)據(jù)去指導(dǎo)優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計,所以未來在CAE人員分析完成后對結(jié)果數(shù)據(jù)的深度分析和規(guī)范后處理上會成為一個熱點,或許會有一個《CAE應(yīng)用手冊》或者《CAE手冊》出臺,類似于《機(jī)械設(shè)計手冊》、《模具設(shè)計手冊》這類行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的形成,CAE市場將逐步規(guī)范化。

熱點四:CAE用于復(fù)合材料的研究。

國際先進(jìn)的復(fù)合材料的發(fā)展更偏向于利用“虛擬的設(shè)計-制造-驗證”一體化的環(huán)境,將真實的材料設(shè)計、制造、驗證、應(yīng)用等諸多環(huán)節(jié)串聯(lián)起來,從而最大限度壓縮新品研發(fā)周期,降低研發(fā)成本,提高產(chǎn)品的市場競爭力,在這個過程中,CAE技術(shù)是實現(xiàn)復(fù)合材料生命鏈的核心技術(shù)之一。

事實上,從簡單的日用品到先進(jìn)的航空結(jié)構(gòu)材料,越來越多的產(chǎn)品開始采用復(fù)合材料,復(fù)合材料的研究在當(dāng)下也越來越熱,有報道稱國外已經(jīng)嘗試采用CAE等設(shè)計分析軟件,分析不同類型材料對汽車、飛機(jī)上的一些部件性能的工程分析?？梢?CAE技術(shù)作為研究復(fù)合材料必不可少的工具之一,注定了各個CAE軟件廠商對復(fù)合材料工具開發(fā)的熱情度只能有增無減。

熱點五:多學(xué)科多物理場仿真助力企業(yè)實現(xiàn)智能化制造。

“智能化、個性化、定制化”將成為未來工業(yè)常態(tài),這對制造企業(yè)也提出了更高的要求——產(chǎn)品開發(fā)周期要短,搶占市場速度要快,產(chǎn)品的品質(zhì)要優(yōu)于客戶的期望。隨著各大CAE軟件公司不斷完善自己的產(chǎn)品,多學(xué)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(yè)實現(xiàn)智能化制造提供了關(guān)鍵的工具。如今的制造企業(yè)所面臨的問題日益復(fù)雜,像火箭、飛機(jī)、船舶等復(fù)雜工業(yè)產(chǎn)品,甚至高科技電子產(chǎn)品的設(shè)計,對多學(xué)科專業(yè)都有強烈的耦合分析需求,尤其在實現(xiàn)智能制造的道路上,無論是機(jī)械手、機(jī)器人的研究與應(yīng)用,還是智能工廠的布局上,企業(yè)都需要配置多學(xué)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(rèn)為,未多學(xué)科多物理場仿真會朝兩個方向發(fā)展,一方面是基于多學(xué)科多物理場的優(yōu)化模式,通過模擬在真實環(huán)境下各種因素對產(chǎn)品性能的影響,進(jìn)而改善產(chǎn)品的設(shè)計,從而制造出優(yōu)于客戶期望的產(chǎn)品;另一方面是基于多學(xué)科多物理場的智能化模式,如實現(xiàn)機(jī)械手或者整個機(jī)器人的全面仿真和工程化設(shè)計,甚至模擬未來的智能工廠線——機(jī)器人自動化成形、加工、裝配等全過程的仿真。當(dāng)然,這是一個長期而漸進(jìn)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(xiàn)。

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