2017年CAE发展五大热点

2017-02-04 by:CAE仿真在线来源:互联网

CAE经过了20多年的快速发展,从一开始的百花齐放,到现如今为数不多的几家行业巨头在称霸市场的局面,似乎已经形成定局。但是市场从来就是战场,在这看似平静的氛围中,让小编带领大家猜测一下2017年CAE技术都有哪些热点呢?

热点一:以CAE为导向的设计。

在制造业中,产品的设计一直都是以CAD为导向,CAE存在于企业的目的大多还停留在三个层面的应用:1、验证产品的结构和性能;2、优化和改进产品的设计;3、物理测试的代替。2014年我参加了ANSYS用户大会以及中国第十届CAE年会,无论是在会上还是在会下的软件厂商采访中,笔者感受到的一个热点是,未来产品的研发是以CAE为导向设计的。

图1 产品仿真的投资回报

在国外,很多欧洲的大公司已经在尝试CAE先行于CAD,研发流程按照CAE-CAD-CAM的模式进行产品开发,而过去是按照CAD-CAE-CAM的顺序在开发。由图1也可以看出,CAE技术越早运用,到后来投入越少,产品上市也越早,带给企业的回报也越高。

热点二:CAE国内自主创新软件发展的关键期。

2014年十月底,“第二届中国CAE软件自主研发-引领工业创新论坛”在大连成功召开,一大批国内CAE软件自主研发企业涌现出来,展示出其最新研发的产品及技术,其中不乏有很多产品具备了国际领先水平。

据了解,目前CAE市场90%的份额都被国外的商业软件公司所占领,如ANSYS、西门子、达索、Altair、MSC等。国内虽在50年底就提出了有限元的基本思想,但是由于缺乏人力、物力的商业化运作,所形成的市场份额在10%左右,是很令人尴尬的一件事。

而最近的一份市场研究报告显示:2013年,中国在科技研发领域的费用总额约1790亿美元,而日本是1730亿美元,已超过日本成为世界第二大科技研发市场。但美国在这方面的投入超过中国3倍。未来国家将继续加大在科技研发的费用,国内CAE自主研发创新的脚步正在加快,但从整个CAE行业来看,真正研发中国自主CAE软件的企业不足20家,而且大部分还是处于生存边缘挣扎的中小企业,因此未来几年将是CAE国内自主创新软件发展的关键期。

热点三:CAE行业标准的形成。

经过这么多年发展,企业对CAE软件的操作已经掌握,即能运用相关软件完成分析。但现在存在企业的问题是:分析完成后不知道怎么处理和使用这些数据去指导优化产品设计,所以未来在CAE人员分析完成后对结果数据的深度分析和规范后处理上会成为一个热点,或许会有一个《CAE应用手册》或者《CAE手册》出台,类似于《机械设计手册》、《模具设计手册》这类行业标准的形成,CAE市场将逐步规范化。

热点四:CAE用于复合材料的研究。

国际先进的复合材料的发展更偏向于利用“虚拟的设计-制造-验证”一体化的环境,将真实的材料设计、制造、验证、应用等诸多环节串联起来,从而最大限度压缩新品研发周期,降低研发成本,提高产品的市场竞争力,在这个过程中,CAE技术是实现复合材料生命链的核心技术之一。

事实上,从简单的日用品到先进的航空结构材料,越来越多的产品开始采用复合材料,复合材料的研究在当下也越来越热,有报道称国外已经尝试采用CAE等设计分析软件,分析不同类型材料对汽车、飞机上的一些部件性能的工程分析。可见,CAE技术作为研究复合材料必不可少的工具之一,注定了各个CAE软件厂商对复合材料工具开发的热情度只能有增无减。

热点五:多学科多物理场仿真助力企业实现智能化制造。

“智能化、个性化、定制化”将成为未来工业常态,这对制造企业也提出了更高的要求——产品开发周期要短,抢占市场速度要快,产品的品质要优于客户的期望。随着各大CAE软件公司不断完善自己的产品,多学科多物理场仿真软件日趋成熟,如ANSYS的Workbench,西门子的LMS Virtual.Lab,MSC刚刚推出的MSC Apex平台等,为企业实现智能化制造提供了关键的工具。如今的制造企业所面临的问题日益复杂,像火箭、飞机、船舶等复杂工业产品,甚至高科技电子产品的设计,对多学科专业都有强烈的耦合分析需求,尤其在实现智能制造的道路上,无论是机械手、机器人的研究与应用,还是智能工厂的布局上,企业都需要配置多学科多物理场仿真软件,以解决其实际工程问题。

总的来说,个人认为,未多学科多物理场仿真会朝两个方向发展,一方面是基于多学科多物理场的优化模式,通过模拟在真实环境下各种因素对产品性能的影响,进而改善产品的设计,从而制造出优于客户期望的产品;另一方面是基于多学科多物理场的智能化模式,如实现机械手或者整个机器人的全面仿真和工程化设计,甚至模拟未来的智能工厂线——机器人自动化成形、加工、装配等全过程的仿真。当然,这是一个长期而渐进的过程,不可能一蹴而就,还需要依靠社会各方的共同努力才能实现。

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