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CAE:融资后的突破

软件世界 记者陈杰

“九五”期间,铁道部为适应国民经济快速发展对铁路运力的要求,对铁路机车车辆提出了“提速、重载”的决策,要求快速开发功率大、速度快的机车车辆产品。为了快速提升机车车辆新产品的研发能力,必须广泛地采用现代设计理念和先进的设计技术,因此铁道部的机车车辆制造业产品研发信息化系统中广泛地采用了CAE软件。

在几次铁路大提速后,铁道部先后建立了机车车体钢结构数字化虚拟样机仿真系统、机车用高速转向架数字化虚拟样机仿真系统、机车车辆运动学虚拟样机仿真系统等。正是这些虚拟仿真系统的存在,为铁路大提速提供了坚实的基础。“CAE软件在铁路大提速中发挥了重要作用,为新产品的开发提供了可靠的论证依据,从根本上保证了提速机车车辆的开发质量,凡在设计过程中经过仿真分析的零部件,在五次大提速中,均未出现大的问题。”中国北车集团大连机车车辆有限公司教授级高工王惠玉介绍到。

在上述介绍到的虚拟仿真系统中都用到了工程模拟仿真软件CAE(Computer-Aided Engineering),随着计算技术的发展,企业可以建立产品的数字样机,并模拟产品及零件的工况,对零件和产品进行工程校验、有限元分析和计算机仿真。在产品开发阶段,企业应用CAE能有效地对零件和产品进行仿真检测,确定产品和零件的相关技术参数,发现产品缺陷、优化产品设计,并极大降低产品开发成本。

用虚拟模型代替真实系统进行试验和研究,古已有之。鲁班的传说中就有“鱼衔梁,土堆亭”的故事,说的是鲁班用一碗倒扣在桌上的米饭、一根两端各插在一条鱼嘴里的筷子,向他的弟子们作了一次形象的装配工艺仿真,解决了房梁短、顶盖重的工程难题。在长期的虚拟模型仿真中,人们逐渐建立起一套完整的相似理论和准则,以此来保证实体模型模模拟的科学性和模拟精度。值得提出的是:对于现代产品开发来说,这种实体模型仿真在许多场合仍然具有不可完全替代的重要作用。

随着微电子技术,特别是电子计算机技术的发展,以计算机为主要工具的模拟仿真技术在20世纪的后50年中迅速发展起来,成为工程技术领域计算机应用的重要方向。特别是由于三维产品建模技术的日臻完善,不仅使三维实体模型取代二维几何模型成为CAD支撑软件的核心,而且使得模拟仿真技术能方便地与CAD中的其他技术实现集成,成为许多商品化CAD支撑软件系统中无缝连接的重要功能模块。模拟仿真为CAD系统提供了在产品设计的不同阶段,特别是其早期阶段就能对最终产品的性能进行预测或验证的技术手段。CAD中的三维实体模型又为模拟仿真中的可视化建模、可视化仿真结果分析提供了有力的支持。

如今,CAE软件已经应用到了社会的各个领域,大到石油勘探火箭上天,小到椅子防震矿泉水瓶设计。目前,CAE发展最为迅速的是美国,其次是欧洲和日本、韩国,有着一些小型行业专用的CAE技术。通用CAE技术方面,中国在70年代的发展与国际技术水平不相上下,近年发展缓慢,但是美国确得到迅速发展,已经形成了两大CAE集团。在欧洲主要研发一些专业的CAE技术,比如汽车方面,在日本则主要集中在电子方面技术,而韩国则进行一些土木技术的研发。

中国CAE软件在行业应用方面状况方面一直不太理想,而作为国内主流的CAE软件厂商安世亚太近期却得到美国国际集团(AIG)旗下的全球投资集团(AIG GIG)1500万美元的融资的注资,力求加大CAE软件研发的投入,通过打破传统的CAE工具型技术,打造一套全新的平台技术,进而占领中国市场,并进军国际市场。安世亚太副总裁田锋介绍到:“目前CAE技术的现状主要表现为求异,求异有很多并存的现象,比如说通用技术跟行业的专业化技术并存,还有一种并存是大型的CAE技术和一些小型的专业的CAE技术并存。安世亚太近年投入大量人力物力,开发了具有自主知识产权的企业级协同仿真平台PERA,通过对流程、技术及数据的集成,整合了研发相关的所有工具,形成了一个基于网络的分布式平台。”

软件与服务已经越来越紧密的联系在了一起,面向高端行业的CAE软件更注重企业的服务质量,而CAE在欧美快速的发展也来源于其优质的服务咨询。田锋表示:“在欧美,他们的服务模式是采用工程咨询的方式,而不像我们简单地卖出软件,用户使用时简单地进行一些软件的解答,而是用咨询的方式直接渗透到企业产品研发的过程中,来共同解决研发的问题,甚至形成共同研发的团队,以解决各种研发问题。这样的咨询服务将成为我们公司一个新的增长点。过去我们卖软件,然后开始开发软件,现在开始做咨询,这三大业务将成为我们今后的核心业务。相信咨询业务的起动,对中国的CAE软件应用也将起到很大的推动作用。”