安世亞太 梅林濤

CAE技術(shù)作為創(chuàng)新設(shè)計(jì)的重要手段，已不僅僅是科學(xué)研究的一種手段，而是作為生產(chǎn)實(shí)踐的必備工具得到了普及應(yīng)用，越來(lái)越多的企業(yè)從CAE技術(shù)中看到了效率和效果，CAE應(yīng)用進(jìn)入到加速期，業(yè)內(nèi)專(zhuān)家也稱(chēng)CAE普及應(yīng)用的時(shí)期已經(jīng)來(lái)臨。企業(yè)對(duì)于CAE軟件投入的增加，其實(shí)也是其普遍加大設(shè)計(jì)研發(fā)投入的一個(gè)縮影。顯然，企業(yè)增加研發(fā)投入的目的是為了提升核心競(jìng)爭(zhēng)力，然而投入的多寡未必等同于效果的優(yōu)劣。一些企業(yè)雖然買(mǎi)了很多軟件，卻因?yàn)槠脚_(tái)多樣、文件版本復(fù)雜、數(shù)據(jù)管理混亂、信息化實(shí)施細(xì)節(jié)問(wèn)題眾多且不易快速解決等問(wèn)題再次陷入困境。而協(xié)同是軟件業(yè)的整體發(fā)展趨勢(shì)，也是解決上述問(wèn)題的關(guān)鍵。

協(xié)同仿真——CAE發(fā)展方向

無(wú)論P(yáng)DM、PLM還是ERP都在往協(xié)同的路上走，CAE也不例外。作為中國(guó)制造業(yè)信息化建設(shè)的老兵，安世亞太目睹了研發(fā)信息化技術(shù)的成長(zhǎng)與變遷：信息化技術(shù)從工具的簡(jiǎn)單應(yīng)用走向支持企業(yè)研發(fā)流程的信息化平臺(tái)應(yīng)用，并同企業(yè)一起成長(zhǎng)。

傳統(tǒng)仿真只涉及到“仿真校核”，協(xié)同仿真可貫穿——概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、仿真校核、工藝規(guī)劃等。并且，協(xié)同仿真可分為多個(gè)層次：數(shù)據(jù)協(xié)同、流程協(xié)同、學(xué)科之間的協(xié)同、部門(mén)（人）之間的協(xié)同等。協(xié)同仿真可以將企業(yè)原本離散的CAE技術(shù)、數(shù)據(jù)、流程和知識(shí)綜合起來(lái)，形成協(xié)同優(yōu)勢(shì)，完成以前無(wú)法完成的任務(wù)，支持復(fù)雜產(chǎn)品的優(yōu)化與創(chuàng)新。仿真不再是分析高手的專(zhuān)利，通過(guò)對(duì)知識(shí)的封裝，降低了仿真難度，使更多的人能駕馭仿真技術(shù)，新手能更早地進(jìn)入高產(chǎn)能狀態(tài)。同時(shí)，仿真不再是“黑洞”，它真正融入到企業(yè)協(xié)同大環(huán)境，進(jìn)入產(chǎn)品生命周期的所有環(huán)節(jié)，使更多的人愿意介入到仿真流程，從其成果中受益。

協(xié)同仿真要素

但企業(yè)實(shí)施協(xié)同仿真也不能好高騖遠(yuǎn)，盲目接受。只有了解協(xié)同仿真的含義，企業(yè)才能對(duì)實(shí)施協(xié)同仿真平臺(tái)明確認(rèn)識(shí)。企業(yè)的首要任務(wù)是要給自己“把脈”，清楚企業(yè)目前的CAE應(yīng)用水平，診斷出是否有這樣的需求。企業(yè)自身的狀況和仿真的需求確定后，然后再開(kāi)展準(zhǔn)備工作，規(guī)劃制定短期、中期、長(zhǎng)期的規(guī)劃和目標(biāo)。在實(shí)施過(guò)程中，每個(gè)企業(yè)因?qū)f(xié)同的要求不同，準(zhǔn)備工作也將有所差別，只有這樣，實(shí)施協(xié)同仿真才能真正幫助企業(yè)成長(zhǎng)。但也并不是說(shuō)企業(yè)實(shí)施了協(xié)同仿真，就能得到最優(yōu)化的方案，必須要建立企業(yè)仿真標(biāo)準(zhǔn)。

建立企業(yè)仿真標(biāo)準(zhǔn)迫在眉睫

如何判斷多個(gè)仿真結(jié)果中的最優(yōu)方案是個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題。簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)，就是關(guān)注所關(guān)注的指標(biāo)（或目標(biāo)），從安全性、經(jīng)濟(jì)性、可制造性等方面進(jìn)行評(píng)判。判斷結(jié)果的正確性、合理性需要有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。從現(xiàn)階段來(lái)說(shuō)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)還沒(méi)有真正建立起來(lái)，幾乎所有的企業(yè)都是誰(shuí)做仿真，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就由誰(shuí)來(lái)制定。所以目前的仿真結(jié)果和工程經(jīng)驗(yàn)存在很大的相關(guān)性，經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師得到的仿真結(jié)果往往會(huì)更準(zhǔn)確。

而標(biāo)準(zhǔn)必須由企業(yè)建立。企業(yè)須結(jié)合自己所處行業(yè)特點(diǎn)及產(chǎn)品性能等建立標(biāo)準(zhǔn)。開(kāi)始先建立一些局部的標(biāo)準(zhǔn)，慢慢地將其模塊化，然后逐漸封裝，最后形成整體標(biāo)準(zhǔn)。這對(duì)企業(yè)的CAE應(yīng)用是非常重要的。建立標(biāo)準(zhǔn)后，對(duì)于網(wǎng)格的劃分、物理模型的簡(jiǎn)化等等，都有章可循，很快就可以選定方案，得出結(jié)果。

因此，企業(yè)在掌握CAE仿真技術(shù)的同時(shí)，必須形成相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)嚴(yán)格的企業(yè)或通用標(biāo)準(zhǔn)來(lái)保證產(chǎn)品的高品質(zhì)，這樣才能適應(yīng)通用化、模塊化、大批量的研發(fā)特點(diǎn)。所以說(shuō)，使用CAE仿真計(jì)算，企業(yè)建立仿真標(biāo)準(zhǔn)迫在眉睫。

CAE普及，企業(yè)廠商共擔(dān)當(dāng)

結(jié)合當(dāng)前金融危機(jī)所帶來(lái)的蝴蝶效應(yīng)來(lái)看，很多制造業(yè)企業(yè)都面臨危局，尤其是完全依靠資本運(yùn)作獲利的企業(yè)和那些高能耗、高污染的企業(yè)將不再有生存空間。面對(duì)危機(jī)，企業(yè)要痛定思痛，考慮如何使自己立于不敗之地。不僅僅是靠資本運(yùn)作、虛擬經(jīng)濟(jì)，提升核心競(jìng)爭(zhēng)力抵御危機(jī)更是有效手段，從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)看更是如此。要用信息化作為支撐，設(shè)計(jì)出更多更新更優(yōu)良的產(chǎn)品。這就要求用精益的思想進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)，縮短研發(fā)周期，提高產(chǎn)品附加值，降低成本，幫助企業(yè)應(yīng)對(duì)瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)和用戶(hù)需求，打造柔性企業(yè)，贏得更多競(jìng)爭(zhēng)力。這樣的企業(yè)，不僅能夠抵御金融海嘯，更能在世界產(chǎn)業(yè)格局中占有一席之地。因此，無(wú)論從企業(yè)短期目標(biāo)和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)看，都需要練好內(nèi)功，要加快建立具有自主創(chuàng)新能力的研發(fā)體系，而CAE的普及應(yīng)用至關(guān)重要。

當(dāng)然，普及有三層含義：人員的普及，學(xué)科的普及，以及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)上更多仿真的普及。

人員普及可以理解為初級(jí)階段的普及。打破仿真工程師必備的“高、精、尖”的技術(shù)門(mén)檻要求，鼓勵(lì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)層面開(kāi)展仿真設(shè)計(jì)。企業(yè)建立了良好的仿真標(biāo)準(zhǔn)后，把知識(shí)模塊化地封裝，不僅分析工程師，就連設(shè)計(jì)工程師也可以將CAE應(yīng)用起來(lái)。

而學(xué)科的普及是建立在人員的普及基礎(chǔ)之上，又與人員普及息息相關(guān)的。一個(gè)企業(yè)的分析工程師、設(shè)計(jì)工程師都能基于結(jié)構(gòu)仿真，解決傳統(tǒng)應(yīng)力分析后，伴隨產(chǎn)品要求的逐漸提高，需對(duì)流體、熱、電磁等等加以綜合考慮。如此需要分析工程師、設(shè)計(jì)工程師對(duì)CAE學(xué)科進(jìn)行擴(kuò)展。另外，知識(shí)化以后，原來(lái)只能做部件級(jí)仿真，現(xiàn)在可以擴(kuò)展到更多的零部件、子系統(tǒng)、系統(tǒng)級(jí)的仿真。

不管是人員的普及、學(xué)科的普及，還是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)上更多的仿真，都是一個(gè)自然而然過(guò)程，不能急功近利，這些都與與企業(yè)的CAE應(yīng)用水平、廠商的推動(dòng)密切相關(guān)。

從協(xié)同仿真到精益研發(fā)

今后，CAE軟件將更專(zhuān)業(yè)、更快速、更易用?；谥R(shí)的仿真是未來(lái)CAE技術(shù)發(fā)展的主流，同時(shí)“知識(shí)與仿真結(jié)合”作為應(yīng)用的熱點(diǎn)將成為下一代CAE發(fā)展的走向，這種“知識(shí)化”與CAE的普及是相關(guān)的，它需要企業(yè)結(jié)合行業(yè)實(shí)踐、工程實(shí)踐，將企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)固化、封裝起來(lái)，形成通用工具的行業(yè)化、企業(yè)化、產(chǎn)品化。

我們知道，研發(fā)工具本身并不產(chǎn)生價(jià)值，而是“人”通過(guò)應(yīng)用這些工具使其“知識(shí)”產(chǎn)生價(jià)值，因此，研發(fā)信息化未來(lái)的發(fā)展一定是圍繞“知識(shí)”展開(kāi)的。這些知識(shí)有些是同質(zhì)化的、共性的，有些是有行業(yè)和企業(yè)特色的。這里面有很多值得探索和發(fā)展的課題，包括基于知識(shí)的創(chuàng)新方案設(shè)計(jì)、基于知識(shí)的快速設(shè)計(jì)、基于知識(shí)的快速仿真、基于知識(shí)的品質(zhì)保障、基于知識(shí)的研發(fā)流程再造等等。而精益研發(fā)已經(jīng)在瞄準(zhǔn)這些目標(biāo)前進(jìn)，同時(shí)，精益研發(fā)注重行業(yè)、企業(yè)的特性，注重客戶(hù)化和定制實(shí)施，注重企業(yè)研發(fā)知識(shí)的融合和有效積累。精益研發(fā)是源自用戶(hù)需求，原本就根植在企業(yè)研發(fā)實(shí)踐之中，它是基于用戶(hù)應(yīng)用需求同時(shí)又順應(yīng)制造業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，引領(lǐng)著未來(lái)信息化的發(fā)展方向。

安世亞太的旗艦產(chǎn)品精益研發(fā)平臺(tái)PERA是以精益研發(fā)方法學(xué)為基礎(chǔ)，以信息化為手段，以精益研發(fā)總線(xiàn)為統(tǒng)籌，針對(duì)企業(yè)產(chǎn)品的性能指標(biāo)，提供從概念設(shè)計(jì)到產(chǎn)品試制全過(guò)程的協(xié)同化研發(fā)平臺(tái)。企業(yè)研發(fā)人員利用PERA所集成的仿真、優(yōu)化、創(chuàng)新、質(zhì)量等引擎技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的差異性、高性能、高品質(zhì)。通過(guò)CAX集成、流程管理、數(shù)據(jù)管理等協(xié)同技術(shù)，提高研發(fā)效率。知識(shí)工程可以幫助企業(yè)把研發(fā)過(guò)程中的知識(shí)積累下來(lái)，成為產(chǎn)品升級(jí)換代的基礎(chǔ)。協(xié)同仿真平臺(tái)PERA.Simulation是精益研發(fā)平臺(tái)在仿真領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)化發(fā)展，既可單獨(dú)使用，又可集成使用，滿(mǎn)足各類(lèi)企業(yè)的需求。

精益研發(fā)的本質(zhì)是讓研發(fā)Rich（肥沃，豐盛，富饒）起來(lái)。對(duì)于研發(fā)，追求的不僅僅是Lean（瘦），而是Rich。追求豐富知識(shí)的產(chǎn)出，知識(shí)增值的最大化；追求優(yōu)化和改進(jìn)，直到達(dá)到預(yù)期經(jīng)濟(jì)效益。這就是精益研發(fā)的精髓！