企业通过多学科仿真应用提升创新能力

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--2013产品创新数字化十大热点之七

发表时间：2014/2/4 e-works 赵栋

随着汽车、航空、航天以及通信等诸多行业的产品系统复杂程度不断增大，在产品仿真分析过程中所涉及的学科越来越多，为了实现对产品在实际情况中更为精确可靠的仿真，必须考虑不同学科的耦合作用和影响，多学科协同仿真的概念应运而出。所谓多学科协同仿真就是根据系统分析目的，在考虑各学科要素相互关系的基础上，建立能描述系统结构或行为过程的仿真模型，在统一工具界面环境下进行的仿真分析，以获得正确决策所需的各方面信息。

CAE市场中早已有了很多成熟的多学科协同仿真解决方案，各大厂商也在不断推广多学科协同仿真技术，而在企业应用方面则经历了一段从初步到成熟应用的发展过程。企业最初只是考虑到要对产品涉及的多学科进行分析，没有统一的分析工具、数据模型，以及合理的仿真人员规划，这存在很多局限性，主要表现在：

没有采用统一的分析工具，只是通过不同软件之间的数据接口进行链式的仿真，即一个工程师完成一个学科点的分析之后，将数据模型或分析结果通过软件之间的数据接口传递给下一个工程师，这使得各学科之间的集成和耦合非常有限；多工具分析界面形成了多重用户环境，工程师要适应多个界面影响分析效率，同时限制了工程师之间的交流，知识无法共享；建立模型之初没有充分考虑系统分析的目的，导致后期单个模型无法满足多学科分析要求，而多个模型需要进行大量的数据转换，影响分析准确性和效率；多重用户环境和不同数据模型之间的关联性和一致性有限，企业无法有效管理、追溯和重用仿真数据，也不利于企业建立科学的仿真流程；仿真分析的结果受到不同工程师经验、水平和所采用的分析流程的制约，影响了仿真分析结果的可信度；不能形成仿真知识库，分析工程师的人员流动也会给企业带来较大的影响。

先进的多学科协同仿真技术应该是在完整而统一的架构和界面环境下基于一个共同的数据模型实现的，能够同时保证分析的准确度和高效率。这需要将各子系统和各学科领域的仿真工具高效集成在统一的仿真平台中，能实现各仿真工具之间的无缝集成和数据交换，在同一架构上实现模型整合。同时兼顾仿真数据和流程的管理，这也是企业目前建立多学科协同仿真平台的方向。

多学科协同仿真平台

总结起来，多学科协同仿真技术在企业的发展具有以下趋势：

●消除了传统意义上多学科分析中模型数据的转换，多学科协同仿真基于共同的数据模型；

●具有统一的用户环境，在同一平台下进行多学科的仿真工作，降低了用户环境和界面的复杂程度，消除了工程师熟悉不同环境所需的时间；

●架构开放，能充分兼容已有单点分析工具的分析模型和数据，保护企业的既有投资，同时便于集成第三方软件或用户自由扩展；

●加强了与CAD软件之间的集成与互动，能进行无缝数据转换，提高模型导入精度。促进分析人员之间、设计与分析之间的交流和协作，疏通设计与分析流程，更加方便应用设计人员的数据模型。

此外，企业在建设多学科协同仿真平台的同时，也要注重仿真分析流程管理，制定企业多学科协同仿真分析规范，使得仿真分析流程运行方式兼顾灵活性和可重复性好。有效地管理仿真数据，能与企业数据管理系统整合，从而建立企业知识库，提高企业知识共享和重用的水平。

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好复杂啊