技術的“深入”與應用的“淺出”

齊鍵

仿真技術發展到今天，已經有超過50年的歷史了。軟硬件技術的飛速革新把仿真的速度、精度與穩定性不斷推到新的高度。而人們對仿真認知的加深也促使仿真應用的領域持續擴大，讓仿真從航天工業專屬的“神壇”上一步步地走下來，走進了船舶汽車工業，走進了通用機械制造，走進了每個普通人手里的消費電子產品。越來越多的企業開始接觸仿真技術和應用仿真技術，甚至把仿真技術作為自己的核心競爭力。隨著應用的深化，企業對仿真技術提出了更多的要求。基于軟件的功能增加和性能提升已經不能滿足用戶日益復雜化的需求，企業需要在更深層的系統和更廣泛的領域中，讓更多的工程師應用仿真技術，用好仿真技術。用戶的需求就是技術變革的動力，建立系統級仿真平臺，結合新技術增強仿真能力，擴展新領域以及仿真技術普及化的理念在CAE業界持續升溫。

2015年6月16日-19日，“2015 ANSYS中國技術大會”在深圳、上海、北京三地分別舉行。ANSYS公司與其中國合作伙伴安世亞太攜手，共同為近2000名ANSYS中國用戶、技術精英、工程專家及學者呈現了這場以“智·匯”為主題的技術盛會。

仿真平臺建設：持續深化的系統級仿真

對于一個普通工程師來說，單一仿真軟件可能比仿真平臺更實用。而對于一個需要多元化應用仿真軟件的企業來說，仿真平臺的意義就遠不止于“n個工程師”+“n個仿真軟件”了。

“多年來，ANSYS一直致力于為用戶提供一個通用的，面向用戶的仿真工作平臺，幫助企業在產品設計過程中充分發揮仿真的力量。”ANSYS公司亞太區運營副總裁Tom Kindermans在“2015 ANSYS中國技術大會”的主題演講中這樣介紹ANSYS的仿真平臺理念。

ANSYS7.0版本推出的ANSYS WorkbenchEnviromnent（AWE）試用版是ANSYS仿真平臺的雛形，后續不斷開發的ANSYS Workbench則正在將這一理念落實到企業中去。仿真平臺是基于大量仿真數據建立的協作平臺。在產品設計早期就可以實現產品的預測性研究，并基于仿真結果協調采購、設計、生產，甚至銷售部門的工作。同時，這樣的基于系統的仿真還可以幫助設計部門在產品的早期架構設計過程中權衡各項指標。

在產品設計過程中，基于仿真平臺的嵌入式控制算法設計、調整以及虛擬集成的軟件平臺，可以更好地兼容多元化的設計與仿真軟件，快速、無縫地銜接設計與優化。針對系統的仿真還能以系統為標準，完成系統校驗與系統驗證，把產品的部件分析與整體分析有機地統一在一起。針對系統的仿真不僅可以在設計中提高優化效率，還可以在設計過程后期完成魯棒性驗證，提高產品的整體穩定性。

Tom Kindermans說：“仿真工作平臺的主要作用可以概括為整合工具、整合數據、聯合部門和定制平臺四個方面。”ANSYS的仿真工作平臺非常開放，可以整合企業中能夠應用到的幾乎所有仿真工具。工具的多樣化，直接導致了數據格式的不統一，在數據量巨大的仿真分析工作中，仿真工作平臺的另一個重要工作就是整合數據，保持數據的連續性，唯一性。仿真工具與仿真數據的整合將部門間的高效協作變成了可能，通過仿真工作平臺，建立多人、跨部門、跨地區的仿真協同工作組，把不同項目、不同部門、不同地區甚至不同國家的工作人員連接在一起，實現企業級的系統級仿真。與此同時，在ANSYS的仿真工作平臺中，用戶還可以對平臺的功能進行全面的定制化。ANSYS為用戶提供了一款平臺開發工具——ACT。利用這款工具，用戶可以基于ANSYS的系統定制符合自身行業特點的功能，滿足更多企業的多樣化需求。

新技術與新領域：從縱向深入到橫向擴展

大數據分析技術與仿真行業的關系正日趨緊密，2015年6月8日，ANSYS正式收購了大數據分析技術供應商GearDesign Solutions（以下簡稱Gear）。Gear的主要業務領域就是大數據平臺，其系統能在通用計算架構中彈性擴展，并提供快速反饋，這對ANSYS在新一代半導體和電子系統領域的發展有著重要的意義。“一直以來，我們的仿真流程中都存在著一些分析不到的數據，我們稱之為‘暗數據，或者‘睡眠數據。ANSYS平臺與Gear技術的整合為更好地分析利用‘暗數據提供了支持。”TomKindermans介紹說。

物聯網是近年來ANSYS最為重視的新興領域，ANSYS認為物聯網概念的發展勢必會給制造業帶來一場重大的變革，而這場變革也給ANSYS帶來了一次機遇。物聯網的建設過程非常復雜，需要大量的元件支持，其中涉及天線、傳感器、電池、能量傳導以及軟件等多個領域，在這些元件的制造與配合過程中，對各元件的單獨分析以及對整個物聯網的系統仿真必不可少。Tom Kindermans說：“物聯網對于ANSYS來說有著非常重要的戰略意義，我們在物聯網的各個元件分析和建設過程分析領域都有著很強的優勢，例如在天線制造行業、能源仿真行業、結構仿真行業以及嵌入式軟件行業都有深厚的基礎，ANSYS將在物聯網仿真領域持續投入，在物聯網的時代搶先一步。”

仿真技術普及化：從六分之一到六分之六

仿真是一門一出生就被貼上了“復雜”標簽的技術。2015年，ANSYS對全球的工程師展開了一次仿真應用調查，調查結果顯示，全球范圍內，仿真分析軟件的應用率是六分之一，也就是說，全球每6名工程師中只有1人可以使用仿真技術來優化自己的設計。基于這項調查，ANSYS提出了對于仿真技術普及化的愿景：在2020年以前，讓全世界每一位工程師都能夠使用仿真技術。同時，ANSYS也將這個讓每位工程師都能使用仿真技術的想法視為未來產品持續增長的支柱。

那么如何做到從六分之一到六分之六呢？我們先從全球角度來看，ANSYS認為硬件技術的飛速發展是實現這一愿景的先決條件，而ANSYS公司對于軟件研發的投入也從相當程度上提高了軟件普及的速度。ANSYS每年將總收入的17%投入到研發部門，根據用戶提出的需求，開發出更多更能滿足用戶仿真需求的功能。ANSYS還通過與各地合作伙伴合作開展一系列的CAE教學培訓等活動推廣CAE技術。同時，ANSYS與全球多所大學展開了積極的合作，包括學術合作和大學生培養計劃。

中國本土的情況則與全球有很大差別。首先，中國工程師在仿真應用方面與國外有本質的差別，很多中國企業中的仿真工作并不是由設計工程師負責，而是由專門的仿真工程師來做的。對于這部分沒有接觸過或是接觸仿真時間不長的工程師，AN-SYS將提供基于行業的最佳實踐，以指導企業更快地把仿真用起來。ANSYS大中華區總經理孫志偉介紹說：“ANSYS在產品中建立了大量基于行業最佳實踐的應用模板，其中包含了多種實用的應用流程和數據信息，我們以預制件的形式將這些行業經驗推送到用戶手中，大大降低了軟件的使用難度，幫助用戶更快地通過仿真實現價值。”

另外，中國的仿真市場也比較復雜，中國的制造業發展水平失衡，設計水平、設計力量兩極分化非常嚴重，很多零部件制造企業的仿真應用水平非常低，甚至不知仿真為何物。而在航空航天領域，則是另一個極端，不僅應用廣，而且需求大。安世亞太科技股份有限公司副總裁徐劫勇說：“在這樣的情況下，我們就需要區別對待這兩種情況，對于仿真應用水平較好的企業，我們要向他們推廣我們的仿真平臺，實現系統級、一體化的仿真流程，在每一個工程師中推廣仿真技術。而對于仿真應用水平較差的企業，我們就基于ANSYS提供的仿真產品，為他們建立最簡單易用的定制化模塊。”

Tom Kindermans說：“我認為中國推廣仿真技術的速度很可能會大于全球。今天的中國，從政府到企業都在推動創新，推動‘中國制造走向‘中國創造，這股力量可以在全世界任何一個地方感受到。我深深地相信，在未來的10年中，中國將會成為世界的創新中心，而仿真也將在中國制造業的創新之路上扮演非常重要的角色。”

記者手記

傳統的產品研發流程被稱為“線性”流程，通常是一遍遍地從設計到驗證，發現錯誤再回頭修改。而整合了仿真平臺以后，則實現了邊設計邊優化的新流程，使研發流程提高了一個緯度，變得更加“立體”。整合仿真平臺既可以使設計數據與仿真數據很好地銜接，又能夠實現整體協作，完成更大規模，更系統化的產品仿真，無疑是整合設計力量，提高產品設計效率的好方法。

仿真平臺是全面建設企業信息化平臺的重要一步。在未來，企業應該基于設計平臺、仿真平臺，建立更加全面的智能化平臺，不僅實現設計流程和仿真流程的立體化，更要將采購配料、生產加工、分銷售后甚至是消費者的意見反饋等環節都整合到平臺中。讓信息技術深入滲透到企業的每個角落，讓淺顯易懂的應用可以幫助到企業中的每個員工。在企業的全部信息化流程中實現立體化，智能化，高效化。