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仿真技术如何引领制造业加速转型?

2017年11月30日，由全球3D设计、3D数字模型、产品全生命周期管理（PLM）解决方案和3D体验解决方案的领导者达索系统举办的“2017达索系统SIMULIA中国区用户大会”在深圳成功召开。在会议期间，e-works有幸采访了达索系统SIMULIA品牌全球副总裁DimpleShah先生，达索系统SIMULIA品牌ctor先生，以及华为CloudBU中国区业务部部长陈亮先生，围绕SIMULIA品牌的发展与技术进行了深入交流，同时还分享了SIMULIA品牌相关的一些热点事件和战略发展布局的观点。

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达索高层合影（从左到右依次为：SIMULIA亚太区总监佘彦群博士、达索系统SIMULIA品牌全球副总裁DimpleShah先生、达索系统SIMULIA品牌ctor先生、SIMULIA中国区总监焦天锋先生）

专注仿真技术，达索系统打造跨尺度的仿真平台

达索系统自1978年成立以来，长期致力于仿真技术的发展与完善，通过一系列的收购整合，逐步形成了SIMULIA多物理场跨尺度的仿真解决方案。SIMULIA品牌是一个集众多产品组合的仿真平台，包含很多经典产品，例如多物理场有限元分析软件ABAQUS、多学科优化软件Isight、拓扑优化软件Tosca、疲劳寿命软件fe-s磨损量是评定磨擦材料的耐磨性afe、多体动力学软件SIMPACK等。

DimpleShah先生表示：“在达索系统发展将近40年的时间中，很多次，达索系统做到首先将新技术引入到市场服务于生产、设计、研发。达索系统非常重视技术的积累，需要强调的是，达索系统不是一个以商务为导向的公司，而是一家以技术为导向的公司。所以即使是收购企业，达索系统也是基于技术因素而非客户，我们非常专注于客户技术的使用，专注于生产实践的落地。”

达索系统SIMULIA：以仿真技术引领制造业加速转型

SIMULIA多物理场跨尺度的解决方案

在达索系统的多物理场跨尺度仿真的战略计划之中，CFD是极其重要的一环，可以让客户进行更多接近于物理现实的仿真，因为很多的边界条件都是从流场过来的。为此，在今年9月底，达索系统完成了对Exa软件公司的收购，它带给达索系统一个世界领先的技术：格子-玻尔兹曼流体仿真技术，应用于非常极端的湍流分析，这项技术可以实现1E-6——1E-9秒的时间尺度内的流场分析，在汽车与交通运输、航空航天与国防、自然资源等多个工业领域都有应用。

例如，在汽车领域，由于对助推产业新增产值1亿元以上节能减排的要求，包括宝马、特斯拉、丰田在内的汽车公司需要准确进行空气动力学、流体声学等方面的分析，从而在外形设计上更大幅度地提升其流线性，减少空气阻力。Exa公司在过去的20年来，积累了相当多的行业技术经验，Exa的加入，无疑让达索系统如虎添翼，其3DEXPERIENCE平台将能为客户提供经验证的多样化解决方案产品组合。

总得来讲，SIMULIA多物理场跨尺度解决方案不仅囊括了原材料分子级理化仿真、零配件多物理场仿真、产品系统仿真、跨尺度仿真等方面的技术，也结合增材制造、云计算、数字孪生、物联、VR等新兴技术，力求为用户提供一个全系统的完整解决方案，帮助用户分析并解决问题。

依托3DEXPERIENCE，拓展SIMULIA应用范围

在谈到SIMULIA品牌的竞争优势时，DimpleShah先生认为：SIMULIA与市场上的其他仿真平台相比，有很大的一个竞争优势，即达索系统的3DEXPERIENCE平台，因为其他的仿真公司都是只专注于仿真这一环节。透过3DEXPERIENCE平台，将达索系统各式各样的产品都呈现到一个统一的环境下，实现超越仿真，与其他产品相连，实现设计、仿真、工艺、制造等环节的相连。

同时，ctor先生也指出：“从制造到设计端，达索系统的技术开发集中在跨尺度多学科领域，并非局限于单一技术的开发投入。其他的竞争对手，可能只是针对某一个制程进行相关开发。达索系统3DEXPERIENCE可以提供一个开放式的环境，能让客户自己刻制自己的工艺流程进行仿真。”

达索系统SIMULIA：以仿真技术引领制造业加速转型

3DEXPERIENCE仿真：从端到端解决行业挑战

例如在CFD仿真的战略布局中，达索系统针对Exa解决方案进行整合，目标在于为多物理场跨尺度仿真树立新的行业标准。“达索系统收购Exa，再加上达索系统本身也在积极研发达索系统自己的纳维-斯托克斯技术，预计在两三年之后，达索系统会有一个包含有格子-玻尔兹曼技术和纳维-斯托克斯技术的完整CFD算法。届时，用户可以在达索系统的3D体验平台上使用该算法进行分析计算。”DimpleShah介绍道。

事实上，达索系统多样性表现为通过跨品牌、跨学科、跨领域，实现设计、仿真、制造融为一体，进而满足市场上对一些高新技术的要求。未来，工程师们在应用SIMULIA平台时，不需要做太多的前段工作，例如格划分的时间会大量减少，同时借助于纳维-斯托克斯技术的解法，可以进行非常准确的仿真。

同时，工程师们进行产品研发也无需来回切换设计、仿真、制造等平台，透过3DEXPERIENCE一个平台就可实现这些功能的应用。3DEXPERIENCE平台、高性能计算机、宽泛的解决方案，这构成了达索系统在仿真市场上强有力的竞争优势。

此外，借助于3DEXPERIENCE平台，仿真有了更宽广的层次应用，不仅专业的仿真技术工程师可以应用，而且设计工程师，甚至于测试工程师、工艺工程师等非专业的仿真工程师也可通过仿真的技术手段来为自己的生产研制提供服务。

加强技术创新，逐步实现增材制造深度应用

DimpleShah强调：“在达索系统的3DEXPERIENCE策略下，实现了达索系统产品、品牌、平台的相连，能够给客户提供从设计端到制造端的解决方案。例如达索系统增材制造的解决方案就是集CATIA（设计）、SIMULIA（仿真）、DELMIA（制造）三个品牌于一体，实现端到端关联的解决方案。”

SIMULIA品牌在增材制造领域的举措可以概括为以下几点：

首先，增材制造在材料设计方面非常独特。ctor先生解释：“在材料本身1般表现为正差设计上，以前材料是已知的，输入材料的相关参数就可以直接应用；现在则是已知使用的环境、条件，怎样设计一个材料，材料设计技术只有达索系统才有。这个部门叫做BIV，是专门研究原子、分子的，有专业的材料设计软件。SIMULIA和BIV有相当深的合中餐作，BIV材料设计的软件+SIMULIA力学软件，就可以完成从分子级原材料的设计到系统级产品多物理场仿真分析。据我所知，别的公司并没有一个专门从事化学、材料的研究部门。”

达索系统SIMULIA：以仿真技术引领制造业加速转型

达索增材制造的解决方案应用案例

其次，增材制造所采用的优化技术也很特别。“增材制造采用了结构优化设计技术——FunctionalGenerativeDesign，这是SIMULIA一个非常核心的技术，一个非线性的ABAQUS仿真技术拓扑优化。以前大家并不了解非线性有多重要，当人们发现这个世界是非线性的，达索系统的技术优势就显现出来了。目前来讲，其他公司还没有这种能力。”ctor先生非常自信地说到。

此外，达索系统与很多的厂家、单位都有深度合作。尽管很多各式各样的技术已经应用于市场中，但是从设计端到生产端全方位的技术应用，还没有一家企业完全做到，达索系统已经有了从设计端到生产端的解决方案，并且在这方面有很大的发展空间。例如，空客、波音、中国商飞、中国航天航空等都与达索系统有战略合作，都成立了增材制造的实验研究室。

携手华为，达索系统开启高性能的云仿真模式

在拉丝机中国，制造业的发展路径日渐清晰，但是制造业依然面临自动化程度低、企业分布碎片化、信息化改造成本高、制造成本优势不再等方面的挑战，企业若想实现产业升级、实现弯道超车，云计算是非常重要的一环。而随着产品日益复杂，仿真工作不仅需要进行多物理场跨尺度的分析，也需要大量的计算资源，以便工程师能够快速访问仿真数据，查看仿真结果。

那么，如何利用云计算本身的计算能力，再加上软件资源的灵活利用，进而实现仿真价值的充分发挥呢？达索系统对于仿真应用，更关注实时的设计、仿真、计算、验证、优化，更注重能自如地做到随时设计、随时体验、随时优化。显然，华为大量的云计算部署实践经验，加上达索系统丰富的产品和行业解决方案，无疑会带来1+1 2的效益。就仿真的角度而言，两者合作，不仅可以帮助企业真正实现高精度、低成本、多场景的快速、实时仿真，也能解决企业临时突发License许可的需求问题。

达索系统SIMULIA：以仿真技术引领制造业加速转型

SIMULIA高性能技术时间表

在谈到华为与达索系统整体的合作进展情况时，陈亮先生电脑耳机表示：“华为与达索系统的合作，分为两个阶段。第一个阶段是基于云端的SIMULIAABAQUS方案采取License认证的方式，将SIMULIA软件部署在华为云的高性能资源上。垫资这样做的好处在于：第一，企业不需要自建机房；第二，由于HPC本身存在峰值的冲突，华为云可以有效解决峰值问题，使企业业务的上线速度更快。第二个阶段是基于SaaS模式的部署也正在进行紧锣密鼓的商谈中，预计明年在中国区会有一个正式发布。”

【后记】

提到达索系统，也许大家并不陌生。而我初步认识达索系统，源自达索系统的CATIA品牌；深入理解达索系统，源于达索系统的SIMULIA品牌。回顾SIMULIA品牌的进化史，可以概括为技术为王、收购整合、云端布局，最终依托于3DEXPERIENCE平台，形成设计端到制造端的完整解决方案。在这个仿真无所不在的世界中，达索系统SIMULIA品牌作为仿真技术的领导者，依然以面向产品、自然和生命为宗旨，持续专注于多物理场跨尺度仿真技术的探索和革新，定能引领更多的制造企业实现数字化、智能化的加速转型。

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