隨著汽車、航空、航天以及通信等諸多行業(yè)的產品系統(tǒng)復雜程度不斷增大，在產品仿真分析過程中所涉及的學科越來越多，為了實現(xiàn)對產品在實際情況中更為精確可靠的仿真，必須考慮不同學科的耦合作用和影響，多學科協(xié)同仿真的概念應運而出。所謂多學科協(xié)同仿真就是根據(jù)系統(tǒng)分析目的，在考慮各學科要素相互關系的基礎上，建立能描述系統(tǒng)結構或行為過程的仿真模型，在統(tǒng)一工具界面環(huán)境下進行的仿真分析，以獲得正確決策所需的各方面信息。

    CAE市場中早已有了很多成熟的多學科協(xié)同仿真解決方案，各大廠商也在不斷推廣多學科協(xié)同仿真技術，而在企業(yè)應用方面則經(jīng)歷了一段從初步到成熟應用的發(fā)展過程。企業(yè)最初只是考慮到要對產品涉及的多學科進行分析，沒有統(tǒng)一的分析工具、數(shù)據(jù)模型，以及合理的仿真人員規(guī)劃，這存在很多局限性，主要表現(xiàn)在：

    沒有采用統(tǒng)一的分析工具，只是通過不同軟件之間的數(shù)據(jù)接口進行鏈式的仿真，即一個工程師完成一個學科點的分析之后，將數(shù)據(jù)模型或分析結果通過軟件之間的數(shù)據(jù)接口傳遞給下一個工程師，這使得各學科之間的集成和耦合非常有限；多工具分析界面形成了多重用戶環(huán)境，工程師要適應多個界面影響分析效率，同時限制了工程師之間的交流，知識無法共享；建立模型之初沒有充分考慮系統(tǒng)分析的目的，導致后期單個模型無法滿足多學科分析要求，而多個模型需要進行大量的數(shù)據(jù)轉換，影響分析準確性和效率；多重用戶環(huán)境和不同數(shù)據(jù)模型之間的關聯(lián)性和一致性有限，企業(yè)無法有效管理、追溯和重用仿真數(shù)據(jù)，也不利于企業(yè)建立科學的仿真流程；仿真分析的結果受到不同工程師經(jīng)驗、水平和所采用的分析流程的制約，影響了仿真分析結果的可信度；不能形成仿真知識庫，分析工程師的人員流動也會給企業(yè)帶來較大的影響。

    先進的多學科協(xié)同仿真技術應該是在完整而統(tǒng)一的架構和界面環(huán)境下基于一個共同的數(shù)據(jù)模型實現(xiàn)的，能夠同時保證分析的準確度和高效率。這需要將各子系統(tǒng)和各學科領域的仿真工具高效集成在統(tǒng)一的仿真平臺中，能實現(xiàn)各仿真工具之間的無縫集成和數(shù)據(jù)交換，在同一架構上實現(xiàn)模型整合。同時兼顧仿真數(shù)據(jù)和流程的管理，這也是企業(yè)目前建立多學科協(xié)同仿真平臺的方向。

多學科協(xié)同仿真平臺

    總結起來，多學科協(xié)同仿真技術在企業(yè)的發(fā)展具有以下趨勢：

    ●消除了傳統(tǒng)意義上多學科分析中模型數(shù)據(jù)的轉換，多學科協(xié)同仿真基于共同的數(shù)據(jù)模型；

    ●具有統(tǒng)一的用戶環(huán)境，在同一平臺下進行多學科的仿真工作，降低了用戶環(huán)境和界面的復雜程度，消除了工程師熟悉不同環(huán)境所需的時間；

    ●架構開放，能充分兼容已有單點分析工具的分析模型和數(shù)據(jù)，保護企業(yè)的既有投資，同時便于集成第三方軟件或用戶自由擴展；

    ●加強了與CAD軟件之間的集成與互動，能進行無縫數(shù)據(jù)轉換，提高模型導入精度。促進分析人員之間、設計與分析之間的交流和協(xié)作，疏通設計與分析流程，更加方便應用設計人員的數(shù)據(jù)模型。

    此外，企業(yè)在建設多學科協(xié)同仿真平臺的同時，也要注重仿真分析流程管理，制定企業(yè)多學科協(xié)同仿真分析規(guī)范，使得仿真分析流程運行方式兼顧靈活性和可重復性好。有效地管理仿真數(shù)據(jù)，能與企業(yè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)整合，從而建立企業(yè)知識庫，提高企業(yè)知識共享和重用的水平。

延伸閱讀：

    【設計-仿真】走向融合

    http://articles.e-works.net.cn/cae/article107023.htm

    虛擬產品開發(fā)（VPD）技術在制造業(yè)的應用

    http://articles.e-works.net.cn/CAE/article103600.htm

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本文標題：企業(yè)通過多學科仿真應用提升創(chuàng)新能力

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