从好理念到好设计——仿真技术如何适应新时代需求？

风靡全球的特斯拉以其全面创新改写了整个汽车行业，其速度提升几乎比任何一辆汽车都快，全铝制车身轻量化且抗撞击，17寸超大显示屏带给了驾乘者非同一般的交互体验……如此诸多创新，却出自一名银行家创始人之手。他把自己的伟大想法通过仿真后，一步步付诸实现，最终造就了这个伟大的产品。 激光治疗近视手术现在已经变得很普遍了，如何能够最大程度地降低手术风险？可以用专业的扫描仪先扫描患者眼球，然后用仿真软件对眼球进行仿真，再通过充分分析后进行手术，从而大大降低了手术的失败率。 这只是仿真技术的两个应用场景而已，但绝不仅仅局限于此，我们用的电子设备、开的汽车、坐的飞机……都通过它的提升才能更加安全、更加可靠、功能更强。它低调地支撑着一切伟大科技成果的从无到有，且在现代技术发展中扮演着越来越重要的角色。 ANSYS是一家典型的仿真软件公司，从成立以来，其关注点自始至终都聚焦在仿真业务上，如今其市值已达80亿美元。 日前，ANSYS公司亚太区运营副总裁Tom Kindermans在该公司的技术大会上表示，如果一家企业希望能够在全球市场去推行它的产品，就一定要使用仿真驱动产品的开发流程，如果只是一直沿用传统的流程，势必很快会被淘汰。

ANSYS亚太区运营副总裁Tom Kindermans
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果真这么严重吗？Tom对比了传统的产品开发流程与仿真驱动的产品开发流程，他指出，传统的是线性的开发流程，需要先去做实体的样机，如果样机失效了，需要重新回到初期进行样机的设计。这样的流程会反复地进行，直到产品开发成功，这会导致大量的时间和成本的浪费。而仿真驱动的产品开发流程则不同，在设计的最早阶段，就可以将优化的步骤介入其中，在一台实体样机诞生之前，可能已经在计算机软件上进行了上千次的仿真，从而能够提升速度，且节省更多的成本。

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Tom还指出仿真行业正在进行的改变。过去，仿真一直是大型复杂行业的重要环节，如汽车、国防和航空航天等。然而，随着产品创新的推进，设计的复杂性也在不断提升，不论在什么行业，产品所涉及的力学、电子和嵌入式系统等都变得越来越复杂。此外，企业还面临着开发进程日趋缩短、产品成本压力不断增大等诸多挑战，这些因素使得企业越来越难以评估不同设计方案所带来的影响。 鉴于上述改变所带来的影响，越来越多的中小企业、新兴行业（如油气开采、医疗保健等）都开始引入仿真技术。他们认识到，在开发阶段早期采用仿真技术能够有效提升产品设计，仿真软件提供的信息能指导设计人员在整个开发过程中做出正确的产品决策。 下一页：整合仿真平台至关重要 【分页导航】 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载。 {pagination} 整合仿真平台至关重要 认识了仿真的重要性，那么，企业又该如何选择和管理仿真软件？随着产品变得越来越复杂，仿真技术也越来越高级。传统的应用管理和实施方法是一种竖井式方法，因此需要购买额外的工具来满足设计人员的需求。从表面上看，这似乎是一种合理的解决方案，能为员工提供成功所需的工具。但对于大规模企业来说，就可能涉及100多种来自不同厂商的CAE（计算机辅助工程）工具。这种方法会让组织机构很难全面了解应用性能，更难以发现和解决仿真应用的问题，进而导致用户体验和工作效率不佳。 在这种情况下，Tom认为整合仿真平台至关重要。ANSYS提供的仿真软件工作台可以完成四件事情：首先，可以开放地整合企业使用的所有仿真工具，甚至是第三方或竞争对手的工具；其次，这一平台的连续性比较好，可以保证所有的工程师在同一数据环境中工作；第三，它是一个协作性的平台，可以允许不同地区、不同部门的工程师在同一系统内工作，而无需一次次地复制数据、互相拷贝；第四，它允许用户基于该系统进行功能开发，由用户结合所属行业的特点，制定专属的用户界面。

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安世亚太作为ANSYS中国的战略合作伙伴，多年来负责ANSYS在华的软件销售和业务拓展。其副总裁徐劼勇也表示，只有将仿真做到工程化、工艺化，才能为整个设计带来真正的作用。特别是多学科仿真的场景，会涉及不同的应用层面，更是需要应用工程管理的理念，去搭建一个统一的流程，去实现“仿真驱动研发”。

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他补充，中国正在进行由“中国制造”向“中国智造”的转型，仿真软件将会发挥越来越大的作用。由于中国客户在仿真方面的整体成熟度还有待提升，因此特别针对中国市场，由ANSYS开发通用的仿真技术后，安世亚太将其与具体的工程应用相结合，开发出该行业的专用技术，从而大大降低用户的使用难度。 下一页：如何让每位工程师都用上仿真技术？ 【分页导航】 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载。 {pagination} 如何让每位工程师都用上仿真技术？ ANSYS大中华区总经理孙志伟表示，2015年，全球每6位工程师中有1位使用仿真技术，而该公司的愿景是到2020年时，让每一位工程师都用仿真。如何从1/6推进到6/6？孙志伟认为随着硬件水平的提升，仿真软件可以处理更加复杂的任务，因此可以扩展到更多的领域；其次，很多新兴应用领域（例如物联网）非常酷的功能都是通过仿真来完成的，ANSYS每年固定将17%的收入再投入到研发部门，这也驱动了创新技术的良性发展，从而满足未来市场的应用需求；此外，ANSYS也通过大学计划培养了许多未来的工程师，特别是工业设计方面的学生，几乎全都用过ANSYS的仿真软件，这也让ANSYS有信心覆盖更多的工程师群体。 他强调，中国与国外的仿真流程有所不同，国外是每个工程师都要对自己的设计进行仿真，而中国是有专门的设计团队来进行仿真，因此在中国进一步实现每位工程师都用仿真的机会要大于全球市场。 迎接云时代的仿真挑战 谈及仿真行业目前的发展瓶颈，Tom表示主要有两大因素，一是处理能力，二是内存。但是好在处理能力和内存技术都在不断发展，高性能计算（HPC）技术也在不断提升，未来的限制会越来越少。此外，随着云计算的发展，未来会有越来越多的仿真工作从桌面走向云端，这些限制也将不复存在。 为了更好的迎接云时代的仿真挑战，ANSYS收购了一家专注于大数据分析的公司Gear Design Solutions。Tom表示，既有的流程是进行完仿真之后，对数据进行解读，然后将结果存在服务器上。但是随着数据量的增大，所需要分析的数据越来越多，这是未来的仿真工具需要具备的能力。

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同时，物联网对ANSYS也有着重要的策略意义。物联网不光需要天线、传感器、电池等硬件，同时还需要软件。而ANSYS在天线制造、能源仿真、结构仿真、内置软件仿真等领域都是业界的领先者，因此在物联网方面有着足够的技术储备去迎接该产业的爆发。 【分页导航】 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载。