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仿真软件市场的“动物凶猛”
2014-12-03 15:58:00  作者:齐健  来源:智造网—智能制造网—idnovo.com.cn
  • 2014年11月4日,MSC公司在北京丽亭华苑酒店召开了“创新、融合MSC 2014新技术发布会”,正式在中国推出了其新一代完整的计算机辅助工程(CAE)平台 MSC Apex™。同时MSC宣布将在全国举办多场新技术发布会,全面推广MSC Apex,并发布MSC多款主流产品的新增功能。

Arctic Wolf(白狼)、Black Marlin(黑枪鱼)和Cheetah(猎豹)是MSC Apex目前已经交付使用的三个版本代号,“ApexMSC内部的产品代号叫做‘Predator’,也就是捕食者。它的每一个版本都会以一个食物链顶端的动物来命名,我们想利用这些捕食者的名字向大家传递一个信息:Apex是一个站在CAE产品食物链顶端的动物。”MSC亚太区市场经理张健介绍说。

 

尖牙与利爪:计算部件技术与仿真性能

 

MSCApex定义为下一代的CAE平台,其主打技术被称为“计算部件技术(Computational Parts)”。计算部件技术是一种全新的仿真数学模型,它可以将一个完整的产品分割为多个相互独立的部分进行分析,再通过Apex平台整合分析结果,完成对产品的整体分析。由于每个计算部件相互独立,在设计修改过程中,可以只对发生改变的部件进行重新计算,而不需要像传统CAE分析方法那样,在每个设计修改后都需要完成全流程的重新分析。MSC软件首席执行官Dominic Gallello将计算部件技术生动地比喻为搭积木,他说:“我们喜欢用搭积木来形容运用计算部件技术的仿真过程,在这个过程中每一块儿积木的变化对其他积木都是没有影响的,我们只需要换掉改变的积木,并计算那些关联变化的地方就可以了。这样的运算方法在反复迭代的分析过程中,可以有效地节约时间,降低成本,提高效率。”

基于计算部件技术,Apex会在计算过程中提前计算一个负荷平衡,然后把庞大的分析数据切割成多个部分,下放到多个不同的设备上进行处理。在数据返回过程中,Apex也并不要求完整的数据返回,而是只摘取对仿真计算有用的信息,例如性能信息。很好地解决了信息传递时产生的物理瓶颈,完成针对同一个产品的多人、多团队合作分析,真正实现协同设计、协同仿真。

在配件厂和整机厂的协同模式中,计算部件技术能够有效地保护供应商与整机厂的数据交换流程。Apex提供了三种数据交换制式:完全开放式交换、半机密式交换和完全保密式交换。在数据交换过程中,Apex的两种机密数据交换模式可以保留供应商的主要设计信息,只向整机厂提供Apex的部件计算结果,即对仿真分析有用的占位信息、边界条件和链接关系等,而这部分信息也是只有Apex平台可以解读和应用的。这样的数据交换模式保证了供应链可以在有知识产权保护的条件下运作,打通了产品的上下游关系,提高了协同效率。

同时,由于应用了计算部件技术,Apex可以对产品进行更透彻的分析,帮助工程师了解每个设计细节对产品整体性能的影响。在对大量部件进行分析的过程中,积累对部件性能的了解。Apex还将保存对部件的分析结果,并将其应用在日后的分析当中,真正在应用中实现对整体产品的“牵一发动全身”,实现产品的系统级优化。

在仿真建模与解算方面,Apex也提供了全新的解决方案。Apex改变了传统点式解决方案的前处理-解算-后处理的模式,用户可以根据相同的使用经验,利用几何数据与分析数据完全的相关性来执行端到端的仿真工作流程,确保设计变更后模型的方方面面均保持一致、最新;针对仿真工作流程,Apex内置了特定的几何和网格划分设计工具,可导入、修复、更新或构建几何体,同时网格会自动实时更新。并实现 CAD 清理、简化处理及网格划分工作流程的合理化;Apex平台还为用户提供了内置的视频教程、工作流说明及鼠标提示使工程师能够轻松、快速地学习并提高仿真效率,非CAE专家在一天之内就能掌握软件。全新的用户界面将工具数量减少到原来的十分之一,并以拖拽的方式代替了原来菜单式的操作方法。对于新的用户界面,张健自豪的介绍说:“很多工程师说Apex的操作过程就像玩游戏一样,有的时候真的会让人上瘾。”

 

蛰伏与蜕变:循序渐进、缓慢加速

 

最早提出计算部件技术的人是MSC软件的创始人Richard MacNeal先生。2004年,已经80岁高龄的MacNeal创办了The MacNeal Group公司,该公司以计算部件技术为主要研究方向。20086月,MSC宣布收购The MacNeal Group公司,全面接手了当时称为“组装分析方法”的计算部件技术雏形。2010年,Predator项目组正式成立。在其后的4年中,MSCApex产品上投入的研发人员每年都超过100人。20143月,MSC开始向各行业的典型用户提供ApexBeta版本,至今已经积累了一定的客户群体。

经过10年的蛰伏,MSC终于把基于计算部件技术的Apex推到了公众的面前。Dominic说:“我们在Apex上花费了大量的时间和精力,就是希望能为仿真行业带来革命性的突破。在Apex的项目组中,每一个交付的功能都会由高层团队直接审核。我们会对每个功能提三个问题:我们现在做的东西是不是和以前的不同?是不是有很大的变革?能不能使仿真流程变得更简化、更容易?问完这三个问题以后,我们才会决定这个功能需不需要进一步开发。”

目前已经推出的Apex还不是Apex的完全版本,MSCApex制订了一个循序渐进的发展规划。在即将推出的Cheetah(猎豹)版本中将融入全新的MSC Apex结构包,很快MSC也会把求解器融入Apex平台。在未来三年里,ApexMSC传统技术领域的融合也将持续加速,MSC计划逐步将线性静力学,动力学及非线性分析和多体动力学与Apex无缝结合。

Dominic表示,Apex将是一款平台化和系统化的CAE产品,在很长的一段时间里,Apex将与NastranMarc以及AdamsMSC旗舰产品并行发展。Apex主要的应用方向是快速解决常规的仿真问题,而NastranMarc以及Adams等将主要面向深度应用客户,注重仿真的精度与分析质量。

20143月,MSC公司在全球八百家用户企业中开展了一次行业应用调查。调查结果显示,在产品的仿真分析环节中,易学易用性、流程管理、多物理场和仿真质量、概念设计方针以及上下游协同等是困扰企业工程分析人员的主要问题。这些问题,也正是CAE软件革新的趋势。Dominic说:“Apex的推出就是想要解决MSC软件大型分析客户遇到的关键难题,同时也满足小型公司对于仿真应用的广泛需求。使非仿真专家更容易在工程过程中应用CAE工具;更直接地获得高质量仿真结果;实现一体化仿真环境;将仿真流程提前;实现供应商和整机厂的高效信息流通。”

目前Apex的版本为Black Marlin(黑枪鱼),MSC将很快推出包含Apex结构包与Apex建模器的新版本Cheetah(猎豹)。锋芒初露的Apex已经在北美及欧洲的航空航天与工程机械用户当中,收到了很好的应用效果,其在中国也拥有了十多家用户的成功案例。从今年第四季度起,到明年全年,MSC还将在全球范围内向用户提供Apex的全面体验服务。在CAE技术整合日趋加速的今天,蛰伏已久的Apex已经跳出深林,蓄势待发了,接下来MSC要释放的“动物”也许会更加凶猛。


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