仿真驅動設計

在工業領域，先進的理念與技術通常互相牽引，共同促進流程變革進而提效。

傳統設計流程中，設計工程師和仿真工程師處于流程的上下游。一般是設計工程師完成工作后，仿真工程師才著手開展驗證工作。如此一來，便引發了兩種情況：第一種，設計工程師初期設計了大量概念方案，全部需要仿真工程師驗證，這中間消耗了大量排隊等待的時間；其二，設計工程師根據自己的經驗完成了設計，交付給仿真工程師的產品已然定型，此時再做仿真，效果十分有限。

面對這些問題，Altair提出在概念設計階段便把仿真納入研發流程之中。在設計起始階段，設計工程師借助仿真技術擬定或者篩選出相對合理的方案，隨后仿真工程師著重針對這些優選方案展開詳盡的性能評估工作。按照這樣的思路對工作流程重構，能夠為兩個部門節省大量溝通成本，同時削減在反復驗證環節所耗費的時間成本。

但這條技術路線仍然面臨著挑戰，專業的工程仿真工具操作復雜且需要大量理論基礎。為了使設計工程師也能運用仿真技術，Altair 將復雜的理論和操作隱于后臺，打造了設計工程師專屬工具，讓“以仿真驅動設計”成為可能。這一調整，加持了整個設計流程的正向設計能力，對每一環節都產生了積極的影響。

01、仿真驅動設計：優化技術激發設計工程師的創造力

想象一下，如果設計師設計一座橋梁，他會將其設計成什么樣子？其實即使不是專業工程師的我們，也能大概想象到一座橋梁的基本形狀，這就是因為看過大量的橋而累積出的 “工程經驗”。但是，當結構越來越復雜，即便是專業工程師，也很難憑借工程經驗來完成所有設計，有可能為了結構穩定性而使用了過量的材料，或是在概念方案尋優上花費了許多時間。

在仿真領域有一項名為拓撲優化的技術，它是在給定的設計空間、載荷條件和約束條件下，通過數學算法尋找結構最優分布的方法。通過拓撲優化獲得的結果，既能滿足特定的性能目標，又是材料最省的結構形式。Altair 基于這種技術，為設計工程師專門開發了一個名為Altair^? Inspire^? 的簡潔的工作環境。

通過拓撲優化，在給定設計空間中獲得最優結構

在Inspire中，設計工程師只需創建一個“設計空間”，通過設置加載和約束條件，就能迅速生成最優結構方案。設計師隨后還可以在此基礎上，發揮創造力，設計出令人驚嘆的產品。

空客全資子公司APWorks基于拓撲優化技術設計的第一輛3D打印摩托車

這種設計方法如果疊加3D打印這樣的先進制造技術，便可直接制造出質量輕、性能好的產品。如下圖所示，在嚴酷的太空環境中，利用拓撲優化+3D打印方法制造出的衛星天線支架也完全能滿足要求。

歐洲航空航天領先設備供應商RUAG Space利用拓撲優化設計的衛星天線支架

由此可見，仿真前置可促進正向設計，給予設計工程師更可靠的設計基礎和更廣闊的創作空間。

02、設計仿真一體化：無網格技術推動設計流程重構

如前所說，在仿真工作中，大量時間耗費在前端網格劃分上，Altair因此推出前處理工具Altair^? HyperMesh^?。但是，Altair并未就此止步不前，近年來推出無網格工具 SimSolid 頗有“自我革命”的態度，因為Altair意識到，快速仿真的作用不僅僅是加速仿真這個單一環節，而是對整個設計流程進行重構，使全流程綜合提效。

通過無網格快速仿真，加速設計流程

無網格技術顧名思義，就是工程師不需要劃網格，直接將整個實體導入軟件，即可進行仿真計算。以往設計工程師的所有設計方案都需要仿真工程師來驗證，當使用了這種技術，設計工程師就能初步判斷眾多方案的合理性，而后再將符合性能要求的方案推送給仿真工程師做詳細驗證，這種協作方式的調整能讓仿真流程顛覆式加速，相對于傳統工作流程甚至可提速10到100倍。另一方面，仿真工程師節省了大量原先花費在驗證無效設計上的時間，可以留出更多精力專注于研究更復雜的仿真問題，進一步精進產品性能。

由此可以看出，將仿真前置促成的“設計仿真一體化”思路，催生了新的研發流程與研發關系，對設計仿真全流程有著不可估量的積極意義。

對于軟件廠商來說，不僅僅是要為企業提供針對某一環節的專業數字化工具，更重要的是理解客戶業務，站在全流程視角，為企業帶來先進的理念，協助企業優化流程。

關于 Altair 快速仿真設計和無網格仿真分析

Altair 快速仿真和創新設計軟件，即Altair^? SimSolid^?和Altair^? Inspire^?，是面向未來智造的顛覆性仿真軟件，更快更專業更專注于早期結構設計。該系列軟件用于產品概念設計階段，面向設計師、工程師和分析師，具備快速流程和前沿仿真算法技術，囊括了借助仿真，進行結構方案快速篩選和生成概念設計兩大產品設計思路。

借助 Altair SimSolid無網格快速仿真軟件和 Altair Inspire 創新設計軟件，可以更敏捷高效協同地支撐新產品新結構的研發，可以充分探索性能最優設計、可以獨創更輕量化的設計，更快、更輕松，非常重要的是能夠及早執行該分析，從而促進合作并縮短產品上市時間。

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關于 Altair 澳汰爾

Altair（納斯達克股票代碼：ALTR）是計算智能領域的全球領導者之一，在仿真、高性能計算 (HPC) 和人工智能等領域提供軟件和云解決方案。Altair 能使跨越廣泛行業的企業們在連接的世界中更高效地競爭，并創造更可持續的未來。

公司總部位于美國密歇根州，服務于16000多家全球企業，應用行業包括汽車、消費電子、航空航天、能源、機車車輛、造船、國防軍工、金融、零售等。

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