仿真驅動的案例
企業如何實現仿真驅動研發，實現正向變革？
仿真處在正向設計和理想模型的中心位置。仿真在設計概念產生之后才會發揮作用，用來及時驗證設計的構想，可以說仿真是創新的保障之一。真正的創新要從MBSE系統設計入手，架構設計時才能產生新的設計。
因此，在研發過程中一定要讓MBSE與仿真并行，并駕齊驅，是兩龍驅動的兩駕馬車，不能只強調仿真，也不能只強調 MBSE，保障中心性。因為時代因素，中國仿真在過去效益并不高，正向設計的要求也不高。仿真需要體系化建設，才能實現仿真驅動設計。僅僅依靠仿真軟件工具，其實起不到這個作用，達不到目的。
黃培
根據您所講述的V型流程，以往仿真技術多在V型的右邊，是一種事后的驗證。仿真驅動設計這個概念已經說了多年，是否已經真的逐漸走向現實了？
田鋒
是的。過去一直把仿真當做工具，其實仿真驅動研發、仿真驅動設計不是工具在起作用，是體系在起作用。我經常用南水北調來舉例，南水北調有很多水泵，水泵就是仿真的工具。南水北調的流程，是設計水泵放在哪里，這是體系性的思維，保證它真正能驅動水往上走。過去我們都只注重工具的使用，而忘記了體系的設計。
展開 仿真到底是如何驅動研發的？
如果你是仿真界人士，一定聽說過“仿真驅動研發”這一詞匯。該詞最初被某供應商提出，之后被更多供應商使用，然后被媒體采納，被企業接納…….說多了就成了“成語”。
不過，你確認你明白什么是“仿真驅動研發”么？同樣的問題我也想問給仿真技術供應商，你們確認你們把“仿真驅動研發”表述正確了么？
關于此成語，見過比較多的一張圖是下面這張圖
本圖的確反映了仿真在產品設計單一過程中的驅動作用，但產品研發是具有更大時空框架的過程。研發過程就行南水北調工程，仿真就像是水泵。整個工程有無數個不同類型的水泵，在哪地方安置何種水泵才能最高效地發揮水泵們的作用是一個系統工程。
在企業中往往有兩種極端思維：一種是認為仿真無所不能，應該盡量多地用仿真來指導設計；另一種是認為仿真就是錦上添花，在確定設計方案后做一定的確認即可，有些企業甚至把仿真作為展示或做秀之用。
其實，仿真是個高投入、高成本的活動，不僅軟件價格昂貴，使用人員的成本也較高，時間投入也相對較長。對于一個產品的設計，在不必要的環節投入仿真，換取的回報也許會小于投入，所以，仿真并不是用的越多越好。相反，把仿真完全看成是花瓶和做秀，就過于輕視了仿真的價值，企業花重金購買仿真軟件變成了一種浪費。
界定仿真能發揮最大價值的環節，以最高的性價比來引入仿真，才是“仿真驅動研發”的精髓，我們稱之為“仿真規范”建設，也是我們今天文章的主題。
在正文展開之前，我們先界定兩個容易混淆的詞匯——標準與規范。在《與“假仿真”來個了斷》一文中，我們提出仿真“標準”建設的重要性。本文又提出“規范”一詞。由于業界對“標準”和“規范”兩個詞匯的定義沒有一定之規，所以這里有必要對這兩個詞匯做一定的定義。
展開 行業熱點丨仿真驅動設計：兼顧性能、可持續性與效益
當下，是否該引入仿真驅動設計？
如今，仿真已不再只是產品驗證的工具。從跨國企業到中小型企業（SME），許多組織通過采用仿真驅動設計方法，已收獲顯著效益。不過，仍有部分企業對這種方法持觀望態度，原因各異：有的源于固化的企業文化，有的認為該方法成本高、操作復雜、精度不足，還有的覺得并非必需。
下面我們以具體案例展開分析：設計工程師可能不會對支架進行仿真，背后有哪些原因？而面對這些原因，又該提出哪些值得關注的后續問題？
而工程師們忽略的關鍵事實如下：
如今，若想讓創新產品快速推向市場，在設計階段就需重點聚焦三大核心目標：
性能：確保產品擁有最優的強度、重量、速度與質量；
可持續性：采用新型材料與工藝，優先考慮材料使用效率，注重可維修性設計，推動產品的重復使用與回收利用；
效益：合理控制產品成本、運維成本與保修成本，同時提升維修便捷性。
在設計流程的初始階段，若要有效平衡這些往往相互矛盾的需求，Altair 的仿真驅動設計解決方案能為產品設計工程師提供有力支持。這一解決方案提供了易于操作的仿真工具與工作流程，即使用戶不具備有限元分析（FEA）工程師等專業人員的知識儲備，也能評估設計方案的性能與可制造性。通過在設計早期識別并解決潛在問題，可大幅縮短進入生產階段前的測試與原型制作時間。
回到支架設計的案例：借助 Altair 全面集成的仿真驅動設計解決方案，可實現如下工作流程：
這是一個典型的優化工作流程示例，流程中充分考慮制造方法，最終輸出可投入生產的零件方案。
展開 行業熱點丨仿真驅動設計：兼顧性能、可持續性與效益
當下，是否該引入仿真驅動設計？
如今，仿真已不再只是產品驗證的工具。從跨國企業到中小型企業（SME），許多組織通過采用仿真驅動設計方法，已收獲顯著效益。不過，仍有部分企業對這種方法持觀望態度，原因各異：有的源于固化的企業文化，有的認為該方法成本高、操作復雜、精度不足，還有的覺得并非必需。
下面我們以具體案例展開分析：設計工程師可能不會對支架進行仿真，背后有哪些原因？而面對這些原因，又該提出哪些值得關注的后續問題？
而工程師們忽略的關鍵事實如下：
如今，若想讓創新產品快速推向市場，在設計階段就需重點聚焦三大核心目標：
性能：確保產品擁有最優的強度、重量、速度與質量；
可持續性：采用新型材料與工藝，優先考慮材料使用效率，注重可維修性設計，推動產品的重復使用與回收利用；
效益：合理控制產品成本、運維成本與保修成本，同時提升維修便捷性。
在設計流程的初始階段，若要有效平衡這些往往相互矛盾的需求，Altair 的仿真驅動設計解決方案能為產品設計工程師提供有力支持。這一解決方案提供了易于操作的仿真工具與工作流程，即使用戶不具備有限元分析（FEA）工程師等專業人員的知識儲備，也能評估設計方案的性能與可制造性。通過在設計早期識別并解決潛在問題，可大幅縮短進入生產階段前的測試與原型制作時間。
回到支架設計的案例：借助 Altair 全面集成的仿真驅動設計解決方案，可實現如下工作流程：
這是一個典型的優化工作流程示例，流程中充分考慮制造方法，最終輸出可投入生產的零件方案。
性能
通過將設計、仿真與制造功能整合到同一工具中，從設計概念到產品驗證的全流程可憑借 “協同思維” 避免差錯與疏漏。
展開 
仿真驅動變革 | 海克斯康商用車仿真及華南區仿真行業研討會圓滿落幕
?？怂箍翟诒敬窝杏憰袨榭蛻魩砹薈radle在電子器件行業熱流體仿真方案、電子行業結構分析及基于材料輕量化仿真方案、Actran噪聲仿真分析方案、Adams電子電器多體動力學仿真方案、Simufact工藝仿真方案等眾多用在電子行業的核心關鍵解決方案，切實用落地可行的行業先進方案案例，加速提升企業研發產品的質量和速度，推進設計層面的積極變革。
?？怂箍倒I軟件事業群華南區總監吳紹亮介紹，MSC軟件作為?？怂箍倒I軟件的拳頭產品，致力于協助各行業各產品的客戶在設計層面上解決行業難題，積極推動電子電器行業的設計變革。通過仿真驅動設計的理念，幫助企業降低研發成本，縮短研發周期，加速創新產品的迭代更新。
這次活動為行業內的專家提供了一個交流學習的平臺，大家積極參與答疑環節，與海克斯康的仿真技術專家共同探討行業發展方向與難題。
展開 從仿真入門到仿真驅動設計 | 2023 Altair虛擬全球大會
本次大會主要面向中小型企業（SMB) 的仿真工程師和設計師，來自 Altair SMB 的行業專家們將帶您一起了解：如何縮短產品的開發時間從而降低后期設計、制造變更導致的風險和成本。
同時，大會設有4大分會場，將為您帶來從仿真入門到專業仿真驅動設計的不同階段的講解。您將了解到最前沿的 CAE/FEA 仿真技術、客戶案例及最新行業資訊。
中國大學生方程式汽車大賽2014賽季 “仿真驅動創新設計”活動方案
中國大學生方程式汽車大賽2014賽季
“仿真驅動創新設計”活動方案
為了推動中國大學生方程式汽車大賽的創新設計，培養新一代中國汽車工程的優秀人才，Altair在中國大學生方程式汽車大賽2014賽季為全國各參賽車隊提供在汽車界享有盛譽的仿真技術，幫助大學生車隊實現更快、更好、更輕的賽車設計目標。
本次“仿真驅動創新設計”具體活動方案如下：
活動對象：參加中國大學生方程式汽車大賽2014賽季所有賽車隊
活動時間：2014年2月20日——8月31日
活動內容：參賽車隊使用HyperWorks軟件進行賽車有限元設計與分析，并達到設計要求，提高賽車性能。
展開 白皮書 | Ansys在增材制造領域的仿真驅動產品研發愿景
挑戰三：
為了滿足具體的應用要求，這一領域涌現出了大量的專用工具，包括專門的設計工具(主要圍繞著拓撲優化或網格化)，專業的打印預處理工具(方向、支承和切片)以及打印仿真工具。設計和數據無法在無縫過程中使用，而是必須手動從一個工具轉移到另一個工具才能完成從設計到構建的全部步驟。
仿真驅動的產品研發
長期以來，ANSYS一直致力于通過物理場仿真軟件、幾何模型創建和操作工具以及出色的工作流，把仿真驅動的產品研發(SDPD變為現實。在設計周期中盡早地迭代和使用仿真來創建并測試虛擬原型，有助于實現更優秀更理想的設計，同時還可縮短總體設計時間。
借助設計知識和規則(最小半徑、拔模角、尺寸大小等)，能夠很容易地完成針對傳統制造工藝的設計。雖然用于仿真這些傳統工藝的專業軟件早已存在，但在整個設計周期中卻很少用到它們。
在增材制造領域，就不再會是這種情況了。設計和制造工藝間的聯系要緊密得多，而且工程師在設計的初始階段就必須考慮工藝問題，以確保成功地制作出產品。
ANSYS的愿景
我們的遠期愿景是在ANSYS Mechanical中放置一個“打印”按鈕。在給定設計空間、工程要求和打印機參數的情況下，該軟件將能夠基于物理場生成一種即時打印的設計。該愿景看似是一個遙遠的目標，但它有助于我們聚焦研發計劃，形成明確清晰的工作思路。
主要支柱
要實現面向增材制造的這一愿景，就必須解決三大關鍵問題：
-設計
-過程仿真
-材料行為和微觀結構
設計
為了充分利用增材制造設計自由度的優勢，并實現可靠的增材制造設計，需要在各個方面取得發展與進步。通過拓撲優化或網格和蜂窩布局的智能使用，能夠很好地發揮這種自由度。
展開 Altair Inspire 讓仿真驅動設計一步到位
與其在試錯中消耗成本，不如用數據驅動每一個設計決策 —— 現在就開啟你的高效設計之旅，讓靈感不再被技術束縛，讓結構優化不再是難題。
安全問題制約5G新能源汽車行業發展以及“仿真驅動研發”新模式下的整體解決方案
△ 5G新能源汽車仿真驅動創新開發模式解決方案
4）二次開發
仿真開發與產品設計緊密相結合形成的“仿真驅動研發設計”新研發模式，對仿真開發流程化、規范化提出更高要求：
1、通過二次開發實現仿真工作流程化、規范化，降低企業人員成本和時間成本。
2、避免因人為操作所導致的出錯和差異問題。
3、從仿真模型輸入到結果輸出實現全流程自動化。
Euro-Pro 利用 Altair HyperWorks 進行仿真驅動設計
簡言之，Zhou 先生正在建立卓越的 CAE 中心，以實現 Euro-Pro 的仿真驅動設計理念。
現在，Euro-Pro 研發團隊可以對不同的設計執行更多的虛擬測試，從而觀察其運行狀況。團隊成員也可以使用 FEA 在仿真功能中應用不同的材料來更換產品的成本組件。CAE 結果還能針對最終產品設計中的優質材料維護提供 基本方案。仿真的使用有效地預防或避免了某些制造問題。
雖然 Euro-Pro 仍采用物理測試標準，但由于通過 CAE 來報告測試流程，因此優化了產品質量。一旦組件投入生 產，表示相應的工具和模具已制造完畢，因此失敗的代價是非常昂貴的。仿真過程使物理測試流程更具科學性，從而 減少返工和重新設計需求、降低制造成本、縮短上市時間并提高產品質量和吸引力。
如果未來一切順利，Pu Zhou 想進一步提高工程團隊的分析能力。他認為，仿真驅動設計是未來的發展趨勢，而 與 Altair 合作是促進這一發展的關鍵所在。“HyperWorks 正在幫助我們設計出更好的產品?！? 【想獲得更多信息，請加技術鄰微信客服 jishulink888。也可以申請試用、免費測算、報名培訓、研發人員20人以上的企業可以申請免費上門內訓】
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技術干貨丨基于仿真驅動的座椅結構正向設計方法研究
拓撲優化可以在產品設計自由度較高時通過仿真驅動設計，綜合考察主要性能，進行結構的正向設計。傳統的產品開發流程中，概念設計階段不進行產品性能仿真分析，設計往往以逆向或半正向的方式進行。僅當具有詳細的數據時才進行性能仿真分析，當性能不滿足要求時進行方案優化，此時產品的設計自由度受限于布置空間，方案選型等等因素大大降低。性能優化也往往是通過打補丁的方式。而且通常需要兩到三輪的仿真優化，造成分析設計周期長，成本控制和輕量化效果不好等結果。而通過在概念階段進行拓撲優化分析，提前進行仿真優化，綜合考察主要性能，進行結構的正向設計?？梢蕴嵘a品數據成熟度及減少仿真優化輪次，進而縮短開發周期。且通過完全正向設計，使得結構設計更加合理，在優化的過程中可以更好地平衡性能，成本和輕量化等多方因素。
4
結論
基于仿真驅動的座椅結構正向設計方法是一種高效、準確的設計方法。使用 Optistruct 在概念設計階段，通過拓撲優化確定最優的材料分布和形狀。本文主要結論：
1）在座椅的概念設計階段就介入仿真分析，通過使用拓撲優化進行座椅的正向結構設計，可以在設計自由度較高時確定最優的材料分布和形狀。為了更準確地在概念階段全面的考察主要性能分析工況，使用等效靜態載荷法將沖擊工況的非線性動態載荷轉化為等效靜態載荷，并與其他線性靜態工況結合進行多學科多工況拓撲優化。概念階段拓撲優化分析為減重降本設計打下良好的結構設計基礎。同時，較傳統的先設計后校核的方式相比，可以提前一輪進行性能仿真分析，提前提高產品設計成熟度。從而減少分析優化的輪次，縮短開發周期。拓撲優化方案整車減重約2Kg，單車降本約80元。
2）通過仿真驅動的座椅產品結構正向設計，彌補了傳統通過對標等逆向設計的不足，從知其然到知其所以然。
展開 技術干貨丨基于仿真驅動的座椅結構正向設計方法研究
表3 二排/三排座椅拓撲優化方案性能驗證結果
拓撲優化可以在產品設計自由度較高時通過仿真驅動設計，綜合考察主要性能，進行結構的正向設計。傳統的產品開發流程中，概念設計階段不進行產品性能仿真分析，設計往往以逆向或半正向的方式進行。僅當具有詳細的數據時才進行性能仿真分析，當性能不滿足要求時進行方案優化，此時產品的設計自由度受限于布置空間，方案選型等等因素大大降低。性能優化也往往是通過打補丁的方式。而且通常需要兩到三輪的仿真優化，造成分析設計周期長，成本控制和輕量化效果不好等結果。而通過在概念階段進行拓撲優化分析，提前進行仿真優化，綜合考察主要性能，進行結構的正向設計。可以提升產品數據成熟度及減少仿真優化輪次，進而縮短開發周期。且通過完全正向設計，使得結構設計更加合理，在優化的過程中可以更好地平衡性能，成本和輕量化等多方因素。
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結論
基于仿真驅動的座椅結構正向設計方法是一種高效、準確的設計方法。使用 Optistruct 在概念設計階段，通過拓撲優化確定最優的材料分布和形狀。本文主要結論：
1）在座椅的概念設計階段就介入仿真分析，通過使用拓撲優化進行座椅的正向結構設計，可以在設計自由度較高時確定最優的材料分布和形狀。為了更準確地在概念階段全面的考察主要性能分析工況，使用等效靜態載荷法將沖擊工況的非線性動態載荷轉化為等效靜態載荷，并與其他線性靜態工況結合進行多學科多工況拓撲優化。概念階段拓撲優化分析為減重降本設計打下良好的結構設計基礎。同時，較傳統的先設計后校核的方式相比，可以提前一輪進行性能仿真分析，提前提高產品設計成熟度。從而減少分析優化的輪次，縮短開發周期。拓撲優化方案整車減重約2Kg，單車降本約80元。
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表3 二排/三排座椅拓撲優化方案性能驗證結果
拓撲優化可以在產品設計自由度較高時通過仿真驅動設計，綜合考察主要性能，進行結構的正向設計。傳統的產品開發流程中，概念設計階段不進行產品性能仿真分析，設計往往以逆向或半正向的方式進行。僅當具有詳細的數據時才進行性能仿真分析，當性能不滿足要求時進行方案優化，此時產品的設計自由度受限于布置空間，方案選型等等因素大大降低。性能優化也往往是通過打補丁的方式。而且通常需要兩到三輪的仿真優化，造成分析設計周期長，成本控制和輕量化效果不好等結果。而通過在概念階段進行拓撲優化分析，提前進行仿真優化，綜合考察主要性能，進行結構的正向設計?？梢蕴嵘a品數據成熟度及減少仿真優化輪次，進而縮短開發周期。且通過完全正向設計，使得結構設計更加合理，在優化的過程中可以更好地平衡性能，成本和輕量化等多方因素。
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結論
基于仿真驅動的座椅結構正向設計方法是一種高效、準確的設計方法。使用 Optistruct 在概念設計階段，通過拓撲優化確定最優的材料分布和形狀。本文主要結論：
1）在座椅的概念設計階段就介入仿真分析，通過使用拓撲優化進行座椅的正向結構設計，可以在設計自由度較高時確定最優的材料分布和形狀。為了更準確地在概念階段全面的考察主要性能分析工況，使用等效靜態載荷法將沖擊工況的非線性動態載荷轉化為等效靜態載荷，并與其他線性靜態工況結合進行多學科多工況拓撲優化。概念階段拓撲優化分析為減重降本設計打下良好的結構設計基礎。同時，較傳統的先設計后校核的方式相比，可以提前一輪進行性能仿真分析，提前提高產品設計成熟度。從而減少分析優化的輪次，縮短開發周期。拓撲優化方案整車減重約2Kg，單車降本約80元。
展開 HyperWorks仿真和優化工具 驅動Cleveland Golf公司產品創新
應用HyperWorks進行產品造型和性能設計
ClevelandGolf公司研發團隊應用AltairHyperWorks計算機輔助工程分析（CAE）軟件進行球桿仿真分析，已經確定了多種設計變量最佳值，這其中包括：材料、尺寸、形狀、重心位置、板厚以及用于改善球桿耐久性、擊球聲響以及觸感的內部肋結構的位置。
“應用HyperMesh，我們可以方便的進行幾何清理和曲面編輯工作，”Timmons指出，“HyperMesh的網格劃分功能也非常優秀。通過它我們可以在五分鐘之內完成整個球桿頭從幾何模型到網格模型的創建。應用OptiStruct，我們可以定義 設計變量和目標函數，求解模型后，其結果能夠告訴我們在球桿哪個地方需要增厚，哪個地方放置重心等。”設計小組成員還應用HyperStudy聯合AcuSolve軟件進行材料屬性的優化以研究球桿的氣動性能。
仿真驅動設計
應用仿真技術已經幫助ClevelandGolf公司成為球桿設計領域標志性的和創新的領導者?！拔覀冊诟拍钚援a品方面做 了大量的研究，”Schielke說，“我們不僅研究當前市場上需要的產品還以預測市場未來五年需求為目標進行預研，引領市場發展。仿真技術是幫助我們實現這項創新活動最簡單也是最經濟的方式。我們已經應用仿真技術驅動產品設計并 確定了影響我們所希望的球桿性能指標的多種設計參數值?！? 除了評估球桿的結構性能，ClevelandGolf公司還應用RADIOSS求解器進行模態分析以預測球桿撞擊球發出的聲響效果?！拔覀儗β曇舻囊蟾阅芤粯又匾?，”Timmons說，“球桿的擊球聲音和觸感非常重要。為此，我們可以通過 改變球桿形狀、重心位置以及桿厚等參數來達到這一目標?！?/span>
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