机械工程分析中的CAE趋势

计算机辅助工程(CAE)在当今市场上的应用越来越多，特别是在新产品的开发和维护方面;研发(R&D);以及新兴技术的制造业。几乎每个行业的新产品现在都带有智能技术特性，为终端用户提供更好的体验，这种技术集成为任何工程解决方案增加了多技能要求。随着产品越来越复杂，在功能、业务和客户满意方面满足预期的产品开发也出现了挑战。

对产品/系统级CAE专业知识、功能/技术专业知识和增值服务的需求不断增加。具体来说，公司通常需要:

• 高效/优化设计的建议
• 支持电气化、自动驾驶汽车开发等新技术，大数据分析人工智能和机器学习、物联网(IoT)和虚拟现实
• 交钥匙解决方案(为问题提供解决方案，而不仅仅是服务——工业设计、产品设计、测试、制造、项目管理等)

因此，作为工程解决方案的一部分，开发CAE中的生态位领域变得越来越重要。

CAE在工程中的作用

在工程和设计开发中引入CAE的好处包括:

• 甚至在原型制造之前就进行无损虚拟测试
• 缩短产品开发时间
• 提前发现问题
• 防止不必要的设计迭代
• 帮助选择满足产品成本和性能要求的替代材料
• 减少对物理测试和原型的需求
• 降低意外故障的成本
• 验证模拟与现实的一致性
• 最大化产品的可靠性和耐用性
• 符合设计要求和规定
• 获得正确的信息来做重要的决定
• 协助达成目标
• 为定向输入发展“假如”研究

工程师必须花时间了解产品知识、功能、应用和所需的技能，以便更好地执行CAE模拟，有效地解决工程问题。他们还必须深入了解整个产品开发过程，以理解规划需求、里程碑和时间表的重要性，以便为及时做出设计决定提供适当的建议。通常，使用工程判断可以减少不必要的设计迭代。

新的市场趋势驱动CAE的未来

无论是在汽车、医疗、客户产品还是重型/建筑设备行业，技术发展都需要特定的CAE解决方案。万博shoujiban1这推动了在一些特定领域推进CAE的需求:

• 交通运输和其他行业的电气化和自动化要求万博shoujiban1
• 电子设备的热管理
• 计算流体动力学
• Multi-physics和联合仿真
• 车辆动力学-多体动力学
• 电磁（EMAG）要求的模拟需求，以减少测试成本和设计迭代
• 优化设计方案与人工智能机器学习技术-大数据分析
• 基于云计算为了更快的模拟
• 过程效率的定制和自动化
• 法规的变化和更新
• 可靠性和预测分析，快速和有效的设计方案

物联网、数字孪生、项目生命周期管理(PLM)、计算机辅助设计(CAD)、增强/虚拟现实(AR/VR)、系统工程和3D打印等工具和技术也可以与模拟产生有趣的共生关系。

CAE的未来是什么?

随着世界技术的不断发展，CAE的未来是什么?与其他大数据新兴技术的行万博shoujiban1业一样，预计这将导致CAE领域发生重大变化。

预计CAE的需求将达到显著扩大未来五年:

• 随着可穿戴技术、物联网、智能传感器、小型化和有说服力的连接性的进步，电子行业正在扩大——成本的降低可能会增加CAE模拟的使用
• 利用仿真软件分析了套管材料对集成电路性能、热管理和电信号性能的影响
• 锂离子电池在消费类电子产品中的应用越来越多
• 汽车领域的技术进步，如防撞、停车辅助系统、交互式信息娱乐和新的政府安全法规自治和电动汽车。
• 增材制造或低成本3D打印技术的进步允许用户轻松打印复杂设计的3D物体，这将降低生产成本，并提高设计复杂结构的能力
• CAD供应商越来越多地将CAE纳入设计工具，现在人们期望设计工程师进行快速分析以验证设计。无网格有限元分析（FEA）由于其快速的应用，也是一种发展趋势。当然，在执行分析时，我们始终需要注意软件的局限性和CAE的知识，正如俗话所说，“垃圾输入即垃圾输出”

具备较强的CAE能力

构建CAE能力需要结合正确的人员、过程、技术、经验和治理结构。为了满足未来的需求，我们需要投资于技术进步、知识管理、培训高质量的CAE工程师和发展各自领域的主题专家(sme)。

CAE工程师能够始终如一地为问题提供高价值的解决方案:

• 工程师必须跟上潮流。我们需要有很强的工程基础和良好的工程判断支持项目。
• 项目需要一个“大视角”，而不是只关注单个任务。我们需要了解系统、子系统、功能和测试程序。
• 我们还需要通过以下途径建立对结果的信心:
• 基准测试和测试相关性
• 适当的建模技术来表示物理行为
• 材料选择与表示
• 类型的分析
• 开发的最佳实践
• 知识管理和培训计划
• 适当的质量检查点

为了提供一流的解决方案，我们作为工程师必须不断地问自己以下问题:

• 项目要求是什么?
• 问题的背景是什么，产品/系统功能和物理?
• 应该进行什么类型的分析?
• 项目里程碑/产品开发生命周期是什么？
• 你想从分析中得到什么?
• 我们能把问题简化一下或做简单的手工计算吗?
• 软件/硬件的需求和它们的局限性是什么?
• 我们应该考虑什么样的网格划分方法?
• 如何更好地定义载荷情况和边界条件?
• 验收标准是什么?
• 我们应该执行哪些检查?

• 如何为这个问题找到可能的解决方案?
• 探索新的设计方案
• 回顾历史遗留数据
• 合适的材料选择过程
• 了解零件的制造过程，装配方法-了解制造和装配设计(DFM/A)

• 我们可以解决项目中的哪些技术挑战和瓶颈，以确保从物理设计验证测试更快、更顺利地过渡到虚拟设计验证测试？
• 我们如何通过自动化、嵌入式智能和智能流程来提高效率?我们需要探索通过各种程序语言(如Python、TCL、C、VB、Matlab等)实现CAE过程自动化的可能性，尽可能地创建宏。
• 软件中最新的增强/选项是什么，以开发和探索可以应用于交付当前和未来需求的先进技术?我们应该积极探索降低计算效率的方法。
• 我如何与跨职能团队合作以共享知识和质量输出?
• 项目风险、涉众角色和职责是什么?

• 我们需要考虑客户需求的交付模式，由以下因素驱动:

• 客户所在地的空间有限或没有空间
• 灵活性和快速启动
• 复杂性和协作
• 改善沟通和治理
• 为了成功交付项目，我们需要支持项目管理，包括项目计划；项目治理；状况报告；纠正措施/预防措施（CAPA）方面的质量；风险管理；责任、权力、支持、通知（RASI）；通信日志和问题解决方案。

许多行业的公司都可以从完全实现的CA万博shoujiban1E专业化中获益。与值得信赖的工程服务提供商合作，可以帮助您获得高质量的产品和解决方案。