仿真技术驱动船舶研发创新
2015-8-3 来源： 作者：
中国是造船大国，正在向造船强国迈进。前不久国务院发布的《中国制造2025》纲要，将海洋工程装备及高技术船舶列为十大重点领域之一，进一步为舰船创新发展指明了方向。
我国船舶行业研发能力的提升需要现代化的设计手段，传统的、基于工程回归分析和经验的船舶设计方法越来越无能为力。在船舶设计进入创新为主流的时代，用成熟的CAE仿真技术，进行大量船模实验，可以减少实验次数，减小费用开支，缩短研发周期，有效提升研发设计能力。
仿真技术驱动产品研发
现代CAE仿真技术被广泛应用于航空航天、船舶、机械制造、汽车、能源、电子等行业。在船舶设计领域，仿真技术在造船业替代水池试验及大尺度模型试验等实物实验方面发挥着重要的价值。如CAE仿真技术不仅可以预报各类船舶在静水中航行时的阻力，以及与推进装置结合起来的推进性能，它还可以根据风、浪、流等环境载荷，预报实尺度船舶在海浪上的航行性能，包括快速性与波浪失速。同时，船舱内部的通风性能以及火灾安全性能也可以用CAE仿真技术来计算分析。不仅如此，通过多物理场耦合分析、多学科优化技术，企业可以轻松应对船舶复杂系统的设计分析难题。
造船行业是ANSYS仿真技术应用的重点行业。ANSYS副总裁Tom Kindermans告诉记者，仿真技术有两个重要价值：一是驱动产品创新，即利用仿真技术将伟大的想法变为创新的产品；二是压缩研发过程，在产品研发领域，有一个词叫做‘从窗口到市场’的时间段，一般‘从窗口到市场’的时间大概8至9个月，利用仿真技术能够缩短这个研发周期，从而大大提高企业核心竞争力。
ANSYS副总裁Tom Kindermans
这需要一种仿真驱动产品开发的流程，即在设计的最早阶段，就将优化的步骤介入到其中，比如在真正的诞生一台实体样品之前，就已经在计算机软件上进行了千次的仿真计算，产品研发速度会更快、成本会更低，并且有力地鼓励进一步的创新。
安世亚太科技股份有限公司副总裁徐劼勇也认为，与试验侧重“知其然”相比，CAE仿真分析可以做到在更微观的层面上知其然，从而在宏观层面上知其所以然。所以，CAE仿真可以通过提供对“所以然”的理解来帮助研发团队找到改进的方向，从而真正有效驱动产品研发前行。
协同仿真，让仿真作用最大化
现代制造业仿真应用的深入将仿真带进了协同时代。产品协同开发的需求使得仿真平台的应用成为必然的趋势。这也是目前ANSYS在力推的领域。TOM介绍，仿真平台的价值体现在：一是可以整合企业目前在使用的所有的仿真工具；二是统一数据管理，保证数据的延续性、持续性；三是协同工作，不同地区，不同的工程师，不同的部门都在同一环境中工作；四是结合用户需求的定制开发。
仿真平台的应用实施是个复杂的系统工程，尤其对于航空航天、船舶等复杂产品的研发。据此，徐劼勇认为，仿真平台用起来还需要满足几个条件：一是有最佳实践，把不同的软件、工具串接起来，形成整个使用场景；二是人的层面，把不同人工作产生的数据串接起来,再把不同人之间、不同部门所做的事情串接起来，逐步形成一套相对比较完整的体系，让这些都可以在一个平台上进行。
“仿真平台建设对于提高仿真工作效率，让仿真作用最大化具有重要意义。”徐劼勇说。基于仿真平台的协同仿真可分为多个层次：数据协同、流程协同、学科之间的协同、部门（人）之间的协同等。协同仿真可以将企业原本离散的CAE技术、数据、流程和知识综合起来，形成协同优势，支持复杂产品的优化与创新。
ANSYS大中国区总经理孙志伟
走向仿真体系建设
需要关注的是，尽管仿真作为制造业产品研发的重要手段，在近年来获得了越来越多的关注，但在应用成熟度上与其他国家有很大的差异。中国整个仿真应用市场发展也存在着严重的不平衡。
ANSYS大中国区总经理孙志伟说，在中国ANSYS的做法与在其他国家不同，是与合作伙伴自己在做工业品，在通用仿真技术上做了非常多的专业应用，其中包含了很多最佳实践，目的是要降低用户使用仿真软件的难度。
在安世亚太副总裁徐劼勇看来，仿真应用应尽可能地做到自动化，仿真做到工程化、工艺化，才能真正的为设计带来真正的作用。在工程仿真领域，安世亚太十余年来的核心工作就是降低仿真技术门槛、发挥仿真技术的价值，到现在为止已开发了58个工业产品的专业应用平台，并通过高级培训、二次开发、专业模板、仿真咨询等助力仿真技术在中国的应用落地。
安世亚太科技股份有限公司副总裁徐劼勇
目前，仿真技术在中国很多企业仍然做的是锦上添花的工作，多数情况下是在研发后期进行设计校核。在中国拥有“仿真驱动研发”的能力还需要完整的体系建设，即完成仿真组织设计、仿真装备的规划和建设、仿真规范和标准的建设以及仿真流程的优化和改进。“仿真驱动研发的能力，来自于科学和完善的仿真体系”徐劼勇说。
《中国制造2025》纲要的颁布，将制造和设计结合得更加紧密。仿真技术将发挥重要的驱动产品研发的价值，并拥有更加广阔的应用空间。因为，仿真技术使任何伟大的创新都成为可能。
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