ANSYS,推进基于仿真的研发创新战略
访ANSYS全球销售副总裁Robert Kocis先生
“没有任何一家公司能够提供ANSYS这样具有深度和广度的CAE技术,”ANSYS全球销售副总裁Robert Kocis先生提到他选择加入ANSYS公司的原因时如是说。事实上,ANSYSCEO Jim Cashman还向他描述了另外一个打动他的愿景:在成为仿真领域领导者的同时,让越来越多的工程师可以应用仿真技术。
在Robert Kocis看来,这一愿景意味着ANSYS不仅要从技术上提供越来越丰富和易用的解决方案,同时要从应用上帮助企业构建基于仿真的研发创新平台,只有这样,才能让仿真技术真正地推动智能制造和绿色制造进程。近日,Robert Kocis接受记者采访时,分享并解读了ANSYS推进基于仿真的研发创新战略。

ANSYS全球销售副总裁Robert Kocis先生
企业创新需构建基于仿真的研发体系
过去数十年间,企业信息化的本质在不断演进。传统以MRP/ERP为主要诉求的企业管理,越来越多地融合产品创新的内涵。过去几年,以产品全生命周期管理(PLM)为核心的信息技术成为企业信息化新的焦点,以帮助企业解决研发过程中的产品信息流转和管理问题。
曾在PLM领域工作过十六年的Robert Kocis对产品研发有着独到的理解,在他看来,在PLM应用基础上,未来的创新型企业需要建成基于模型的企业,采用科学的模拟与分析工具,在产品生命周期的每一个阶段做出最佳决策,这一阶段企业信息化带给企业的价值不仅仅局限于提高效率、降低成本,更重要的是实现创新。
事实上,美国NGMTI多年前就曾提出基于模型的企业(Model-Based Enterprise,MBE)的定义,MBE倡导的是一种制造实体,它采用建模与仿真技术对其设计、制造、产品支持的全部技术的和业务的流程进行彻底的改进、无缝的集成以及战略的管理。利用产品和过程模型来定义、执行、控制和管理企业的全部过程;并采用科学的模拟与分析工具,在产品生命周期的每一步做出最佳决策。
Robert Kocis认为,在帮助企业实现MBE的进程中,仿真技术不可或缺。近年来,随着产品复杂程度不断提高,越来越多的产品在研发过程中都引入了仿真的技术手段;同时,随着仿真工作涉及的学科越来越多,传统面向单一部件的仿真已经不足以支撑产品的创新过程,基于系统级的多物理场协同仿真变得更加重要;创新性产品往往从早期开发阶段就需要对机电一体化系统的功能性能进行分析,建立多学科领域的系统模型并在此基础上进行仿真计算和深入分析成为大势所趋;仿真过程中生成数量庞大的仿真数据,这些数据同样需要通过一个平台进行有效管理。
曾在中国工作过多年的Robert Kocis甚至认为仿真技术对处于转型升级中的中国制造业更为重要:过去中国制造企业的主要利润来源于后期制造利润,但是随着市场环境的变化,越来越多的中国制造企业已经深刻得认识到——创新是一个企业的灵魂,创新也是企业赖以生存和发展的基础。面对竞争日益激烈的市场环境,面对瞬息万变的市场环境,企业只有以低成本、高质量且满足用户需求的创新性产品来快速响应市场,并通过提供优质的服务来满足用户个性化需求,才能脱颖而出。
Robert Kocis还提到了《中国制造2025》行动纲领对于推进仿真技术的意义。他指出,在《中国制造2025》的背景下,研发型制造业需要寻求一个顺应大势的思路和一个可持续发展的信息化规划,而构建基于仿真的研发体系无疑是制造企业占据产业发展制高点的关键。
ANSYS基于仿真的研发创新平台
作为多物理场领域覆盖最全面的CAE公司,Robert Kocis认为ANSYS基于仿真的研发创新平台有着绝对的优势。Robert Kocis说,企业构建基于仿真的研发创新平台,需要从三个层面进行建设:首先,从概念初期就对还未诞生的产品进行系统仿真,ANSYS提供系统与嵌入式仿真工具,帮助企业从基于模型的系统工程维度进行仿真实践;ANSYS基于多物理场的仿真平台Workbench提供涵盖多个学科领域的仿真工具,广度和数量上堪称绝无仅有;另外,ANSYS EKM对仿真过程中生成的仿真数据进行有效管理,并让仿真工作更好的嵌入研发创新流程。
在产品研发的生命周期中,若在研发设计过程中引入基于仿真工具的集成化平台,可以有效地拓展研发流程,具体包括:
●全方位地提升零部件设计能力
ANSYS的仿真产品线涵盖了结构、流体、热、电磁等各种物理场仿真求解器,各类电子、电气电路求解器,以及嵌入式执行代码仿真器,完整覆盖一个系统中各种复杂零部件设计所需的所有仿真工具,并且各个求解器之间可以实现协同仿真,包括多物理场协同、场路协同等多个方面,从而可以对零部件进行全方位精确仿真设计与优化,获得兼具创新性和可靠性的零部件产品。
●深入系统设计与集成的每个过程
一个完整的系统设计过程主要可分为需求分析和指标分配、详细设计与优化、集成与验证三个大环节,ANSYS产品体系中除了有用于零部件详细设计的各类求解仿真器之外,还拥有系统仿真工具,可以实现包括0D-3D各种模型类别在内的全系统建模,可涵盖一个系统内包括代码、原理图、物理结构在内的所有部分。在系统设计指标分配阶段,可以利用理想模型构建系统框架,随着子系统设计、零部件设计的不断深入,可逐渐利用更加详细、包含真实结构的模型替代,基于这些模型,实现了系统的虚拟集成,从而能够与初期的设计不断地验证迭代,并能够与物理集成进一步交叉验证,实现系统性能的优化,并保障系统的稳健性。与传统研发流程相比,加入了虚拟集成验证的流程,在研发设计的深度和广度上都会有极大的改善。
●有效管理仿真数据及仿真流程
随着仿真工具在系统设计流程中应用逐步深入,仿真数据及仿真流程的有效管理成为了必须要考虑的问题,ANSYS工程知识管理环境EKM正是为了这一目的而诞生。在ANSYS EKM中,可以将所有的仿真模型与结果数据妥善地管理起来,并且能够自动解析仿真模型的元数据,在不打开模型的情况下,获知模型与结果的细节。ANSYS EKM不仅能够管理ANSYS产品生成的仿真数据,还可管理其它厂商软件的仿真软据。EKM可使得仿真数据的保存更加安全,检索更加方便。ANSYS EKM具备仿真流程管理功能,可实现仿真流程创建、任务管理与派发、设计核签等功能。将仿真数据管理、仿真流程管理与系统研发过程结合起来以后,便可以在时间维度上进一步拓宽了研发的视野,因为能够将以往的系统研发经验与数据加以有效利用。
Robert Kocis强调,ANSYS基于仿真的研发创新战略正是基于这三个层面帮助企业构建仿真平台。有一组来自阿伯丁的调研数据显示,借助仿真平台的应用,可以帮助企业实现更理想的业务性能,可将产品发布目标提升24%,平均可节省50%的TCO,同时缩短37%的产品开发时间。
ANSYS助力中国企业研发创新转型
在刚刚结束的2015年第二财季,ANSYS实现了9%的增长,股价达到了97.56美金的高位,在Robert Kocis看来,健康的财务状况保证了ANSYS对研发的投入力度,同时对区域市场的持续投入,这其中包括中国市场。
从2014年的业绩表现来看,ANSYS GAAP实现了10%的增长,其中亚太地区是ANSYS全球范围内增长最快的区域,而中国市场是亚太地区增长最快的。但这并不意味着中国市场没有更大的潜力,Robert Kocis说,中国企业越来越多地将仿真技术应用于研发中,基于单一物理场的仿真应用日趋成熟,但中国企业对系统仿真、以仿真驱动创新的认识还比较缺乏,建立一个基于仿真的研发创新平台对中国企业意义重大。
Robert Kocis介绍,为了帮助中国企业更好地实现研发创新转型,推进智能制造和绿色制造进程,ANSYS制订了一系列战略举措。其中,ANSYS专门针对中国企业制定研发策略,与本土合作伙伴开发面向特定工业品的仿真平台(如面向电机行业的研发创新平台)等,将仿真过程模板和最佳应用实践进行封装,以帮助中国工程师降低应用门槛。
今年初,ANSYS还推出全新的多物理场渠道合作伙伴计划,并在中国发展了多家渠道合作伙伴,在Robert Kocis看来,这一计划的执行可以更好地服务ANSYS的客户,帮助他们开展仿真产品研发创新工作,同时可以将帮助ANSYS高效地扩展市场覆盖范围,更好地服务于现有客户、中小型企业和新兴市场。
另一方面,针对一些大型企业可能应用数十种来自不同供应商的CAE工具来解决实际工程问题的情况,Robert Kocis说,ANSYS仿真平台在不断增强与其他仿真工具的交互、协作功能。在工程设计与开发中,基于ANSYS仿真平台可使用多种CAD产品、内部开发代码、物料库、第三方求解器、产品数据管理流程等其他工具。
除此之外,ANSYS基于仿真的研发创新平台还可以与企业其他系统进行集成,实现仿真数据的有效管理、关键业务项目的仿真流程优化与经验固化、多部门间协同仿真设计,并可同PDM/PLM系统进行集成,实现仿真数据和文件的双向传输。
Robert Kocis说,ANSYS的这些战略举措和功能特性可以减少中国企业应用平台化仿真技术的障碍,通过帮助CAE工程师培养仿真工具应用能力、逐渐提高系统仿真应用水平,继而升级到基于仿真的研发创新平台,提升企业的产品研发创新能力。
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