邵颖女士--Siemens PLM software大中华区市场总监

胡其登先生--美国SolidWorks公司大中国区技术经理

许建华先生--PTC公司资深技术顾问

在由中国制造转变为中国创新的今天，企业自主创新的需求日益迫切。但是，由于在传统的产品研发流程中，产品的三维CAD设计与产品性能的CAE分析分别由不同的部门承担，最终会出现产品研发周期长、效率低且成本高等后果。因此，在新的市场形势下这种传统的研发模式亟需改变：即在产品的CAD设计阶段就尽可能多的完成相关的CAE性能仿真分析。

CAD & CAE一体化的市场需求

许建华先生：在传统的产品研发流程中，产品的三维CAD设计与产品性能的CAE分析分别由不同的部门承担，是分开的、脱节的。这种研发流程存在一些弊端，比如：从设计模型到分析模型需要进行转换，不能做到无缝连接；设计模型变更后，相关的分析工作需要重做；一般不能在设计过程中就对产品的性能作出预测；所有仿真分析任务全部由CAE部门承担也不现实。诸如此类的弊端最终导致产品研发周期长、效率低且成本高。此外，来自市场方面同行的产品竞争压力，产品的研发成本因素以及产品本身的质量因素，都要求我们必须改变这种传统的研发模式，即应当在产品的CAD设计阶段尽可能多的完成相关的CAE性能仿真分析。这种新型的产品研发模式要求我们的CAD系统中必须具备强大的仿真分析功能。

邵颖女士：今天，CAE技术已经不仅仅是为研究人员提供一个分析计算工具，而是真正成为企业产品设计服务的必要环节。Aberdeen Group的研究数据显示在概念设计阶段，引入CAE分析对于产品的质量提升和成本降低有着诸多益处。实施这一举措会带来两大收益，一是真正实现CAD&CAE 数据平台的统一性；另一个就是提供便捷的工具让设计人员去完成复杂的CAE分析，并且能够快速地将评估结果应用到设计更新当中去。

CAD系统中仿真分析功能的特性

邵颖女士：作为优秀的设计工具NX软件已是久负盛名，近年来Siemens PLM Software作为全球优秀的PLM厂商也一直致力于为用户提供完整的产品全生命周期(PLM)解决方案。从NX3开始，NX/CAE 功能得到了迅速的发展，使得CAD和CAE数据可以无缝地进行双向传递，实现了真正的设计和分析流程一体化，并且结合专业的NX/NASTRAN 等多种解算器完成了多物理场分析。针对流程化定制的需求还推出了NX3.0/Process Studio流程化定制工具，从而突破了上述两个一直困扰企业自主创新的瓶颈。而且分析数据和设计数据一样也实现了TeamCenter环境下的管理，做到设计数据和分析结果的有序化版本管理和追踪，从此消除了CAE信息的孤岛化，真正实现了CAD/CAE/CAM/PDM 一体化的愿景。

胡其登先生：SolidWorks作为Windows平台上最早提供3D机械设计CAD软件的供应商，也是最早倡导设计分析一体化的主流CAD软件供应商之一。基于SolidWorks的仿真分析软件COSMOS最大的特点就是能为用户提供完全集成于CAD(SolidWorks)环境下的全模块分析功能。不仅易学易用，功能强大，而且算法优化，是业界公认的运算速度最快的CAE产品。开创了完全集成于CAD环境下进行全功能一体化仿真分析的新时代。

许建华先生：PTC公司的Pro/Engineer是优秀的CAD设计软件，其强大的三维数字化建模功能已经为业界所公认。事实上它同时也具有强大的仿真分析功能。也就是说，Pro/Engineer提供了一个集成的产品研发环境，它把产品的三维CAD设计与产品性能的CAE分析融为一体，使得设计工程师能够在产品设计阶段就对其性能作出预测，比如：产品结构的强度与变形分析，机构的运动分析等等。

在产品创新方面，CAD系统中的仿真分析功能能够提供哪些帮助

胡其登先生：在产品的创新设计中，完全集成于CAD环境中的验证与分析功能尤其重要，因为新产品的设计尤其需要分析验证。传统意义上的仿真分析过程与CAD使用者的设计过程是完全分离的，因为功能全面而强大的分析软件往往是第三方提供的，不仅需要进行数据转换，而且使用困难，对具体使用者提出了很高的专业技术要求，因而导致效率低下，设计分析周期加长。SolidWorks提供的CAE模块完全集成于CAD环境中，不再需要数据转换，利用CAD的易用直观界面进行前后处理，大大降低了对操作者的要求，从而大大加快了设计/验证、分析/修改设计/再分析、验证的循环过程，从而真正加快创新设计的过程，缩短设计周期，为新产品的设计创新提供有效的手段。

许建华先生：目前，Pro/Engin-eer提供的CAE分析功能主要包括三个方面：一是有限元分析模块Pro/Mechanica，具有四个方面的分析功能。即：可以完成产品的结构分析，比如强度变形分析；可以完成产品在振动环境下的动态响应分析，比如模态分析、时域或频域条件下动态响应分析以及随机振动分析；可以完成瞬态或稳态热分析，比如获取温度场分布、产品热应力和热变形分析；可以完成产品的疲劳分析，比如对产品的疲劳循环次数作出预测。PTC的疲劳分析技术直接取自于全球领先的疲劳分析软件供应商nCode公司。二是机构运动仿真模块Pro/Mechanism，包括机构的运动学和动力学仿真。执行机构运动仿真，可以完成运动过程中的动态干涉检测；可以将运动过程捕捉成电影文件进行播放；可以获取关键点或运动副连接轴的位置、速度及加速度-时间曲线；可以实现运动件轮廓反求，比如根据发动机气门的升程表反求气门凸轮轮廓；此外执行动力学仿真还可以获取运动副连接支反力、弹簧作用力等等。三是行为建模Behavioral Modeling Extension。运用这一功能，设计工程师能够依据产品的技术要求来驱动设计过程，并且在一个自适应响应的扩充环境中完成模型的构造，最终导致一个完全满足工程要求的优化设计。

Pro/Engineer软件中的仿真分析功能具有如下特点：1.与设计软件融为一体。2、能够对模型进行参数灵敏度分析和设计模型的优化分析。3、有限元分析、机构运动仿真可分别与行为建模结合在一起使用，这样就能够在满足产品性能要求的前提下，优化模型几何尺寸。4、依靠软件算法而非分析经验达到求解精度。5、直接面向产品设计工程师。6、与其他专业分析软件有良好的前后处理接口。

CAD的良好运行，对运行环境提出了哪些要求

胡其登先生：要兼顾CAD与CAE一体化软件的良好运行，对运行环境有一些相应的技术要求，一方面运行软件的工作站（硬件）配置要稍微高一些，比如最好用图形工作站、内存至少1G以上及专业图形卡等，如要进行大规模的装配，最好能配置64位的机器与操作系统。另外，如果要进行协同设计，还要求有比较稳定和快速（100M以上）的网络环境。