工業(yè)仿真軟件技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的詳細(xì)分析

　　工業(yè)仿真技術(shù)作為工業(yè)生產(chǎn)制造中必不可少的首要環(huán)節(jié)，已經(jīng)被世界上眾多企業(yè)廣泛地應(yīng)用到工業(yè)各個(gè)領(lǐng)域中。隨著智能制造、工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新一輪工業(yè)革命的興起，新技術(shù)與傳統(tǒng)制造的結(jié)合催生了大量新型應(yīng)用，工業(yè)仿真軟件也開(kāi)始結(jié)合大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實(shí)、大規(guī)模數(shù)值模擬等先進(jìn)技術(shù)，在研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、服務(wù)管理和維護(hù)反饋等工業(yè)各環(huán)節(jié)中凸顯出更重要的作用。我國(guó)工業(yè)軟件廠商需把握新技術(shù)新市場(chǎng)帶來(lái)的機(jī)遇，彌補(bǔ)軟件技術(shù)短板，找準(zhǔn)定位，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)與壯大。一、新技術(shù)引領(lǐng)，工業(yè)仿真軟件走向智能化工業(yè)仿真是對(duì)實(shí)體工業(yè)的一種虛擬，將實(shí)體工業(yè)中的各個(gè)模塊轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)整合到一個(gè)虛擬的體系中，在這個(gè)體系中模擬實(shí)現(xiàn)工業(yè)作業(yè)中的每一項(xiàng)工作和流程，并與之實(shí)現(xiàn)各種交互。工業(yè)仿真軟件承擔(dān)著對(duì)生產(chǎn)制造過(guò)程中的建模分析、虛擬現(xiàn)實(shí)交互、參數(shù)效果評(píng)估等重要作用，單純的建模軟件可視為CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）軟件，而當(dāng)前仿真和分析常常會(huì)結(jié)合在一起，通常提到仿真軟件，主要是指CAE（計(jì)算機(jī)輔助工程）軟件。隨著3D、虛擬現(xiàn)實(shí)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新技術(shù)逐漸進(jìn)入工業(yè)仿真領(lǐng)域，工業(yè)軟件對(duì)工業(yè)元素描述更精確、更細(xì)致，仿真模型得到持續(xù)動(dòng)態(tài)優(yōu)化，軟件與工業(yè)實(shí)際應(yīng)用結(jié)合更緊密，虛擬仿真軟件成為了工業(yè)軟件未來(lái)發(fā)展重點(diǎn)。工業(yè)仿真軟件呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢(shì)：工業(yè)仿真軟件技術(shù)與性能不斷演進(jìn)提升。基于計(jì)算機(jī)群的并行計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算，基于云和互聯(lián)網(wǎng)的集成化協(xié)同使仿真軟件的計(jì)算能力不斷提升，如美國(guó)ANSYS公司推出Workbench仿真平臺(tái)包含高性能計(jì)算（HPC）功能和并行可擴(kuò)展性，提升復(fù)雜仿真求解能力。另一方面，工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)得到不斷豐富與完善，更多部件模型、行業(yè)材料、設(shè)計(jì)方案和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范信息納入仿真軟件數(shù)據(jù)庫(kù)，ANSYS 在其EKM產(chǎn)品平臺(tái)中提供多物理場(chǎng)仿真數(shù)據(jù)管理，開(kāi)放的數(shù)據(jù)交換功能可集成試驗(yàn)、第三方和其他物理場(chǎng)的工程數(shù)據(jù)。同時(shí)，計(jì)算機(jī)圖形處理能力、三維圖形算法和圖形運(yùn)算發(fā)展均有增強(qiáng)，虛擬現(xiàn)實(shí)等新技術(shù)應(yīng)用促進(jìn)實(shí)現(xiàn)了真三維和虛擬仿真，沉浸式交互系統(tǒng)使工業(yè)仿真更加立體，圖形表現(xiàn)更加真實(shí)。多體多態(tài)多物理場(chǎng)復(fù)雜耦合仿真迅速發(fā)展。得益于計(jì)算處理、數(shù)據(jù)支持、圖形化等基礎(chǔ)支撐技術(shù)的持續(xù)提升，面向多相多態(tài)介質(zhì)、多物理場(chǎng)、多尺度等復(fù)雜耦合仿真的新型工業(yè)軟件日漸豐富，其實(shí)現(xiàn)形式主要有兩種：一是通過(guò)開(kāi)放的數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行多仿真系統(tǒng)耦合的聯(lián)合仿真，如法國(guó)達(dá)索系統(tǒng)公司推出Dymola平臺(tái)軟件，可基于FMI/FMU接口聯(lián)合AMESim、PROOSIS、 Simulink等十幾種不同建模工具和機(jī)電分系統(tǒng)進(jìn)行仿真，實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域模型聯(lián)合求解仿真；二是通過(guò)增加仿真模塊，融合先進(jìn)仿真技術(shù)，單系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域仿真。如瑞典多物理場(chǎng)仿真軟件公司COMSOL不斷整合結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁等多領(lǐng)域世界領(lǐng)先公司和高校最先進(jìn)求解器技術(shù)，推出多物理場(chǎng)復(fù)雜耦合仿真軟件，具備超過(guò)30 個(gè)專業(yè)領(lǐng)域附加模塊，在Desktop?集成環(huán)境中提供專用物理接口和工具，并擁有世界先進(jìn)的復(fù)合材料求解算法和工程庫(kù)。