工业虚拟仿真技术助力“中国制造2025”

返回上一层 >

工业虚拟仿真技术作为工业生产制造中必不可少的首要环节,已经被世界上众多企业广泛应用到工业各个领域中。随着智能制造、工业4.0和工业互联网等新一轮工业革命的兴起,新技术与传统制造的结合催生了大量新型应用,工业仿真软件也开始结合大数据、虚拟现实、大规模数值模拟等先进技术,在研发设计、生产制造、服务管理和维护反馈等工业各环节中凸显出更重要的作用。


创新引领,软件技术走向智能化
  工业仿真是对实体工业的一种虚拟,将实体工业中的各个模块转化成数据整合到一个虚拟的体系中,在这个体系中模拟实现工业作业中的每一项工作和流程,并与之实现各种交互。工业虚拟仿真软件承担着对生产制造过程中的建模分析、虚拟现实交互、参数效果评估等重要作用,单纯的建模软件可视为CAD(计算机辅助设计)软件,而当前仿真和分析常常会结合在一起。随着3D、虚拟现实、大数据、云计算、人工智能等新技术逐渐进入工业仿真领域,工业软件对工业元素描述更精确、更细致,仿真模型得到持续动态优化,软件与工业实际应用结合更紧密,虚拟仿真软件成为工业软件未来发展重点。工业仿真软件呈现以下发展趋势:
       1、工业仿真软件技术与性能不断演进提升

  基于计算机群的并行计算、网格计算,基于云和互联网的集成化协同使仿真软件的计算能力不断提升,如美国ANSYS公司推出 Workbench仿真平台包含高性能计算(HPC)功能和并行可扩展性,提升复杂仿真求解能力。工程数据库系统得到不断丰富与完善,更多部件模型、行业材料、设计方案和标准规范信息纳入仿真软件数据库,ANSYS 在其EKM产品平台中提供多物理场仿真数据管理,开放的数据交换功能可集成试验、第三方和其他物理场的工程数据。同时,计算机图形处理能力、三维图形算法和图形运算发展均有增强,虚拟现实等新技术应用促进实现了真三维和虚拟仿真,沉浸式交互系统使工业仿真更加立体,图形表现更加真实。


      2、多体多态多物理场复杂耦合仿真迅速发展
  得益于计算处理、数据支持、图形化等基础支撑技术的持续提升,面向多相多态介质、多物理场、多尺度等复杂耦合仿真的新型工业软件日渐丰富,其实现形式主要有两种:一是通过开放的数据接口标准进行多仿真系统耦合的联合仿真,如法国达索系统公司推出Dymola平台软件,可基于FMI/FMU接口联合AMESim、PROOSIS、Simulink等十几种不同建模工具和机电分系统进行仿真,实现多领域模型联合求解仿真。二是通过增加仿真模块,融合先进仿真技术,单系统实现多领域仿真。如瑞典多物理场仿真软件公司COMSOL不断整合结构、热、流体、电磁等多领域世界领先公司和高校最先进求解器技术,推出多物理场复杂耦合仿真软件,具备超过 30 个专业领域附加模块,在Desktop集成环境中提供专用物理接口和工具,并拥有世界先进的复合材料求解算法和工程库。


难题待解,核心算法仍是软肋

  据IDC统计,虚拟仿真软件在制造业各领域的应用日益广泛,全球保持8%左右的增速,制造企业在产品生命周期各阶段对仿真软件的应用逐渐增多。国内市场上,2015-2016年仿真分析类软件继续保持较高增速,实现了近15%的增长,明显高于其他工具类软件的增幅。
  从细分领域来看,航空航天及军工行业是虚拟仿真软件的主要行业,约占42%的市场份额;其次为汽车及交通运输行业,占据20%的市场份额;电子高科技和工业装备行业分别占14%和13%市场份额。从应用趋势来看,工业虚拟仿真技术主要应用于大中型离散制造业,尤其是航空航天和国防、汽车、装备制造及电子高科技等行业企业,同时,能源、钢铁、石化等行业的大型企业均开始涉足虚拟仿真软件产品应用。
  虽然我国工业虚拟仿真软件市场发展良好,但仍面临产品技术和产业应用两大方面的困难与不足。一是产品技术方面,国内工业虚拟仿真与设计软件核心算法产业化能力不强,国外厂商掌握CAE有限元算法和CAD核心几何内核算法并对其进行产业化推广,极少国内厂商具有自主知识产权的虚拟仿真软件企业,多数厂商基于国外产品二次开发和定制化的基础上推出产品。二是仿真技术产品的应用两极分化明显,广大中小型企业在仿真技术应用水平上与大型企业有很大差距,工业虚拟仿真软件应用与工业产品设计研发部门脱节,只能将仿真技术作为验证手段,缺乏仿真流程规范、材料数据库,仿真技术应用的专业人才缺口较大。
紧抓机遇,市场潜力有待深挖

  我国工业虚拟仿真软件市场潜力巨大,中国制造2025等一系列行动计划将促使对国内对工程软件产品的需求进一步扩大,虽然国内当前面临技术、市场、应用等多方面问题,新一轮工业革命仍然是我国虚拟仿真软件产业发展不可多得的机遇,上海未高科技有限公司也正在为实现国产虚拟仿真技术在工业中的广泛应用而努力。目前已推出的VS(Visual Smart) PLANT是以未高科技自主研发的虚拟现实核心技术为支撑,面向智能制造的可视化、实时化的工厂虚拟仿真管理平台。


        该统一平台中汇聚设备、生产、仓储、物流、环境、管理等多源、异构数据,实现基于三维交互式界面的生产制造信息实时呈现、预警管理、流程监控、设备维保、安防应急等功能,充分挖掘、分析企业的工业大数据资源,为企业决策提供辅助依据,提供面向工业互联网的接口和服务,目前已在航空、汽车、烟草等制造行业得到了应用。



服务热线

021-80392588

转 100

或 810

或 818

服务时间

周一至周五 10:00-18:00