软件供应商应为各种应用可能提供支持工具

    在CAE技术和软件逐渐得到认可的同时，我国还有很多行业、很多企业并没有应用CAE技术，他们对CAE技术的投入产出比持怀疑态度。CAE技术是否需要开始普及?CAE应用效果如何？企业该如何来评估CAE技术的投入产出比呢？带着这些问题，e-works记者电话采访了上海交通大学陈军教授。

上海交通大学教授、博士生导师 陈军

记者：请您谈谈仿真技术在模具行业的作用及应用现状？
陈军：数值仿真技术可以在实际的模具制造和产品试制之前，通过对成形过程进行数值计算，可以得到各个物理场量的分布，从而可以判断成形是否存在缺陷和其他问题，使得工艺和模具设计的修改尽快完成，这样既可以缩短开发周期，还可以降低试制成本。
    现状：目前锻造/挤压、冲压、注塑和铸造领域，CAE仿真软件都有不同层次的应用，但是准确用于工艺检验和工艺改进的企业所占比例仍然较低。

记者：作为行业专家，结合您多年的学术研究和产业化道路，您认为在工艺和模具设计中CAE的定位应该是什么?
陈军：工艺和模具设计虚拟检验必不可少的工具和必不可少的环节。

记者：您认为CAE部门在企业组织架构中的地位应该是怎样的?
陈军：成形工艺的数值模拟CAE应该是工艺和模具设计部门必不可少的功能。

记者：CAE与实验验证什么区别?CAE能够替代实验验证吗？
陈军：CAE仿真可以虚拟再现整个成形过程中材料的变形规律、应力应变场的分布规律和缺陷的产生与演化，是实际成形工艺过程的理想状态。
试验验证是对具体工艺的物理验证，但不是理想状态的验证。例如，对于某一等温成形工艺，实际模拟完全可以按照等温状态模拟，但是在实际中很难绝对是实现等温成形。
    CAE仿真不能完全替代试验，但是可以部分代替试验。

记者：CAE技术会对企业带来什么好处？哪些类型的企业需要CAE?
陈军：CAE技术对企业的好处：缩短产品和模具的开发成本，减少实际试模而产生的费用
需要CAE技术的企业：成形工艺和模具开发单位。

记者：您觉得我国具备了普及应用CAE软件的条件吗?
陈军：CAE应用软件不存在普及的问题，很难普及。CAE不同于CAD，CAE仿真可以寻求外部优势资源的支持，特别是很多中小型企业很难建立可靠的精确CAE仿真能力。CAE技术对人员的技术基础有更高的要求，而CAD技术的要求则要低得多。会用CAD软件基本上可以说会做设计了，但是会用CAE软件绝对不等同于会做CAE分析，参数和模型的选取等力学和计算问题需要有力学和计算方法等方面的专业基础，还需要大量的模拟经验。

记者：多学科仿真采用同一模型的日子还有多远?关键技术壁垒在哪里？
陈军：多学科仿真目前已经可以采用同一个CAD模型，但是不同的CAE分析对单元和局部特征的要求与限制不一。结构CAE分析和成形CAE分析是两个概念。
    结构的CAE分析，如强度、刚度、振动和疲劳等目前都可以用同一个网格模型，但是边界条件和力学参数是不一样的。
该问题设定有问题。

记者：企业在CAE应用过程中，提出了“协同”的需求，请问企业在实施“协同仿真”的过程中将面临哪些问题？如何克服？企业应做好哪些基础准备工作？（尤其针对专业软件来说）
陈军：对于结构系统整体的CAE分析，网格划分可以协同，但是要满足一致的网格划分要求。不同结构的CAE分析不是协同问题，因为各自考察各自的子系统是否满足要求。

记者：您认为PDM和仿真数据管理软件功能重复吗?有必要整合为一个吗?
陈军：目前很多ＰＤＭ软件可以管理仿真数据，很多企业在不愿意实施ＰＤＭ或尚未实施PDM时，仿真数据可由其管理软件来管理。是否有必要整合为一要看企业的具体需求，很多企业整合为一可能会是有意义的，有的企业可能相反。但作为软件供应商，应为各种可能提供支持工具。

记者：CAE领域的软件架构是否达到了多学科仿真技术集大成的条件?
陈军：多学科仿真技术集成多数是指产品结构分析，对于成形过程的CAE仿真实无集成的必要，太大的集成企业未必需要，而且大的集成存在很多稳定性问题，国外的很多企业都有教训。关键问题是要各个软件都提供若干种支持公共标准的数据转化与接口的可靠功能。

记者：您如何看待通用型CAE软件与专业CAE软件未来的发展方向？
陈军：通用CAE软件要解决CAE模型的准备效率问题和大规模问题的计算效率。
    专业CAE软件要继续解决复杂问题的计算精度和计算效率问题。

记者：您如何看待独立CAE软件与PLM解决方案中CAE软件未来的发展方向？
陈军：PLM解决方案要具备容纳异构CAX软件数据的能力，独立CAE软件要具备可与其他软件交换信息的标准格式。

<关于陈军>
    1996年毕业于上海交通大学，获工学博士学位。1998年4月-1999年4月于美国密歇根大学(UM-Dearborn)从事访问研究，期间在福特汽车公司工程工具与方法部(CAE/KBE/PIM)工作。回国后先后应邀赴台湾省元智大学和德国埃朗根-纽伦堡大学做短期访问研究。
现任上海交通大学塑性成形工程系教授、博士生导师、塑性成形工程系副主任、模具CAD国家工程研究中心副主任、上海模具技术研究所副所长、华中科技大学材料成形模拟及模具技术国家重点实验室学术委员会委员、上海交通大学学报编委会委员、全国塑性工程学会理事、兵工学会压力加工委员会委员和多种国际杂志审稿人。
    主要从事金属塑性加工过程数值模拟、模具和机械装备智能设计与设计优化和金属精密塑性成形技术等方面的研究，先后主持和参加包括科技部973项目、国家自然科学基金项目、国防基础科研项目、航天工业总公司“九五”预研项目、上海市科教兴市重大项目、上海市“十五”重点科技攻关项目、上海市教委项目、福特汽车公司国际合作项目和企业横向课题等20多项，获国防科学技术三等奖1项。发表学术论文120多篇，其中SCI/EI收录70多篇次，参编材料大典和锻压手册的修订。