CAE软件的实施方法

　　一、实施CAE的几个误区

　　CAE带来的显而易见的经济效益吸引着每个企业， CAE软件众多的品牌又困扰着每个企业。 事实上，花大价钱买了“画中画”却谁也不肯看没声音的小画面，家庭摄像机平均一年只用一次， 这种购买家电的尴尬情形在企业界也同样存在。 产生这些问题的原因是多方面的，不仅仅是选型 问题，而是更高层次的实施策略问题。

　　目前，企业在实施CAE中存在的误区有：

　　1.认识上的误区

　　认为CAE是万能的，其结果绝对可信，如同 “电脑算命就是科学的”一样。殊不知正确应用 CAE技术需要很多专门知识，如在有限元分析 中。几何模型的建立，单元形式的选取和边界条 件的确立都对计算结果、计算效率和计算精度有 着重要的影响。因此实施CAE技术并不是要完 全替代原型试验，而只是尽量减少试验次数，从 而降低产品开发成本，缩短产品开发周期，原型 试验依然具有举足轻重的地位。或者，认为CAE， 不可信，因而没有投入的必要。这是另一个走向 极端的误区。事实上， CAE所带来的巨大的经济 效益己对产品开发模式产生了深远的影响。

　　2.行为上的误区

　　(1)盲目攀比某些大企业不考虑本企业的实 际需求，盲目攀比，求全(模块全)、求新(新功 能、新模块)、求名(大公司的产品)、求专(专 业性很强)，使巨大的投入更多地具有宣传价值而 不是实用价值、造成资源的极大浪费。

　　(2)降低需求资金紧张的企业，为了降低投 入，不断地降低需求。只考虑眼前的利益，而不 考虑今后的发展，其后果是，或者购买的产品性 能不好、售后技术支持能力弱、软件开放性差，无 法进行一些必要的客户化工作;或者很快就不能 适应企业发展的需求等，不一而足。结果依然是 资源的浪费。

　　(3)不做必要的组织机构重组应用CAE技 术必将对企业，特别是对设计相关部门的原有组 织管理模式带来一定的冲击，无视这种冲击只会 产生消极的影响。

　　(4)没有上层领导的参与上层领导的早期介 入和直接领导，对CAE技术的顺利实施具有举足 轻重的作用。缺乏领导的直接参与，一方面将影 响企业对CAE技术推广应用的宣传力度，另一方 面也难以对本企业今后5—10年的长远发展有明 确的规划。

　　二、实施策略

　　所谓实施是指针对企业的具体需求和未来的 战略发展规划，将CAE软件纳入到企业已有CAX 软件之中，并建立良好的推广应用环境，使之产 生最大的经济效益。具体地说，企Jk在应用CAE 技术过程中应注意以下几点：

　　1.企业对自身的需求应有明确的认识

　　CAE技术的运用见效虽快，但要发挥其最大 潜能却并不容易。 CAE技术的实施是在方法学和 工程经验的指导下的一种中长期的技术实践。因 此企业应首先对自身需求有着非常明确的认识， 这些需求包括：

　　(1)企业目前及今后一段时间内需要运用CAE 解决的技术问题，如集中于静态分析还是动态分 析，是常规的结构计算还是专业性较强的应力应 变分析等等;

　　(2)企业目前已有CAX软件及其运行平台， 达到的技术水平;

　　(3)企业目前的经济能力;

　　(4)对实施后企业内部相关组织机构重组的 认识和承受能力。

　　2.针对企业需求选择合适的产品

　　这一阶段又可分为两步：初选和复选。初选 的目的是确定CAE软件的类型，如是集成型，还 是独立型，是通用型还是专用型，选用工作站平 台的还是微机平台的等等。复选则是在匹配的类 型中选择合适的品牌。如果说初选的依据是企业 的需求的话，复选的依据则更多的是软件自身的 特性和销售商的技术支持能力，如是否易学易用， 是否具有开放结构，生成文件的可移植性，与其 它软件/系统的兼容性，销售商是否负责培训等等。

　　3.针对企业需求，确定可行的分阶段实施目标

　　实施CAE，重要的是制定合理的实施步骤， 并有效控制整个实施过程，在每一个阶段多取得 预期成果，逐步走向成功。

　　4.创造良好的CAE推广应用环境

　　必须在企业内部建立相应的管理制度。创造 必要的条件(如购置软硬件设备，聘请培训教师 等)，积极推广应用成果和心得体会，促进CAE应 用工作的开展。

　　三、实施实例分析

　　中船总公司某厂是专业军品厂，主要从事水 中兵器的研制工作，拥有较为简单的有限元分析 工具，分析能力弱; CAD应用基础也比较薄弱， 设计图纸基本上还是手工绘制。面对科技的发展 和行业的竞争，全厂上下压力很大，为此，由厂 领导亲自主持“CAD/CAE中心”的筹建和实施 工作。将今后10年的发展列入中心的规划。其中 CAE作为中心重要的组成部分而备受重视。由于 军品的专业分析工具不可能购买到，而常规设计 中出现的结构应力分析、热分析和机构运动分析 等问题通用软件已能胜任，故选型的重点是与 CAD应用相结合。因此决定选择集成型CAD/ CAE/CAM软件。在对多种集成型CAD/CAE/ CAM软件进行调研、分析和综合评估的基础上， 最后决定选用SDRC公司的I—deas Master series。 该软件具有强有力的结构建模功能、优秀的有限 元分析工具FEMA和仿真分析模块 Simulation Set。能胜任产品中的常规设计工作。

　　进行CAD/CAE实施，关键是要确定应用目 标。根据该厂的军品设计特点，将通过软件的二 次开发和建库工作，使其实现客户化和实用化，实 现厂内信息共享，使整个系统的潜能得到最充分 的应用。首批引入的硬件包括SGI公司的Indigo、 Indigo2、 Indy(共6台)和2台HP绘图仪，一 台FOCUS彩色胶片输出机和摄录像设备，一台 配置较高的工作站为服务器，网络为了IP/IP Ethernet，软件由NFS网络共享。

　　实施阶段的下一步工作是软件应用培训和组 织二次开发工作小组。为了实施的顺利进行，该 阶段依然由厂领导亲自主持。一位厂副总工程师 专职负责培训和开发中的技术工作。培训方式一 改过去的所谓“层次培训法”，(即厂这一层只培 训科室技术骨干、科室的培训工作则由这些骨干 承担)、而采用将所有的技术人员分期分批集中培 训，统一考核，考核通过者颁发结业证书的方式。 收到了较好的效果。二次开发方面主要是建立自 己的计算方法库，其主要思想是：对每类产品的 计算结构进行分类，逐步形成有限元结构计算库; 对军品专业性较强，属保密部分的分析计算，通 过自行建模、编程的方法解决，并集成到I—deas 中;技术性较强的分析计算，将与高校和兄弟院 所合作攻关。

　　通过两年多的应用和开发，收到了良好的效 果，某型产品发射架部分一次设计成功。目前， CAD/CAE应用已覆盖了厂内所有的技术岗位， 计算方法库的应用也日益广泛，顺利地实现了由 手工设计计算为主的传统设计方法向计算机辅助 的现代设计方法的过渡，整个设计和技术管理模 式发生了革命性的变化。

　　作为一种重要的使能技术， CAE技术的发展 已对企业界产生了深远的影响。事实证明，只有针对企业实际情 况，切实作好实施工作，才能真正发挥CAE技术 的优越性，使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。