在数字化研发的时代,产品复杂性日益提升,仿真(CAE)已成为驱动创新、保障质量的核心环节。然而,传统的孤岛式运作模式——CAE与产品生命周期管理(PLM)系统分离——常导致数据割裂、流程断裂、知识流失。达索系统凭借其统一的3DEXPERIENCE平台,构建了CAE与PLM深度集成与数据闭环的典范,彻底改变了这一局面,助力企业实现基于模型的虚拟产品开发。
一、 统一平台:深度集成的基石
达索系统突破性的核心在于其3DEXPERIENCE平台。它并非简单地将CAE(如SIMULIA应用)与PLM(如ENOVIA)进行接口对接,而是将它们作为原生应用构建在同一底层数据模型与协作环境之上。这奠定了深度集成的三大基石:
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单一数据源:所有产品数据——从三维CAD几何、材料属性、仿真模型、边界条件、网格设置到分析结果——均存储在平台统一的数据库中。无论设计工程师还是仿真专家,操作的始终是同一份实时更新的数据,杜绝了版本混乱。
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统一的技术架构:平台提供共用的服务,如用户管理、权限控制、流程引擎、可视化引擎和搜索引擎。这使得CAE流程能像设计审批流程一样,被自然嵌入到企业整体的数字化流程中。
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无缝的上下文关联:仿真任务、模型、结果与对应的产品配置(如BOM)、设计意图、需求文档及变更请求(ECR)自动关联。任何设计变更,都能即时追溯其对仿真状态的影响。
二、 深度集成的核心实现维度
基于统一平台,达索系统从数据、流程、知识三个维度实现深度集成,形成闭环。
1. 数据管理的深度闭环
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从设计到分析的无缝传递:CATIA三维设计模型可直接用于SIMULIA进行仿真,几何参数的变更通过关联设计自动传递至仿真模型,实现“设计即仿真”的雏形。
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仿真数据标准化与全生命周期管理:平台通过ENOVIA等模块,将仿真数据(模型文件、输入输出、报告)作为正式的“仿真对象”进行管理,具备完整的版本历史、访问权限和状态标识。仿真数据与产品BOM结构关联,成为数字孪生的重要组成部分。
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结果数据的结构化与可追溯:关键性能指标(如应力、频率、流量)能被提取、结构化存储,并与设计参数、实验数据关联。用户可轻松追溯任一设计版本对应的所有历史仿真结果,进行对比分析。
2. 仿真流程的自动化与协同化
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内嵌的仿真流程模板:企业可将成熟的仿真流程(如前处理-求解-后处理的标准步骤、材料库、网格标准)固化为平台内的“仿真应用”或流程模板。工程师只需输入关键参数,即可自动执行标准化分析,大幅降低对专家经验的依赖,提升效率与一致性。
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多学科协同与优化闭环:平台支持多物理场(结构、流体、电磁等)仿真的协同设置与管理。更重要的是,其优化工具(如TOSCA、Isight集成)能够基于仿真结果,自动驱动设计参数的迭代优化,形成“设计 → 仿真 → 评估 → 自动优化 → 再设计”的智能闭环。
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与业务流程的集成:仿真任务可被嵌入到PLM的审批流程、变更管理流程中。例如,设计发布前强制触发指定的验证仿真任务,仿真合格报告自动关联至变更请求(CR),实现流程的强制合规与高效流转。
3. 知识资产的沉淀与复用
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仿真知识的封装与重用:专家经验(如特定工况的边界条件设置、模型简化准则、后处理规范)可封装在仿真模板或应用中,形成企业宝贵的仿真知识资产,赋能初级工程师。
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基于数据的洞察驱动决策:所有历史仿真数据构成大数据基础。通过平台的 analytics 功能,企业可以分析设计参数与性能指标之间的深层关系,发现潜在规律,驱动基于数据的科学决策,而非依赖经验猜测。
三、 迈向数字孪生:闭环的终极形态
达索系统的集成策略最终服务于构建贯穿产品全生命周期的实时性能数字孪生。在这个闭环中:
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设计/制造阶段:基于虚拟仿真模型的“预测性孪生”不断优化产品。
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运维阶段:通过物联网(IoT)连接物理产品采集的真实数据(载荷、温度、振动),可反向校准和更新仿真模型,使其与物理世界保持同步。
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反馈与改进:利用校准后的高保真数字孪生,不仅可以预测剩余寿命、进行预防性维护,其分析结果更能作为下一代产品设计的直接输入,形成从“真实使用数据”到“改进设计仿真”的完整、动态数据闭环。
结论
达索系统通过其3DEXPERIENCE平台,超越了传统的工具集成,实现了CAE与PLM在数据层、流程层、知识层的基因级融合。这不仅解决了数据一致性与追溯性的基本问题,更通过流程自动化、协同优化和知识封装,将仿真从后期的“验证工具”前置为驱动创新的“引擎”。最终,这一深度集成为构建贯穿产品全生命周期的智能数字孪生闭环奠定了坚实基础,帮助企业以更快的速度、更低的成本、更高的质量,将创新想法转化为卓越的现实产品,真正释放数字化工程的巨大价值。







