“要么仿真,要么被打败!”这是仿真界的旧口号。那时候,仿真价值还很少人知道。
“是否仿真已不是问题,怎么仿才是!”这是仿真界的新口号。
仿真具有价值已经成为中国企业共识,但我们必须承认,中国企业的仿真应用效益远没达到引入时的初衷。中国企业仿真缺钙,主要是缺乏仿真标准、规范、人才这样的软实力,而不是软件和硬件这样的硬能力。软实力中尤其以仿真标准为甚,这一点,中国多数企业还没有认识到,总是误认为建立仿真能力就是买软件,标准是附属品。
我想,作为中国数字仿真联盟的一项重要工程,本项目的首要任务应该是纠正人们这一错误观念,然后才是如何建立仿真标准。本项目的成果侧重在后者,但前者却更重要,是后者发挥作用的前提。
所以,我借本文来完成这一任务。在企业调研时,多家企业讲了同一个现象。我们把这个现象称为“大拿的困惑”:1) 对同一个问题,使用同一款仿真软件,两个大拿做出来的结果不同!2) 同一个大拿,用不同的软件,做出来的结果不同!3) 用试验进行验证,发现这个两个仿真结果与试验都不同!面对这些“怪现象”,如果没有合理解释,那企业最终得到结论肯定就是“仿真无法作为设计依据”。这基本上是对仿真判了死 刑。这些怪现象的产生有体系性的原因,其中最重要的原因就是企业缺乏仿真标准。如果没有一份文件告诉我们仿真该怎么做,怎么做才是对的,我们何以指望仿真具有稳定结论?
仿真是对真实世界的近似,有偏差是常态,无偏差是巧合。偏差并不是问题,弄清楚偏差多少才是关键。只要这种偏差是可度量的、稳定的和可预测的,偏差就不是误差,因为它并不会带来困惑,不会引起决策困难。仿真标准的目的、意义和价值正在于此!仿真标准的根本目的是“保障计算结果的一致性”。只要遵守同一个标准,对同一个问题,不同的人、不同的软件,仿真结论都是一致的。标准所约定的未必是最优的,但其计算结果是可重现的。可被重现和追溯的结果才是可靠的。我们没必要追求仿真结果与试验结果完全相同,但只要仿真标准让我们获得的计算结果是稳定的,和试验的偏差始终如一,那这种有偏差的结果其实就是“精确解”,因为我们总可以依据这个稳定偏差来修正结果。因此,建立仿真标准,是企业做好仿真唯一正确的道路。但仿真标准是严重依赖于企业、专业和产品的,没有一个放之四海皆准的仿真标准。所以,本项目的目标并不是有人误解的那样——我们要做一套仿真标准,而是想提供给企业一套如何做好本企业仿真标准的指南。
我们认为,没有一个放之四海皆准的标准,但可以有一套放之四海皆准的仿真标准建设指南。这就是本项目的预期成果。当然即便是指南,也不能一篇指南包打天下。针对不同的专业,仍然有不同的指南。所以,本项目将会是长期工程,因为仿真学科之下的专业实在不少。
本次项目是第一期工程,完成了结构静强度、结构模态、气动、散热、天线电磁等仿真标准的编写指南,并包含一篇范例——《汽车碰撞仿真分析规范样例》。希望本项目成果对读者有所帮助,这将是我们继续此项目的动力。
田锋
安世亚太科技股份公司高级副总裁
北京市综合仿真实验室主任
数字孪生体实验室主任
中国数字仿真联盟(Chinese Alliance for Simulation-based Engineering and Science,简称“CASES”),由国内从事数字仿真、数字设计与制造、智能化技术及软件开发、新型材料微观与宏观成型、数字化工厂等相关行业的科研机构、高等院校、相关企业及学会和协会单位在自愿、平等、互利、合作、共赢的基础上组成,为非营利性机构。
目前,中国正处于制造业转型升级时期,而仿真技术为中国制造业升级提供了创新利器。
但是,由于种种原因,中国仿真技术应用水平与制造业先进国家还有很大差距,如企业缺乏仿真技术应用的人才梯队,缺乏仿真分析规范和仿真数据库等,致使仿真技术在中国的应用并不广泛和深入,仿真技术大都只是作为一种设计验证手段存在。“质量提升,标准先行”,仿真分析规范是企业仿真技术水平的重要体现,要推进中国仿真技术的协调、健康发展,首当其冲要加强技术标准基础研究和制定工作,加强其在仿真领域或其他相关领域的认可和推广。而仿真联盟的宗旨是以中国制造、国家数字化、智能化发展相关政策为依托,整合汇聚行业资源和力量,有效推进中国数字仿真各领域的协调、健康发展,增强中国在仿真领域的创新能力和核心竞争力,其有义务和责任引领并推广数字仿真领域行业规范标准的制定工作。
为此,仿真联盟在第一届第二次会议上进行了仿真规范的工作部署,并成立了“中国数字仿真联盟仿真规范编制小组”,其目标并不是为企业制定仿真分析规范,而是建立在对国内外行业标杆企业的仿真分析规范研究的基础上,通过制定“仿真分析规范编制指南”的方式,为企业提供制定仿真分析规范的方法 论,让企业能够知道如何才能建立一个完整的、有效的、先进的仿真分析规范。同时,由于仿真学科之下专业众多,不可能制定出一个放之四海皆准的仿真分析规范,也不可能一个规范适用于不同专业。
因此,仿真分析规范编制指南工作是一个长期发展、循环迭代的工程,本册指南属于仿真分析规范指南编制工作第一期工程,其编制了结构静强度、结构模态、气动、散热、天线电磁等仿真规范编制指南,并编制一篇仿真分析规范范例——《汽车碰撞仿真分析规范样例》,其它学科和专业的仿真分析规范指南,将在后续工作中逐步补充完善。
中国数字仿真联盟标准规范部