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系统仿真和工程仿真为何井水不犯河水?

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作者:踏雪歌者

来源:踏雪当歌


元宇宙、数字孪生、仿真技术,这些在时代发展都留下了不可磨灭的印记,是科技发展的产物,更是人类对于虚拟现实世界的探索和追寻。元宇宙为人们呈现一个跨越时空的科技世界,数字孪生技术与仿真技术则让人更加直观感受到虚拟与现实之间的连接。


我们特约中国工业合作协会仿真技术产业分会会长张霖以及安世亚太高级副总裁田锋与大家共同探讨“元宇宙、数字孪生、仿真”专题内容,敬请持续关注!本期主要内容为系统仿真和数值仿真分久必合的发展现状。

张霖    

   

田总您好。咱们其实都在做仿真,我做系统仿真,您是工程仿真,为了区别二者,我们把CAE称为数值仿真。系统仿真和数值仿真(CAE)有各自的发展路径,以前这两个领域交流并不多,甚至CAE人都不知道系统仿真协会(现改为仿真协会)的存在,但是现在大家逐渐达成了一个共识,二者都是针对一个系统的不同侧面或阶段在做仿真。您怎么看待这个现象?

田锋      

     

您说的这个现象我也深有体会。大多数人,包括我也是最近几年才知道国内的系统仿真学会,现在改为仿真学会。双方的互动之所以越来越多,更深层的原因是基于两个仿真过去服务以及未来服务的对象,决定了双方的状态。过去,中国的发展阶段处在逆向工程阶段,向别人在学习设计、表面的仿制,但是不太了解产品的架构和深层的肌理,表面仿制带来一个问题,大家更多的是对细节进行一些创新。但到了正向设计时代,大家发现需要对架构进行创新。        


这个时候大家开始意识到,原来在设计的全流程中有两类仿真。仿真服务于对象带有一种使命——保证设计过程的顺利,不会出现大的返工和故障,不会在未来发生问题才来找原因。这个设计过程就是正向设计的过程。仿真是正向设计的核心,它的使命就是为正向设计保驾护航。保驾护航的过程有两个过程:第一过程是正向设计中的系统设计工程,对系统进行建模,进行架构设计过程。第二个过程是设计完之后,对零部件的各个参数提出指标,进行详细的设计,最后走到工程的集成验证、交付的过程。单单正向设计过程中就包含两个设计,一个叫架构设计,一个叫详细设计架构设计用的是系统仿真技术,到工程设计或者详细设计的时候,用的 CAE 技术叫工程仿真技术。          


两者在整个流程过程中,有两个比较清晰的分界。过去因为服务阶段不同,以及国内对整个流程的掌握不足,主要是以逆向工程为主,这样一来就把两方割裂开了。它们的交集在哪里呢?就在设备全流程的正向研发的过程中才会发生交集。如果是一个正向设计的企业,它们应该是两个并驾齐驱的仿真技术,但是设备的正向设计这个时代来得有点晚。        


过去在中国系统仿真用的最多的地方,是在战场等类似性的系统,但使用者恰恰不关心设备的研发,已经假定设备已经研发完毕并达到了指标,投入到战场上和各种设备同时工作。进行战场战斗的时候,它们如何来配合工作?这就要依靠系统仿真。所以说CAE 的用途往往在设备,系统仿真往往在设备使用单位,两者在使用场景上就已经分开了,因此过去两者并不常常见面。现在正向设计时代到来之后,企业从设备研发的视角出发,就会把二者放在一起,以后会高频互动。        


可以说,我们俩最近几年互动也反映了中国一个时代的到来,就是正向设计时代到来,本质是中国工业水平已经达到了二者一定要高频互动的阶段


     
张霖          

         

确实是这样,就像您所说的,系统仿真包括协会的成员很大一部分来自于J方,系统仿真在军事领域应用非常广泛。还有一个领域是航天产品的设计,它一开始走的就是系统仿真、系统工程的路子,没有太多可参考的东西,一开始就不得不做正向设计。所以在航天领域做系统仿真是一个传统。您刚才讲这个非常好,就一个相当于是自上向下的,一个是自底向上的过程,现在两边相向而行,中间走到一块,肯定对的是一个系统。

          

来源:数字孪生体实验室
系统仿真航天数字孪生
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首次发布时间:2023-07-03
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