【会员风采】有限元科技 | CAE仿真分析规范是什么？作用有多大？

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（来源：元王 深圳市汽车电子行业协会）

之前有分享CAE仿真分析没有规范，有工程师心累的都想跑路了。对于同一个产品，不同仿真工程师来分析，结果可能大相径庭。

有人算出来安全裕度充足，有人却显示已经失效。这种“薛定谔的仿真结果”，让设计工程师和仿真工程师有着互相不信任。其实仿真本身没有问题，主要还是在于软件、工程师的能力等。

这一切的基础就是CAE仿真分析规范，那它究竟是什么？跟着我们元王仿真一起来了解，如果你企业有仿真这方面的困惑，也可和我们交流。

01、什么是CAE仿真分析规范？

简单来说，CAE仿真分析规范是企业为确保仿真工作的标准化、可靠性和高效性而制定的一套系统性规则和流程，涵盖建模、计算、验证及报告等全环节。

更具体地讲，仿真分析规范是基于企业的产品特点，总结以往的仿真分析经验、参照试验数据、借鉴其他行业的相关标准，以理论为指导，制定出的一套规范化作业流程。

CAE仿真的核心目的是辅助设计，而规范就是保证整个计算分析结果足够准确的一套文件化的流程。这套文件可以由公司或者团队、行业制定，所以不同公司或者行业在仿真分析水平存在巨大差异。

CAE仿真规范通常分为两大部分：

1. 基础通用CAE仿真规范

这是对企业整体CAE仿真工作的总体规范，指导如何进行CAE仿真分析及管理。内容包括数据管理、软件使用规范、结果存档要求等，适用于所有分析场景。

2. 具体业务分析规范

这是针对企业研发的具体产品类型、某一类型仿真分析的业务规范。例如某类型结构的强度分析规范，涵盖从模型导入、几何清理简化、网格生成、材料属性赋予、边界载荷设定、分析提交、结果处理到报告编写的全过程。

02、CAE仿真分析规范的核心内容

一套完整的CAE仿真分析规范，通常包含以下关键要素：

建模标准：几何体建模的要求和规范，确保模型的准确性和适用性。

网格划分标准：网格尺寸、形状和质量要求，保证仿真分析的稳定性和准确性。

材料属性定义：材料的物理和力学性质参数，确保正确模拟材料行为。

边界条件与载荷标准：模型的环境条件和外部作用力的施加方式。

分析类型规范：不同类型仿真分析（如线性静力学、动态分析、热分析等）的具体要求。

验证与确认标准：仿真完成后，如何通过实验或其他方式验证结果的可靠性。

03、为什么要建立CAE仿真分析规范？

无论是对于企业或者工程师来说，有了操作规范标准才能避免出现因人为因素导致的出错，也能让工程师团队在执行的过程中更高效。我们元王也接触了众多的企业，深知一下企业痛点，主要有四个方面。

①分析结果因人而异，可信度低

随着企业发展，CAE仿真工程师也越来越多，不同的学科分析，专业知识，软件掌握能力都不一样。这就导致在配合上，会出现在模型简化、网格划分、边界条件处理等方面具有较大的不可控性。

最终就是造成不同分析工程师对同一问题的分析结果存在明显差异，产品设计者因此对分析结果产生怀疑，不得不反复校核，浪费大量人力物力。

②重复劳动消耗宝贵资源

建模、划分网格、加载、出报告等重复性工作极其耗时，但每次又不得不做。这些重复的工作，如果团队没有很好的进行管理及指导，就会让团队管理者疲于基础的工作中。

据统计，建模、网格划分等基础工作往往占据仿真工程师70%的工作时间。怎么让这个重复的工作变得更高效还不出错，其实是有办法的，如何做？直接咨询我们元王，其技术已经应用在众多头部企业仿真团队。

③数据转换频繁，错误风险高

仿真分析需要经过CAD建模、CAE网格划分、不同性能仿真分析求解、结果评估和报告书写等多个环节，涉及多种工具软件。分析人员频繁进行数据转换、传递与更改，容易导致人为错误且浪费时间。

建立CAE仿真分析规范后，对于企业来说，收益不只是一点点：

1. 提高结果可信度：规范化流程使工程师在相同基础上进行分析，减少个人操作差异导致的结果不一致。

2. 大幅提升效率：有车企通过建立规范，将仿真分析周期从2周压缩至3天，效率提升超过80%。

3. 促进知识积累与传承：规范让企业的仿真经验和知识得以沉淀，新员工可以通过规范快速上手。

4. 保障分析质量：规范化的仿真可将结果与试验误差率控制大幅缩小。

04、如何建立CAE仿真分析规范？

建立CAE仿真规范是一个不断完善的过程，从最成熟、最有把握的方面开始制定规范。随着经验积累和产品迭代，规范也需要不断更新和完善。

在技术实现上，企业可以通过制定规范的编制方法、制定通用规范、规范具体业务分析流程、编制作业指导书、二次开发等路径来推进。

正如业内有专家说：“是否仿真已不是问题，怎么仿才是！ ”标准与规范体系建设是企业仿真体系建设的核心，是仿真最终能否成为设计依据的关键。

CAE仿真分析规范不是束缚工程师手脚的条条框框，而是让仿真工作变得更加可控。它让不同工程师能输出一致的可靠结果，让宝贵的专家资源从重复劳动中解放出来，让企业的仿真知识和经验得以迭代更新。

有规范，才不心累；有规范，才有竞争力。

想要了解更多仿真分析规模如何实施？企业在这个流程中有什么疑问，都可以和我们元王交流。