聊一聊國內CAE領域的現狀吧?


從事CAE領域的人才應該不少了。首先,高校里研究生畢業課題與CAE相關的太常見了,就是做實驗的、做理論的,也往往最後建個模型模擬模擬一下。人才招聘方面,重要的裝備製造業的企業部門不少都有專門的CAE部門,如,汽車、航空航天等等。CAE已經滲入到各個行業,為產品研發提供有力的支持,有時甚至是必不可少的環節。這方面,相信許多在CAE部門工作的朋友體會更多。儘管CAE這個工具一度被認為「不入正軌」,甚至被有些人排斥,而這種現象多少還會持續下去。我認為造成這種現象的原因有二:一是目前商業軟體在諸多方面尚不能滿足需求,這主要是指軟體求解演算法的不足(如現在的多尺度、多物理場問題的求解)、大規模求解的限制,而有些問題甚至其物理機制尚沒有被研究透徹。我覺得不能靜止的看待CAE的發展,它應該是跟著學術界的研究主流和工業界的實際需要在走,它本身沒有終點;二是使用者由於缺乏基本的物理概念、背景知識或者數值方法的知識,對軟體錯誤認識,對計算模型缺少理解,對分析設定缺少判斷,對計算結果缺少評價。

CAE畢竟不是錦上添花的事,而是有其內在驅動力的。每年有那麼多的科研機構在數值模擬領域發表太多的論文,全世界有那麼多的CAE軟體在更新換代,而且很多都在專業化、行業化,以及這些在背後運作的龐大的開發商、代理商等等。隨著對研發產品的要求越來越精尖化,以及CAE軟體和計算機硬體水平的提高,CAE應用勢必會越來越廣闊。

在我看來,比lz所說的更尷尬的是國內自主CAE軟體的發展。做CAE的人都知道CAE軟體的重要性。搖旗吶喊多少年了,我們能拿出手的CAE品牌在哪裡?ANSYS,abqus滿天飛,國內CAE市場幾乎被國外軟體所壟斷。有人關心過國內的CAE軟體發展嗎?國內其實不缺人才,中國人更不是干不好CAE。據說ansys的Mechanical就有一半。那國內的CAE軟體的現狀是什麼樣呢?高校、研究所是一部分,小企業是一部分。

先說高校。高校的科研團隊做出來的東西往往側重於新演算法、科研成果,強調創新。儘管有不少科研團隊經過多年的積累,已經有自己的研究平台了。但是作為一款可以用於工程應用的軟體還是不夠的。為什麼呢?大家都知道工程CAE軟體中的演算法大多是已經發展成熟的,比較通用的演算法。但是,在高校教師做CAE軟體通用功能模塊的(以結構為例,各種結構單元的開發,各種類型的本構,接觸、碰撞的基本演算法等等),不好寫論文,活多,然而「顯示度」不高,軟體著作權打不過SCI,所以難評職稱;而動用研究生資源,同樣面臨寫論文畢業,以及就業等問題。而且,學生干出來的東西又往往比較分散,又缺乏持續性和統一,各人有各人的想法,各人有各人的意見。實際上做通用功能模塊的難度一點也不低於新演算法研究,有能力干這些事的人,即使身處這樣的平台,往往也因為這種尷尬處境,最終轉而選擇其他。此外,軟體的通用性穩定性,用戶界面的友好性,還有市場的宣傳等等,也是高校、研究所做工程CAE軟體面臨的問題。而且可能最重要的,往往缺少一個leader,缺少一個既精通演算法,又有大型軟體搭建能力和經驗,有管理能力的,且全身心投入的人。他要能站在完全商業化的角度,制定合理的研發規範,盯好國家學校能給予的資源,有效的組織研究生資源以及持續培養,同時可能還要兼顧自己必要的學術擔子。有能力這樣做,且願意這樣做的人,我覺得在高校中還是非常少的。

再說研究所。也有不少研究所擁有自己開發的軟體模塊,特點是有針對性,針對所里開展的科研項目,打個比方,飛機研究所開發的CAE軟體模塊,可能是可壓縮CFD這塊為主,並且一般和研究對象或者項目緊密結合起來。。(未完待續)

再來說企業。國內確實有幾家致力於CAE研發的企業。不同於高校、研究所,企業首先要養活自己。不管是這些企業是進入CAE軟體的市場。。(未完待續)


在CAE領域做了8年研究,拿過兩個學位,現在做軟體。

我感覺這兩個領域的區別是:

寫軟體可以比做CAE更「底層」,如果你的軟體出了問題,可以一行代碼一行代碼地運行、調試,如果是基於開源平台就更好了,可以向更底層分析,直到找到問題真正直接的原因。

做CAE都是在國外商業軟體上做,出了問題只能憑經驗解決,而不是找出導致問題的直接原因。也就是說,CAE實際上是力學、數學、軟體的綜合體,前兩者再精通,在軟體這個黑盒子面前還是一籌莫展。

作為一個喜歡hack各種軟體,有刨根問底強迫症的人,這種無力感最終讓我離開了CAE領域。

或許幾年後,CAE領域會出現Ansys、Abaqus、UG、ProE的開源替代品,那時的我,大概只能感嘆生不逢時了吧。

2月15日更新:

有學弟看了我的回答後感到前途渺茫,有必要再多說幾句。

上面的回答,只是描述了自己的感覺和選擇,並不代表這個選擇是最優的,更不代表這個選擇適合所有人。

CAE技術是製造業發展的方向,這是毫無疑問的,它在現階段的中國遭遇水土不服,但它成為中國製造業的必備技術,開始井噴式增長,只是時間早晚的問題。

人生不是一道非A即B的選擇題,你現在做的每一件事,不管是不是主線情節,都會在未來以某種方式產生效果。重要的不是你在做什麼,而是你是否能夠投入所有的熱情和智慧,把這件事做好。

絕大多數人都沒那麼好的運氣,畢業後恰巧踩在CAE在中國井噴的那個點上,但只要你真心熱愛這個領域,這根本不是問題,你在做自己喜歡的事,就已經贏得了過程,默默無聞積累幾年,然後迎來它的黃金時代,不是很好嗎?

所以,聽從自己的內心,做喜歡做的事,你永遠是人生的贏家。


CAE軟體行業現狀

我國CAE軟體的形成和應用從20世紀70年代就已開始。近40年來,我國在CAE理論研究和軟體自主開發方面的努力始終沒有停止過,也有一些擁有自主知識產權的軟體系統脫穎而出,如FEPG、JIGFEX、HAJIF、紫瑞等。上世紀90年代以來,開放力度加大,大批國外軟體湧入中國市場,加速了CAE技術在我國的推廣,提高了我國裝備製造業的設計水平。與此同時,我國自主開發的軟體受到嚴峻挑戰,特別是盜版的國外軟體,對我國自主開發的CAE軟體打擊很大。甚至一些優秀的軟體基本退出了國內CAE市場,比如HAJIF、紫瑞等。作為工業大國,中國不可能長期依賴引進國外的技術和產品。培植自己的CAE軟體產業,以應用為牽引,提升工業設計軟體和模擬分析軟體的應用水平,縮短設計周期,提高產品競爭力和企業核心競爭能力,推動國產CAE軟體在工業企業的應用普及,成為當務之急。

現在介紹一下,國產的一款軟體,他是全球唯一開源的通用有限元軟體,全球唯一互聯網通用軟體,全球唯一併行有限元自動生成系統——FELAC(有限元語言及其編譯器

有限元語言及其編譯器是元計算公司開發的將「有限元語言」翻譯為「C++語言」直至可執行程序的軟體,其主要工作流程:有限元語言(FEL source code)→ 有限元語言及其編譯器(FELAC)→ C++語言代碼(C++ source code)→ C++編譯器(C++ compiler)→ 目標代碼(object code)→ 可執行程序(executables)

並行有限元程序自動生成系統,它可以根據用戶提供的方程自動生成有限元計算的源程序。這樣用戶編製一個有限元程序通常需要好幾個月甚至幾年的時間,自動生成程序系統一個星期甚至一天就可以完成。


以下是個人不成系統的一些理解。

知乎上從事cae的人還是有些的,不過做cae工作的很多還在學校,工作中能用到cae的基本處於汽車航天這兩大塊,而從事cae底層理論演算法研究實現的需求也只在高校和研究院中存在。cae工作者只有有多年的工作經驗後才能計算出較為真實靠譜的結果,同時cae也需要適當的實驗加以配合,這樣結果更有說服力。其實,計算機普及也沒多少年,想想十幾年前大學宿舍能有台計算機也是土豪了,cae發展落後也是正常的。汽車中cae的應用可以問這位@高小面


首先從人數來說,國內CAE的從業人數已經有很多了,QQ群里去搜索相關的群就是一大堆,每個群都是幾百人,知乎上從事CAE的朋友也不少,只是知乎上相關的問題比較少罷了。CAE的相關問題也不好拿到知乎上問吧,我覺得QQ群里交流也不方便,一般這種問題都會需要提問者提供大量的背景信息,而回答問題的則要花很多精力。

就CAE的應用現狀來說,目前很多企業都在用,至於用到什麼程度我了解也不多,我了解到的一些狀況是CAE分析的結果還是不靠譜,很多時候只是用來和實驗對比,還有很多時候是先模擬,後實驗,最後發現結果差別太大,再回去改模擬,以和實驗匹配。目前模擬準確度還亟待提高。

就軟體開發這塊,國內確實少。企業自然沒有動力開發了,開發出一套軟體需要投入太大,開發出來又難以推廣,沒有市場,自然每人做。高校但是有人在做,但是與現有商業軟體比,還是差距太大。


先弱弱的介紹下自己吧~~從開始學有限元軟體到從事軟體應用這個行業(汽車底盤)已經大概7年的樣子了

[1]我最早接觸有限元軟體(ansys)大概在大三(工程力學專業),那時候感覺這軟體大的沒辦法入手,每一個菜單命令都需要我花很多功夫去探索,但是教我上課的老師鼓勵我們說不要花太多時間在彈性力學等這種很古老的課程上,多學學軟體對我們理解已經學到的東西會更加有幫助。於是去圖書館借了好幾本書,照著書上的例子一遍一遍的做,對於例子之前的單元介紹,單元類型等還是不是很明白~~等到後來借來的書上的例子都學的很熟練了就試著做材料力學後面的習題,感覺還挺好的。

[2]大三第二學期我學了一門課叫《結構有限元基礎》,薄薄的一本書,因為知道這東西是我之前摸著石頭過河學軟體的基礎,所以格外用心,幸運的是我們不僅學了理論知識,還學習了如何編程。通過對於簡單的例子編程,你就能明白選擇單元類型的重要性,同時也會明白載荷,自由度啊等一些基本的概念在程序中是如何應用的。

[3]在研究生期間進一步的有限元學習是清華的王勖成教授的《有限單元法》,這本書現在已經成了我的經常翻閱的書了,書中對於很細節的東西都有介紹。另外,我個人認為還不錯的書是庄茁老師的《基於abaqus》的有限元分析和應用,平時翻閱的也比較多。

[4]我在未工作之前總覺得會有限元軟體會模擬感覺很良好,等到一進入工作發現以前學的東西壓根連皮毛也算不上。剛學習軟體的時候,建立的模型不是方的就是圓的,但是實際產品的零件結構並不是這樣,可能因為有之前學過軟體的基礎吧,後來我學hypermesh就非常快,也正是有了以前摸索學習的基礎,對於一些結構該畫什麼樣的網格很容易理解。

[5]雖然我並不是開發有限元軟體的,僅僅是一個很low的用軟體的,但是這幾年的工作經歷告訴我(汽車行業),CAE在產品開發初期占的比重非常大,供應商去主機廠做技術交流的時候主要是CAE分析的結果(結構的強度,剛度,疲勞等等),~~可是如果僅僅只是計算下結構的強度啊,模態什麼的總感覺我們的工作取代性太強了,有限元分析僅僅是一個工具,更多的是為產品設計服務,因此我本人還是更傾向於利用所掌握的知識和軟體給設計提供建議,如何更改模型才能更好的達到要求,同時也會降低產品成本。

[6]我本人很有幸於16年10月份去底特律參加了fe-safe和abaqus用戶年會,總體的感覺是軟體的功能越來越強大,但是仍舊有很多領域未能達到完美,比如說疲勞分析,如何有效的利用軟體提供的功能解決產品設計遇到的問題我覺得反而很重要。平時感覺有空經常逛逛模擬科技論壇也挺好的,幫助了他人同時也能提高自己~~


國內cae部門話語權很低,分析水平也是參差不齊。

很多從事cae分析的人員都是碩士階段開始接觸,而國內的相應碩士教育是怎麼樣大家也明白,作為一個在機械專業排全國還不錯的學校的學生,我周圍的老師,談起cae/cfd來都是這樣說的,你不知道它對不對,它只能給你一個結果趨勢。

更老一點的老師,對cae/cfd就是嗤之以鼻了,花花綠綠的沒什麼用的圖是他們對cae/cfd最常用的形容。

上行下效,我實驗室的同學,拿著我做好的模型在自己電腦上跑一遍,截幾張圖,就敢在簡歷上寫熟悉掌握cfd/cae了。。

年輕一些的老師,對cae挺推崇的,這應該算是一個很可喜的發展趨勢吧。


莫名其妙進了這一行,然後覺得很愛,然後就不打算離開了,要做好一個模擬需要學習的東西太多,感覺付出和收穫不成正比,希望十年之後,可以有更大的收穫


我真準備投入這一行業呢,但不是雙211,大車企有些難進


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