在當(dāng)今競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的全球市場(chǎng)中，企業(yè)面臨著縮短產(chǎn)品上市周期、降低研發(fā)成本、同時(shí)不斷提升產(chǎn)品性能的巨大挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的串行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程往往效率低下，難以快速響應(yīng)市場(chǎng)變化。為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，達(dá)索系統(tǒng)推出了創(chuàng)新的 Modsim 解決方案，通過(guò)深度集成建模與仿真技術(shù)，為企業(yè)開(kāi)啟了高效產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的新路徑。

Modsim 的核心概念與功能

Modsim（建模與仿真，Modeling & Simulation）并非簡(jiǎn)單的工具集合，它是達(dá)索系統(tǒng) 3DEXPERIENCE 平臺(tái)上的一個(gè)核心集成功能。它將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）與計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）無(wú)縫融合在一個(gè)統(tǒng)一的環(huán)境中。這種集成打破了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真部門(mén)之間的壁壘，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的“虛擬孿生”體驗(yàn)，極大地彌合了虛擬世界與物理現(xiàn)實(shí)之間的差距。

在 3DEXPERIENCE 平臺(tái)上，建模（CAD）和仿真（CAE）被整合進(jìn) Modsim 這一統(tǒng)一功能中，使得仿真成為設(shè)計(jì)實(shí)踐不可或缺的一部分。這意味著工程師可以在設(shè)計(jì)的早期階段就進(jìn)行仿真分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題并進(jìn)行優(yōu)化，從而降低風(fēng)險(xiǎn)、減少對(duì)物理測(cè)試的依賴，甚至無(wú)需構(gòu)建昂貴的物理原型。

Modsim 的核心價(jià)值在于其提供了一種全新的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方法論——通過(guò)虛擬驗(yàn)證和優(yōu)化來(lái)加速創(chuàng)新。通過(guò)在統(tǒng)一平臺(tái)中集成 CATIA（建模）和 SIMULIA（仿真）技術(shù)，Modsim 提供一體化的用戶界面和數(shù)據(jù)模型，支持設(shè)計(jì)與仿真的快速迭代，顯著提高了設(shè)計(jì)驗(yàn)證的質(zhì)量和效率。

Modsim 的關(guān)鍵功能包括：

1. 集成建模與仿真界面： 提供統(tǒng)一、直觀的用戶界面，設(shè)計(jì)師和仿真工程師可以在同一環(huán)境中協(xié)同工作，避免了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和協(xié)作障礙。

圖1 modsim用戶界面

2. 參數(shù)化設(shè)計(jì)與仿真： 支持基于參數(shù)的設(shè)計(jì)修改，并能實(shí)時(shí)反饋仿真結(jié)果，極大地加速了設(shè)計(jì)方案的探索和優(yōu)化過(guò)程。

3. 多學(xué)科仿真能力： 涵蓋結(jié)構(gòu)、流體、熱、電磁等多種物理場(chǎng)的仿真分析，使工程師能夠全面評(píng)估產(chǎn)品在各種工況下的性能。

4. 虛擬孿生技術(shù)： 通過(guò)創(chuàng)建產(chǎn)品的虛擬孿生，在整個(gè)產(chǎn)品生命周期中進(jìn)行持續(xù)的性能驗(yàn)證和預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)的決策。

5. 數(shù)據(jù)集成與自動(dòng)化： 實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與仿真數(shù)據(jù)的無(wú)縫集成和自動(dòng)化流程，減少重復(fù)勞動(dòng)，提高效率，并固化企業(yè)的設(shè)計(jì)與仿真知識(shí)。

Modsim 的應(yīng)用價(jià)值：縮短周期、降低成本、提升性能

Modsim 的應(yīng)用為企業(yè)帶來(lái)了切實(shí)的效益，尤其體現(xiàn)在縮短產(chǎn)品上市周期、降低研發(fā)成本和顯著提升產(chǎn)品性能方面：

· 縮短產(chǎn)品上市周期： Modsim 將仿真活動(dòng)“左移”至產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的早期階段。通過(guò)在概念設(shè)計(jì)階段就進(jìn)行充分的虛擬驗(yàn)證，可以盡早發(fā)現(xiàn)和解決潛在問(wèn)題，避免后期高成本的返工和修改，從而顯著縮短整體開(kāi)發(fā)周期。設(shè)計(jì)與仿真的快速迭代也加速了從概念到最終產(chǎn)品的過(guò)程。

圖2 傳統(tǒng)仿真與modsim對(duì)比

· 降低研發(fā)成本： Modsim 的核心優(yōu)勢(shì)之一在于減少對(duì)物理原型和測(cè)試的依賴。通過(guò)在虛擬環(huán)境中進(jìn)行大量的性能驗(yàn)證和優(yōu)化，企業(yè)可以大幅削減物理原型的數(shù)量和測(cè)試成本，尤其對(duì)于大型、復(fù)雜或昂貴的產(chǎn)品，成本節(jié)約尤為顯著。

圖3 Modsim快速開(kāi)發(fā)案例

· 提升產(chǎn)品性能： Modsim 的多學(xué)科仿真能力使工程師能夠全面評(píng)估產(chǎn)品在不同環(huán)境下的性能表現(xiàn)，并進(jìn)行深入的優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過(guò)在設(shè)計(jì)早期就考慮性能因素，并進(jìn)行持續(xù)的虛擬測(cè)試和改進(jìn)，最終產(chǎn)品能夠達(dá)到更高的性能標(biāo)準(zhǔn)，滿足甚至超越客戶期望。

Modsim 在不同行業(yè)的應(yīng)用案例

Modsim 已在多個(gè)關(guān)鍵行業(yè)展現(xiàn)了其強(qiáng)大的應(yīng)用能力：

· 航空航天行業(yè)： 在對(duì)重量和安全性要求極高的航空航天領(lǐng)域，Modsim 用于飛機(jī)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析、氣動(dòng)性能仿真等。通過(guò)在設(shè)計(jì)早期進(jìn)行精確仿真，工程師可以優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減輕重量，提高燃油效率，同時(shí)確保飛行安全。例如，通過(guò) Modsim 優(yōu)化飛機(jī)機(jī)翼結(jié)構(gòu)，可以在保證強(qiáng)度的前提下實(shí)現(xiàn)輕量化，直接提升飛機(jī)的載荷能力和航程。

· 汽車行業(yè)： Modsim 在汽車設(shè)計(jì)中扮演著重要角色，應(yīng)用于車輛碰撞安全仿真、NVH（噪聲、振動(dòng)、聲振粗糙度）分析、空氣動(dòng)力學(xué)性能優(yōu)化、熱管理等。汽車制造商利用 Modsim 在虛擬環(huán)境中進(jìn)行大量的測(cè)試和優(yōu)化，減少了昂貴的碰撞試驗(yàn)次數(shù)，縮短了開(kāi)發(fā)周期，并提升了車輛的整體性能和舒適性。

· 高科技行業(yè)： 在產(chǎn)品迭代速度極快的高科技領(lǐng)域，Modsim 用于電子設(shè)備的散熱分析、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)證、信號(hào)完整性仿真等。通過(guò)快速的仿真驗(yàn)證，高科技公司能夠加速新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和測(cè)試，快速響應(yīng)市場(chǎng)需求，搶占先機(jī)。

· 船舶行業(yè)： Modsim 在船舶設(shè)計(jì)中用于船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析、流體動(dòng)力學(xué)仿真（如阻力、適航性）、螺旋槳性能評(píng)估等。通過(guò)集成仿真，船舶設(shè)計(jì)師可以優(yōu)化船體線型，提高航行效率，確保船舶的結(jié)構(gòu)安全和穩(wěn)定性。

這些案例共同證明了 Modsim 通過(guò)提供強(qiáng)大的虛擬驗(yàn)證和優(yōu)化能力，幫助各行業(yè)企業(yè)顯著縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期、降低研發(fā)成本，并最終交付具有卓越性能的產(chǎn)品。

總結(jié)：推動(dòng)企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵引擎

達(dá)索 Modsim 不僅僅是一個(gè)先進(jìn)的工程軟件，它代表了一種面向未來(lái)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)模式。通過(guò)將建模與仿真深度集成，Modsim 打破了傳統(tǒng)的技術(shù)和組織孤島，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)與仿真的無(wú)縫協(xié)同，為企業(yè)構(gòu)建了高效、敏捷的研發(fā)流程。

Modsim 賦能企業(yè)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的早期階段就進(jìn)行全面的虛擬驗(yàn)證和優(yōu)化，從而降低風(fēng)險(xiǎn)、減少物理測(cè)試、節(jié)約成本，并顯著縮短產(chǎn)品上市周期。更重要的是，Modsim 提供了一個(gè)創(chuàng)新的平臺(tái)，鼓勵(lì)工程師探索更多設(shè)計(jì)可能性，通過(guò)快速迭代和虛擬實(shí)驗(yàn)，激發(fā)創(chuàng)新靈感，推動(dòng)產(chǎn)品性能的持續(xù)提升。

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的大背景下，Modsim 正成為企業(yè)提升核心競(jìng)爭(zhēng)力、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵引擎。它幫助企業(yè)更好地應(yīng)對(duì)市場(chǎng)挑戰(zhàn)，更快地將創(chuàng)新理念轉(zhuǎn)化為高性能的產(chǎn)品，從而在激烈的全球競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。