摘要：眾所周知，由于CAD技術(shù)和CAE技術(shù)的并行發(fā)展，使得在傳統(tǒng)意義上的CAD技術(shù)并不能實現(xiàn)和CAE技術(shù)的無縫對接。

　　關(guān)鍵詞：CAE,集成化,發(fā)展

　　計算機(jī)輔助工程(CAE)軟件是迅速發(fā)展中的計算力學(xué)、計算數(shù)學(xué)、相關(guān)的工程科學(xué)、工程管理學(xué)與現(xiàn)代計算機(jī)科學(xué)和技術(shù)相結(jié)合，而形成的一種綜合性、知識密集型信息產(chǎn)品。CAE與CAD/CAM/CAPP/PDM/ERP軟件一起，已經(jīng)成為企業(yè)家和工程師們實現(xiàn)工程/產(chǎn)品創(chuàng)新的得力助手和有效工具。同時，也已成為專家、教授進(jìn)行研究重要手段。

　　一、CAE的發(fā)展

　　CAE的理論基礎(chǔ)起源于20世紀(jì)40年代，1943年數(shù)學(xué)家首先涉及有限元分析領(lǐng)域，但由于手工計算的限制，直到1960年以后，隨著電子計算機(jī)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，有限元技術(shù)依靠數(shù)值計算方法，才迅速發(fā)展起來。

　　隨著計算機(jī)的迅猛發(fā)展，70年代到80年代初，國外的CAE技術(shù)得以蓬勃發(fā)展。有限元分析技術(shù)在結(jié)構(gòu)分析和場分析領(lǐng)域獲得了很大的成功，出現(xiàn)了許多著名的分析軟件如Nastran，I-DEAS等，此時的CAE主要在航空、航天、軍事等幾個領(lǐng)域中被使用。上世紀(jì)90年代是CAE技術(shù)的成熟壯大時期。大量的CAE軟件的涌現(xiàn)，使CAE技術(shù)幾乎遍及所有的制造業(yè)，CAE已經(jīng)成為支持工程行業(yè)和制造企業(yè)信息化的重要技術(shù)。

　　CAE在提高工程/產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量，降低研究開發(fā)成本，縮短開發(fā)周期方面發(fā)揮了重要作用，成為實現(xiàn)工程/產(chǎn)品創(chuàng)新的支撐技術(shù)。主要體現(xiàn)在：

　　(一)CAE功能不斷擴(kuò)充，實現(xiàn)多結(jié)構(gòu)耦合析，實現(xiàn)多物理場耦合分析，多尺度耦合分析，以及結(jié)構(gòu)、構(gòu)件及其材料的一體化設(shè)計計算與模擬仿真。

　　(二)基于Internet/Intranet的CAD(計算機(jī)輔助設(shè)計)/CAE(計算機(jī)輔助工程)/CAM(計算機(jī)輔助制造)/CAPP(計算機(jī)輔助工藝設(shè)計)/PDM(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)/ERP(企業(yè)資源計劃)的集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。

　　所謂CAD/CAM集成是指在CAD、CAE、CAPP、CAM各模塊之間有關(guān)信息的自動傳遞和轉(zhuǎn)換。集成化的CAD/CAM系統(tǒng)借助于公共的工程數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、以及標(biāo)準(zhǔn)格式的中性文件接口，把分散于機(jī)型各異的計算機(jī)中的CAD/CAM模塊高效地集成起來，實現(xiàn)軟、硬件資源共享，保證系統(tǒng)內(nèi)信息的流動暢通無阻。

　　二、CAE應(yīng)用中存在的問題

　　目前，在CAE應(yīng)用中存在以下亟待解決的問題：

　　(一)標(biāo)準(zhǔn)化

　　俗話說，國有國法，行有行規(guī)。在這個工業(yè)時代，標(biāo)準(zhǔn)化就是工業(yè)生產(chǎn)的行規(guī)。而隨著CAE技術(shù)在我國各行各業(yè)普及和應(yīng)用的發(fā)展，確保CAE技術(shù)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，便成為了迫在眉睫的事情。目前CAE的管理存在著以下幾個不足，其主要表現(xiàn)在：

　　1、軟件方面近年來，CAE軟件開發(fā)成為商家的一塊新蛋糕，市場上CAE軟件各式各樣，其性能的優(yōu)劣卻是參差不齊。多數(shù)企業(yè)在應(yīng)用CAE技術(shù)方面面對林林總總的軟件無從選擇，急需規(guī)范CAE軟件上市的準(zhǔn)入門檻。

　　2、缺乏對CAE技術(shù)人才的培訓(xùn)和從業(yè)資格的認(rèn)證。各行各業(yè)都有自己的資格認(rèn)證考試，以此來規(guī)范和引導(dǎo)從業(yè)人員掌握相關(guān)技術(shù)及規(guī)范知識。建筑行業(yè)有建造師、監(jiān)理工程師，學(xué)校有教師資格證，打官司要有律師，可是像CAE這樣跨行業(yè)的新型學(xué)科卻沒有相關(guān)的規(guī)定，企業(yè)只能是跟著感覺走。

　　3、缺乏對不同行業(yè)CAE技術(shù)正確合理應(yīng)用的技術(shù)指導(dǎo)。總之，隨著CAE技術(shù)的普及與發(fā)展，制定CAE行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也迫在眉睫。不可否認(rèn)，由于CAE技術(shù)應(yīng)用的多樣化與復(fù)雜化，要制定適用于所有行業(yè)的CAE技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是有一定難度的，甚至是不可能的。但是，如果分散開來，依據(jù)不同的行業(yè)特點，制定具體行業(yè)的CAE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，如重機(jī)制造行業(yè)、汽車行業(yè)、建筑行業(yè)等等，這樣操作起來應(yīng)該比較容易，也會比較有針對性。

　　(二)與CAD協(xié)同，消除數(shù)據(jù)交換障礙

　　長久以來CAD軟件、CAE軟件都是單兵作戰(zhàn)，數(shù)據(jù)交換障礙很難得到消除。我們希望能在一個統(tǒng)一的環(huán)境下直接讀入各種CAD軟件的零件模型，并在這一環(huán)境下實現(xiàn)任意模型裝配和CAE分析，整合相同或不同CAD軟件模型數(shù)據(jù)就能得到CAE分析用的CAD模型庫，這些模型庫中保留了CAD中的設(shè)計參數(shù)，并通過連接技術(shù)實現(xiàn)與CAD軟件之間的共享，其優(yōu)點是任何CAD和CAE人員對設(shè)計的改變都能立即反映到對方軟件環(huán)境中，從而實現(xiàn)設(shè)計-仿真的同步協(xié)調(diào)。只有真正消除了數(shù)據(jù)間的交換障礙，才能真正發(fā)揮出CAE軟件的強(qiáng)大功能。

　　(三)網(wǎng)絡(luò)化

　　計算機(jī)支持的協(xié)同工作的出現(xiàn)，為異地協(xié)同設(shè)計提供了環(huán)境支持，傳統(tǒng)的CAD/CAE/CAM技術(shù)也在向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。隨著產(chǎn)品設(shè)計的復(fù)雜化及互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的日趨成熟，傳統(tǒng)的順序設(shè)計方式顯然已經(jīng)過時，很難適應(yīng)市場快速產(chǎn)品更新的競爭需求，企業(yè)各部門之間交互合作及數(shù)據(jù)共享，構(gòu)建企業(yè)內(nèi)部甚至企業(yè)之間的數(shù)字化設(shè)計交互虛擬平臺已不再只是概念化的問題，如何高效實現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步及信息交互對提高產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量，縮短設(shè)計周期具有重要的現(xiàn)實意義。