CAE技术—塑料模具设计发展的必然趋势

与千叶先生的会面被安排在UGS北京办事处的会议室里，首先，千叶先生借助手绘的一张图，给记者讲起了Nastran的故事。 
    相信很多人和记者一样，一听到Nastran就立即联想到MSC，就如同听到PRO/ENGNIEER就想到PTC一样。但是，根据千叶先生的介绍，Nastran 实际是在1966年美国国家航空航天局(NASA)为了满足当时航空航天工业对结构分析的迫切需求而主持了开发的大型应用有限元程序。1969年，NASA推出了其第一个Nastran 版本（即我们所知的Nastran Level 12），从此，Nastran 在CAE市场上开始占有一席之地。在之后的研究和开发过程中，美国政府投入了相当的资金用于最初Nastran 源代码。NASA还将Nastran的源代码发布到公共领域，以便于其能够被广泛使用，并在工业部门继续进行商业开发。1976年，Nastran被NASA在美国注册为商标。

    随着Nastran的开发以及在市场方面的杰出表现，很多的CAE厂商凭借其迅速崛起，MSC公司就是其中的一个，到2002年为止，MSC先后收购了Aries公司、合并了PDAEngineering公司、收购了MARC公司,这使得MSC公司在Nastran领域形成了一枝独秀的局面。当然这样的局面是很容易引起垄断的，而且与之前NASA开发Nastran 的初衷也有所违背。因此，在2002年8月，联邦贸易委员会 (FTC)要求MSC.Software公司将其MSC.Nastran软件许可向其他公司开放。通过FTC的授权，UGS（当时是EDS PLM Solutions公司）获得了对MSC.Nastran软件的全球范围的永久许可权，包括现有商业版本MSC.Nastran计算机辅助工程 (CAE)软件的源代码，及其与之相关的产品文档、产品培训资料以及无限制的全球分销的权利。这意味着，UGS不仅有权利销售Nastran软件，而且还可以将Nastran集成在EDS未来的NX等产品平台中，进而扩展其在CAE领域内的地位。

    遵从这一协议，UGS公司在得到授权后不久即推出了自己的NX Nastran产品。接下来，UGS以极快的速度不断推出NX Nastran的新版本——2004年4月发布了NX Nastran V2版本，而且此次千叶先生还吐露，UGS将在2004年11月中旬发布NX Nastran的V3版本。UGS新品更迭的速度如此之快，相信主要得益于UGS公司对Nastran产品开发的重视以及大量的资金和人力资源的投入。从千叶先生向记者出示的一张关于UGS公司CAE部门高级管理人员的名单当中，记者注意到，其中有相当多的人都曾经为其他知名 CAE软件公司服务，而且其中还是相当一部分可以被称为是Nastran领域的的权威和先驱。

    就CAE的产品来讲，应用企业一般的需求很简单——尽快得到关于设计、制造的分析结果反馈，以便及早对出现的问题给予解决。所以，提高计算速度是应用企业对CAE产品提出的一个要求。但是对于大型或者超大型模型的分析，在很多CAE软件当中都是相当费时间的，这一方面是因为软件本身的计算方法不科学，另一个方面是因为没有一个很好的硬件平台提供强有力的支持。

    对于如何提高CAE系统的分析速度，千叶先生也谈了目前UGS的做法。他说，为了满足这部分企业用户对速度的需求，NX Nastran针对影响运算速度的几个问题进行了改进。首先就是在算法上进行改进。千叶先生介绍说，从Nastran V2版本开始，UGS就在算法上做了很多的改进，而且效果十分明显。原来在Nastran V1当中，一个拥有13万节点的模型需要60分钟来计算，而在Nastran V2版本只需要12分钟就可以计算完成。另一个提高计算速度的方法是在硬件方面采用多个CPU共同来进行分析处理。这种方法主要针对那些超大规模的模型进行分析处理。这种方法所带来的速度的提高，是与采用的CPU的个数成正比的——也就是说，随着CPU个数的增加，计算的速度也会随之线形上升，从而达到提高计算速度的目的。但是，以往的Nastran的产品存在一个问题，就是当CPU超过4个以后，CPU个数的增加并不会带来计算速度的线形上升，因此客户对这种方法并不是很有兴趣。而UGS对这个问题进行了很好的解决，这种情况已经得到了大大的改善。
    当被问到UGS NX Nastran与目前国内的其他分析软件厂商相比，有那些明显的优势时，千叶先生很自信，他列举了几点，以证明UGS NX Nastran在中国将有很广阔的市场。他说，所有企业的目的都是要生产出一个具有市场竞争力的产品，所以他们最关心的是产品开发过程和制造过程。对于UGS来讲，其优势在于不仅可以提供CAE分析软件，而且还可以为企业提供PLM系统。这样，对于日后进行产品数据、生产数据与分析数据的关联，实现对整个数据进行管理是十分有必要的。也就是说，对于产品的分析结果需要能够根据产品设计的改变而进行相应变更。这个工作，只有在PLM当中才能够实现，而其他专注于CAE的厂商是没有办法做到这一点的。同时，UGS拥有CAD的源代码、前后置处理的源代码，以及解算器的源代码，这样，UGS的CAE产品就拥有了整套的解决方案，与那些单纯拥有部分技术的软件供应商相比，UGS所提供的产品更加适合企业使用。千叶认为第三个方面的优势是规模优势。千叶先生说，无论从人力资源还是资金投入，UGS都是很有竞争力。第四, 作为UGS核心竞争力中最关键的一条，千叶先生还提到，UGS积累了40多年的服务于航空航天、国防、汽车、重型机械以及造船等行业的经验和最佳实践同样也是UGS CAE产品的巨大优势。

    最后，对于Nastran在UGS产品线当中所占的地位，千叶先生也表示，与其他CAE厂商不同，作为领先行业的PLM厂商，UGS并不想把自己的Nastran产品定位在CAE的主力软件和独立软件，而是想把Nastran整合到公司的PLM产品环境当中来，与产品的研发中心进行整合。因此UGS把重点放在了把Nastran产品与产品全生命周期管理和设计方案联系在一起。

    记者了解到，NX Nastran一经推出,立即因其企业仿真能力具有异常高性能的数值计算能力而闻名。目前已经被一些世界领先的制造商采用(包括ATK Thiokol、戴姆勒克莱斯勒、 EADS、 Honeywell 航空、现代重工、 Liebherr、洛克希德马丁导弹与电子系统公司、洛克希德马丁空间系统公司、日产北美技术中心、Northrop Grumman 公司空间电子部、Orbital 科学公司、Raytheon 空间与空运系统、Tata Steel Textron/Cessna Aircraft和美国空军研究室（Wright Patterson AFB等）。相信中国企业在选用CAE软件的时候，又可以多一个选择了。