CAE行业史上最全面的统计！(第二部分)

计算机辅助工程在数字工程变革的浪潮中（CAE）它起着至关重要的作用。从制造业到航天工业，再到医疗卫生领域，CAE 它的应用正在促进各行各业的创新和发展。与此同时，不同国家和地区的法律法规也不同 CAE 对技术的实施和发展产生了深远的影响。

一、CAE 的设计流程

计算机辅助工程 ( CAE ) 工具的设计过程涉及几个关键阶段，以确保优化产品的性能、成本和可靠性。起初，这个过程是由计算机辅助设计的。（CAD）最初，这里建立了商品物理几何结构。

下一步是预处理，通过定义材料、初始条件和负荷来准备模型进行分析。

CAE 主要涉及各种类型的模拟，例如有限元分析 ( FEA ) 、流体动力学的计算 ( CFD ) 跟随多体动力学 ( MBD ) 。

这些模拟使工程师能够通过分析应力、热传递、流体流动和机械运动来预测商品在不同情况下的表现。

后处理包括检查模拟结果，以改进和优化设计。例如，Autodesk Fusion 和 Siemens Simcenter 提供了将 CAD 与全面的 CAE 综合功能平台。支持虚拟原型设计，减少对物理测试的需求。

这一集成有利于加快商品开发进度——通过及时发现和纠正潜在问题，可以降低成本，提高产品特性。

二、CAE 应用于不同行业

1. 制造业：

计算机辅助工程 ( CAE）在设计和生产过程中集成了先进的模拟、提升和验证技术，从而彻底改变了制造业。

有限元分析 ( FEA ) 以及流体动力学的计算 ( CFD ) 等 CAE 应用程序使制造商能够预测和提高真实环境下的产品性能，而无需进行大量的物理原型设计。

例如，在汽车行业，宝马等公司使用 CAE 进行数字碰撞试验，以降低与物理试验相关的成本和时间。

另外，机器人焊接和 CNC 加工等制造工艺也可以从中获得。 CAE 因为它能提高操作，提高材料利用率，所以中受益。

Autodesk Fusion 和 PTC 的 Creo 等待工具全面提供 CAE 功能性，支持从最初设计到最终制造的全过程，从而简化工作流程，提高产品质量。

2. 航天工业：

MSC 这个软件是因为它的名字 MSC Nastran 代码是先导，代码来源于先导， NASA 构造分析工具是阿波罗太空计划开发的。 1971 自2008年商业发布以来，对社会产生了深远的影响。

到 2003 年，NASA 觉得 MSC Nastran 经济贡献高达 100 十亿美元。突出其正在推进有限元分析 ( FEA ) 以及流体力学的计算 ( CFD ) 发展的关键作用。

如今，MSC 该工具在航天工业模拟领域继续处于领先地位，从月球着陆器的动力到新型机器人车辆的外星探索。

最新的研究突出了哈尔滨大学、麻省理工学院等机构。 MSC 对于能够在崎岖行星地形上导航的正方体卫星和机器人着陆器的创意设计起着关键作用。

在月球基地、小行星采矿、火星殖民等项目的推动下，商业对太空的兴趣日益增强，MSC 的 CAE 对于未来太空技术和基础设施的概念化和优化，解决方案仍然不可或缺。

3. 医疗保健产业：

计算机辅助工程 ( CAE ) 改变了医疗保健行业的应用，提高了各种医疗工艺的精度和质量。

CAE 在个性化医疗设备(如假肢和植入物)的设计和制造中得到了广泛的应用，这些设备可以根据个体患者的解剖结构进行定制，从而达到更好的附着力和功能。

术前的手术计划也得益于手术 CAE，它允许外科医生模拟和计划复杂的手术，从而降低风险，改善结果。

此外，CAE 该技术促进了复杂组织工程解决方案的开发，从而建立了仿生组织支架，支持再生医学工作。

通过改善医疗数据的可视化和提取，这些技术还可以帮助医疗诊断和管理，从而帮助医生做出更准确的治疗决策。

比如，Clinials 等待创业公司使用 AI 驱动的 CAE 优化临床试验招聘工具。与此同时，Varico 等待公司利用这些技术对男性不育等特定疾病进行个性化治疗。

4. 电子产业：

计算机辅助工程 ( CAE ) 电子产业正在通过商品设计与开发的精确模拟与优化，彻底改变。

CAE 应用程序包括有限元分析 ( FEA ) 、流体动力学的计算 ( CFD ) 以及电磁模拟，这些都是印刷电路板 ( PCB ) 和集成电路 ( IC ) 复杂的设计过程尤为重要。

比如，Altair SimSolid 它是一种尖端工具，可以为复杂的电子系统提供快速准确的多物理模拟，大大减少了网格划分和几何简化所需的时间和精力。

另外一个例子是 Ansys 与 NVIDIA 希望通过加快运算的合作， AI 提高模拟能力，促进模拟 6G 下一代技术的发展，如自动驾驶汽车。

CAE 这些工具的进步可以帮助工程师在设计过程的早期预测和处理潜在问题，从而生产出更高效、可靠、高成本的电子设备。

5. 化工行业：

计算机辅助工程 ( CAE ) 通过提高各种工艺的效率和准确性，改变了化学产业。

数字孪生和模拟软件 AI 驱动建模等 CAE 工具使化学工程师能够对复杂的化学工艺进行高精度的设计、检测和优化。例如，数字孪生可以实时监控和模拟化工厂，有利于预测性维护和工艺优化。

Ansys 与 NVIDIA 合作，运用 AI 加快计算，提高仿真软件的功能，从而显著改进新的化学工艺和材料设计与检测。

此外， Tree-Tower 等待创业公司的使用 CAE 智能化学制造是通过虚拟测试和快速原型制造实现的。

这些进步不仅降低了成本，提高了安全性，而且通过最大限度地减少化学生产过程中的浪费和能耗来支持可持续实践。

CAE 规章统计

各国的计算机辅助工程 ( CAE ) 法律法规存在很大差异，反映了不同的标准、合规要求和行业需求。

在美国，CAE 实践受到严格的行业标准和政府法规的制约。特别是在精度和安全性非常重要的领域，如航天工程、汽车和国防。

在欧洲，法律法规通常与欧盟对数字工程和模拟的指示一致。德国、英国和法国正在采用先进的国家。 CAE 为了保持车辆和航空航天行业的竞争优势，技术处于领先地位。

尤其是德国，在其高速发展的汽车工业中，它要求 CAE 应用于全面的检测和验证过程。

中国和日本等国家在亚太地区。 CAE 在应用方面取得了快速增长。这是由于政府采取的措施来提高制造能力和技术进步。

中国的监管环境将重点放在将会上。 CAE 为了支持其不断扩张的制造业，融入工业设计应用。而且日本的监管框架强调精密工程和高质量标准。

这一地区法规的不同影响 CAE 开发和实施技术，进而影响全球市场动态和竞争战略。

显然，CAE 未来包括人工智能和 ( AI ) 与机器学习的进一步融合将增强模拟工具的预测能力。此外，基于云的解决方案有望增加，为各种规模的企业提供更容易浏览和扩展的选项。这些进步将进一步简化设计过程，降低成本，改善产品创新。

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