發(fā)布者：凱思軟件發(fā)布日期：2025-04-30瀏覽量：
一、什么是Modsim？
Modsim通過(guò)構建真實(shí)世界系統、產(chǎn)品或流程的數字化模型，并基于仿真分析其動(dòng)態(tài)行為，幫助工程師、設計師及決策者洞察系統動(dòng)力學(xué)、預測性能并優(yōu)化流程。其核心在于將建模（CAD）與仿真（CAE）集成于統一的數據模型中，打破學(xué)科壁壘，實(shí)現產(chǎn)品開(kāi)發(fā)全流程的無(wú)縫協(xié)作。MODSIM不僅能縮短開(kāi)發(fā)周期、降低對物理原型的依賴(lài)、減少成本，還能提升產(chǎn)品質(zhì)量與創(chuàng )新能力，成為企業(yè)保持競爭力的關(guān)鍵工具。
圖1 ModSim示意圖
二、MODSIM基本原理
1. 建模
o 建模是MODSIM的起點(diǎn)，通過(guò)數學(xué)方程、CAD幾何模型或流程圖等形式抽象現實(shí)系統，提取關(guān)鍵特征并建立虛擬映射。
o 建模需根據目標選擇合適方法：例如，結構完整性分析需依賴(lài)3D CAD模型與有限元分析，而生產(chǎn)線(xiàn)效率評估可采用離散事件仿真。
2. 仿真
o 仿真是MODSIM的動(dòng)態(tài)核心，通過(guò)輸入參數、定義場(chǎng)景并運行模型，模擬系統隨時(shí)間演化的行為，輸出可視化結果以指導優(yōu)化決策。
o 典型案例包括飛機機翼性能仿真、核反應堆故障模擬等，可替代高風(fēng)險物理實(shí)驗，顯著(zhù)降低成本。
3. 集成化平臺
o MODSIM通過(guò)集成建模與仿真工具（如3DEXPERIENCE平臺），實(shí)現數據模型無(wú)縫銜接，支持跨學(xué)科協(xié)作與迭代優(yōu)化。
三、MODSIM有什么用？
|
優(yōu)勢 |
具體效益 |
|
縮短上市時(shí)間 |
開(kāi)發(fā)周期縮短高達90%，物理原型迭代減少，早期驗證加速產(chǎn)品成熟度。 |
|
降低成本 |
減少物理原型依賴(lài)（成本降低20%），避免后期設計缺陷，優(yōu)化資源利用率。 |
|
提升質(zhì)量與可靠性 |
虛擬環(huán)境全面測試性能，識別潛在失效點(diǎn)，系統性提升產(chǎn)品耐用性與合規性。 |
|
驅動(dòng)創(chuàng )新 |
支持快速迭代與非傳統設計探索，降低試錯風(fēng)險，激發(fā)跨學(xué)科協(xié)作創(chuàng )造力。 |
|
優(yōu)化決策 |
基于仿真的數據驅動(dòng)決策，支持“假設分析”，降低不確定性并提升戰略規劃準確性。 |
|
增強協(xié)作 |
統一平臺打破信息孤島，實(shí)現多部門(mén)數據共享與實(shí)時(shí)協(xié)同，提升開(kāi)發(fā)效率。 |
四、MODSIM的跨行業(yè)應用
1. 航空航天與國防
o 飛機氣動(dòng)性能仿真、武器系統驗證、虛擬訓練場(chǎng)景構建。
圖2 飛機發(fā)動(dòng)機設計
2. 汽車(chē)制造
o 車(chē)輛動(dòng)力學(xué)仿真、動(dòng)力總成優(yōu)化、碰撞安全測試。
o 應用價(jià)值：通過(guò)虛擬原型設計降低開(kāi)發(fā)成本40%。
圖3 modsim應用汽車(chē)設計仿真
3. 能源與基礎設施
o 電網(wǎng)穩定性分析、可再生能源系統建模、交通網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化。
4. 醫療健康
o 手術(shù)模擬培訓、藥物研發(fā)建模、醫療資源分配優(yōu)化。
5. 制造業(yè)
o 生產(chǎn)線(xiàn)虛擬調試、供應鏈仿真、機器人離線(xiàn)編程。
五、MODSIM全生命周期應用
1. 概念階段：可行性驗證與早期風(fēng)險評估。
2. 設計階段：多物理場(chǎng)仿真優(yōu)化結構、熱力學(xué)與電磁性能。
3. 驗證階段：虛擬測試替代物理原型，加速認證流程。
4. 生產(chǎn)階段：工藝參數優(yōu)化與瓶頸識別，提升運營(yíng)效率。
5. 運維階段：構建數字孿生體，支持預測性維護與產(chǎn)品升級。
六、挑戰與未來(lái)趨勢
1. 當前挑戰
o 模型精度與計算資源需求的平衡、跨領(lǐng)域專(zhuān)業(yè)知識整合、仿真數據驗證復雜度高。
2. 未來(lái)方向
o 人工智能融合：利用機器學(xué)習自動(dòng)生成高精度模型。
o 數字孿生普及：實(shí)時(shí)數據驅動(dòng)的動(dòng)態(tài)仿真系統。
o 云端協(xié)同：基于云平臺實(shí)現大規模分布式仿真。
o 工具智能化：開(kāi)發(fā)低代碼界面與增強可視化功能，降低技術(shù)門(mén)檻。
七、MODSIM實(shí)施應用
MODSIM通過(guò)整合建模與仿真技術(shù)，已成為工業(yè)數字化轉型的核心驅動(dòng)力。其在縮短周期、降低成本、提升質(zhì)量與促進(jìn)創(chuàng )新方面的價(jià)值已得到廣泛驗證。未來(lái)，隨著(zhù)AI、物聯(lián)網(wǎng)與云計算技術(shù)的深度融合，MODSIM將進(jìn)一步推動(dòng)工業(yè)效率革命，成為實(shí)現可持續競爭力的戰略基石。
MODSIM的實(shí)施也是一個(gè)難度較大的工程，需要選對服務(wù)商，一家好的實(shí)施服務(wù)商不僅是對產(chǎn)品落地的最佳驗證，更是對企業(yè)未來(lái)發(fā)展打好基石！這里要特別推薦廣州凱思軟件工程有限公司，作為達索MODSIM在國內的核心戰略伙伴，擁有資深和豐富實(shí)施經(jīng)驗，具體如下：
1、歷史積淀最深：歷史最悠久的MODSIM服務(wù)商，擁有接近30年服務(wù)經(jīng)驗，深度參與工業(yè)裝備、高科技、消費品、汽車(chē)零部件等行業(yè)的標桿項目，開(kāi)拓了達索多個(gè)行業(yè)的首個(gè)成功案例；
2、達索口碑標桿：連續多年獲評達索體系獎項“最佳實(shí)踐合作伙伴”“中國數字化企業(yè)解決方案優(yōu)秀供應商”“工業(yè)裝備行業(yè)杰出貢獻”；
3、全場(chǎng)景覆蓋能力：服務(wù)范圍涵蓋從需求分析、實(shí)施到后期運維的全生命周期，擁有大量成功案例，在需求響應效率與問(wèn)題解決能力上廣受客戶(hù)認可；
4、技術(shù)生態(tài)引領(lǐng)者：被譽(yù)為達索實(shí)施生態(tài)圈的“黃埔軍?！?，培養的專(zhuān)家團隊遍布行業(yè)，推動(dòng)國內MODSIM人才的標準化建設。
