1. 引言

在競爭激烈的汽車(chē)與航空航天領(lǐng)域，仿真技術(shù)已成為產(chǎn)品研發(fā)不可或缺的環(huán)節。通過(guò)在設計階段驗證概念并優(yōu)化性能，仿真平臺能有效縮短開(kāi)發(fā)周期并降低物理樣機制作成本。

MODSIM（建模與仿真）作為達索系統3DEXPERIENCE平臺的核心解決方案，將CAD（計算機輔助設計）與CAE（計算機輔助工程）深度整合，為工程師提供從概念設計到虛擬驗證的完整工具鏈，實(shí)現產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程的全面優(yōu)化。

2. MODSIM技術(shù)解析

2.1 技術(shù)架構

MODSIM通過(guò)革命性的技術(shù)整合，在3DEXPERIENCE平臺上構建了統一的設計仿真環(huán)境。該方案深度融合CATIA建模技術(shù)與SIMULIA仿真引擎，實(shí)現幾何模型與仿真數據的雙向實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)。

這種架構突破傳統"設計-仿真"的瀑布式流程，支持在單一數據源上進(jìn)行多學(xué)科協(xié)作，有效消除部門(mén)間的數據孤島（詳見(jiàn)圖1）。

圖1：3DEXPERIENCE平臺中的MODSIM架構

2.2 核心功能特性

1. 深度集成：CATIA與SIMULIA原生融合

2. 早期驗證：概念階段即可進(jìn)行功能仿真

3. 智能數據處理：自動(dòng)幾何清理與參數傳遞

4. 敏捷迭代：CAD變更即時(shí)同步仿真模型

5. 統一數據源：多學(xué)科團隊共享基準模型

6. 云算力支持：HPC加速大規模仿真計算

7. 實(shí)時(shí)更新：支持設計參數的即時(shí)反饋

3. 仿真平臺選型關(guān)鍵指標

3.1 CAD系統兼容性

MODSIM與CATIA的原生兼容性保障設計數據無(wú)損傳遞，相較其他平臺減少90%的格式轉換工作。對于NX等第三方CAD系統，需評估數據接口的魯棒性。

3.2 仿真能力覆蓋度

MODSIM支持六大核心仿真場(chǎng)景：
● 結構力學(xué)分析
● 計算流體力學(xué)（CFD）
● 熱力學(xué)分析
● 電磁場(chǎng)模擬
● 多物理場(chǎng)耦合
● 系統級仿真

圖2：MODSIM設計-仿真一體化工作流

3.3 易用性評估

基于CATIA用戶(hù)界面開(kāi)發(fā)，MODSIM顯著(zhù)降低學(xué)習曲線(xiàn)。實(shí)測數據顯示，工程師平均3天即可掌握基礎仿真操作。

3.4 許可模式分析

MODSIM提供基于角色的靈活授權機制，支持按需訂閱模式。對比傳統買(mǎi)斷制，可降低企業(yè)30%的初期投入。

3.5 技術(shù)支持體系

達索系統全球技術(shù)支持網(wǎng)絡(luò )提供7×24小時(shí)響應，配套在線(xiàn)知識庫包含2000+技術(shù)文檔，并設有行業(yè)專(zhuān)屬專(zhuān)家團隊。

3.6 系統擴展能力

經(jīng)空客A350項目驗證，MODSIM可處理超過(guò)500萬(wàn)網(wǎng)格單元的超大型裝配體，支持200+節點(diǎn)并行計算。

3.7 協(xié)同開(kāi)發(fā)支持

基于3DEXPERIENCE的協(xié)同環(huán)境，支持全球20+團隊同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)仿真數據，版本管理精度達0.01mm級別。

3.8 行業(yè)實(shí)證案例

在寶馬電動(dòng)平臺開(kāi)發(fā)中，MODSIM將碰撞仿真周期從14天縮短至36小時(shí)，整車(chē)減重達12%的同時(shí)滿(mǎn)足五星安全標準。

4. 行業(yè)解決方案

4.1 汽車(chē)工程應用
? 虛擬原型：減少70%物理樣機制作
? 輕量化設計：拓撲優(yōu)化實(shí)現材料效率最大化
? 安全驗證：C-NCAP工況全場(chǎng)景覆蓋
? 熱管理系統：電池包溫控精度提升40%

圖3：MODSIM汽車(chē)快速開(kāi)發(fā)方案

4.2 航空航天應用
● 復合材料分析：層合板失效預測準確度達98%
● 氣動(dòng)優(yōu)化：翼型設計迭代效率提升5倍
● 推進(jìn)系統：燃燒室流場(chǎng)仿真誤差<2%
● 熱防護系統：重返大氣層熱流模擬精度±3%
● 多場(chǎng)耦合：機翼顫振分析時(shí)間縮短80%

圖4：MODSIM飛機結構仿真案例

5. 主流平臺能力矩陣

四大仿真平臺深度對比表（?代表能力等級）

6. 實(shí)施路徑規劃

6.1 評估階段

? 建立技術(shù)需求矩陣（KANO模型）
? 執行系統兼容性測試（POC驗證）
? 對標行業(yè)標桿案例（Benchmark）
? 開(kāi)展試點(diǎn)項目（3-6個(gè)月周期）

6.2 部署階段

● 分階段上線(xiàn)（設計→基礎仿真→多物理場(chǎng)）
● 角色化培訓體系（設計/仿真/管理）
● 構建內部專(zhuān)家團隊（認證工程師培養）
● 建立知識管理體系（企業(yè)專(zhuān)屬知識庫）

6.3 優(yōu)化階段

? 每季度技術(shù)評估（ROI分析）
? 持續能力建設（年度培訓計劃）
? 最佳實(shí)踐提煉（案例白皮書(shū)）
? 用戶(hù)反饋閉環(huán)（問(wèn)題跟蹤系統）

7. 總結建議

在數字化研發(fā)轉型背景下，MODSIM憑借其獨特的"設計即仿真"理念，正重塑汽車(chē)與航空領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)模式。該平臺不僅實(shí)現技術(shù)層面的工具整合，更帶來(lái)組織協(xié)同效率的質(zhì)變提升。

建議企業(yè)在選型時(shí)重點(diǎn)關(guān)注：

1. CATIA生態(tài)的深度整合能力

2. 多學(xué)科仿真的一體化程度

3. 超大規模模型的處理性能

4. 行業(yè)專(zhuān)屬解決方案成熟度

5. 全生命周期成本效益比

對于已部署CATIA的企業(yè)，MODSIM的遷移成本最低可達傳統方案的1/5，是構建數字孿生體系的優(yōu)選平臺。