CAE工程師,該何去何從?

作為一個CAE工程師,熟悉或者掌握一兩個甚至兩三個CAD、CAE軟件不是稀奇事。從本世紀初到現在,有限元理論日益完善,有限元軟件公司的編程、運營、銷售日趨成熟,國內有限元軟件市場逐漸飽和,CAE工程師面臨的工作環境也今非昔比。

網格不再是CAE工程師的專利

上大學的時候,上CAE課程主要是介紹性質,一門課一個學期要學習五六種CAE軟件,平均每個軟件接觸時間不到五個課時,授課老師在介紹某個軟件的時候,會找來熟悉該軟件操作的研究生學長來指導操作和教學。

那時候,對會劃分網格,能計算出結果雲圖的師兄們,那種崇拜之情猶如滔滔江水連綿不絕,又如黃河氾濫一發而不可收拾。

那個年代,畫網格真正是個技術活。幾何體整理、修剪、切割到網格劃分,網格質量好壞直接決定於軟件操作者的劃分思路和操作技術。現今,隨著各大有限元軟件公司的迅速發展,主流CAE、CAD軟件版本更新速度越來越快,每次軟件版本的更新都攜帶者軟件自身向更智能化、更自動化、更人性化,也就是更傻瓜化邁進一步。

雖然現在網格劃分仍然佔據CAE工程師工作時間的主要部分,但不能不承認,如今網格劃分更加快速,更加簡便。近二十年來,網格劃分已經經歷了手動到半自動到自動化分的轉變。

CAE工程師,該何去何從?

甚至現在很多CAD軟件也自帶了分析模塊,像SolidWorks的Simulation模塊,CAE過程十分機械和傻瓜,網格劃分也十分簡單,但是計算並不因為網格劃分過程簡單化而失去精度。對於很多CAE初學者來說,往往在CAE軟件中花費一兩天畫出的網格,其質量和計算精度還不如在CAD軟件裡十分鐘的自動化分網格和計算。

雖然CAE工程師往往被外界稱為網格工程師,但我認為,只有本世紀初以及之前的CAE工程師才真正符合這個稱謂。

網格劃分簡單化和傻瓜化使得CAE分析的門檻降低,前處理技術的重要性日趨下降,CAE工程師的地位變的尷尬。有人會說,CAE軟件操作可以大眾化,可以被CAD工程師取代,但是CAE工程師的專業理論基礎無法替代。

那我請問CAE工程師們,有多少人在工作中用到理論知識?大多數人的工作只針對項目,項目只要結果。

CAE軟件可操作性越來越強,CAE行業入門門檻越來越低,就像一個博士師兄說的,找個高中生畢業的孩子,培訓三個月,不用告訴他為什麼,也可以畫網格。當然有點誇張,但事實是,雖然目前CAE工程師仍然可以以前處理技術獨樹一幟,但越來越不能保證CAE工程師以後具有競爭力。

結構優化成為新寵

當CAD軟件開始分析計算的時候,CAE軟件不再滿足於分析計算,開始著眼於結構優化。拓撲學的發展支持了CAE軟件在這方面的可行性。

上世紀七十年代開始,CAE有了拓撲優化功能,幾十年的發展,目前公認最好的優化軟件是Altair公司的OptiStruct。其他軟件也隨之著眼於優化領域,ANSYS14.0、ABAQUS6.12都具備了拓撲優化功能。

雖然結構優化在四十多年前就引入了CAE軟件,但是中國CAE領域開始重視這方面還是近年的事情。原因是中國製造業經過這些年的發展,已經開始從製造向創造轉變,雖然目前只是模仿和改造,但至少說明在向著這個方向發展。各大仿真論壇熱搜詞彙裡必然存在一個詞就是結構優化,似乎也能說明一定的問題。

CAE工程師,該何去何從?

優化成為CAE新寵是必然,拋開行業需求,從CAE工程師自身來說,首先,隨著網格劃分自動化,分析計算不再是CAE的專利,CAE工程師在這方面的競爭力不如從前;其次,相比較分析計算來說,優化還是需要一些理論基礎的,這就是說相對分析計算來說,優化的門檻會相對較高,至少近年不會被其他行業“嗆行”。

現在某些CAD軟件也有優化功能,雖然它的算法、效率、合理性上還不如CAE軟件,但是它省略了前處理,計算結果也具有一定參考價值,最重要的,它說明了結構優化也有簡單化的趨勢。

CAE工程師的發展方向

能畫出高質量網格,做得了分析計算,那是舊時代對CAE工程師的要求。當然,如果沒有更高目標的追求,能做到以上兩點,也是不錯的。

著眼未來,個人認為,CAE工程師的方向應該是:

一、優化:上面說了那麼多,總的來說,現階段以及以後很長時間階段,優化是CAE工程師的優勢。除非中國製造業就打算一直靠抄襲過日子,要不然,製造業只要需要創新創造,就需要自主的設計,只要需要自主設計,就需要結構優化。

二、編程:CAE軟件的用戶界面系統使得CAE工作變成了窗口操作,但其核心還是計算機語言程序。如果說劃分網格分析計算是小學學歷,學會優化頂多算初中生,但如果熟悉編程,那就是大學畢業。因為本人所說的編程不僅僅是“Hello World”,更重要的是程序後面的力學原理。很可惜,估計一百個人裡也沒有一個能熟練編程又精通有限元原理。但就算只是簡單掌握某種可以和CAE軟件接口的計算程序,就可以做CAE軟件開發、二次開發、軟件對接、提高計算效率……最重要的,永遠都會顯得你夠牛X。

--THE END--

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