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说说工业软件研发的“难点”(1)

奇正资讯 > 行业新闻 更新时间:2023/5/12

这里的工业软件主要指CAD/CAE/CAM/EDA/CFD/TCAD等设计仿真验证类软件。

经常看到这张图:

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公众号介绍的内容主要是上图中的研发设计类。

其中生产控制类嵌入式工业软件归为工业软件没问题,但是把运营管理类协同集成类也归为工业软件就有点离谱了,因为这类公司实在太多了,且很多是上市公司,在国家重视工业软件,且成为风口的大环境下,不知道是否有意为之

这里介绍的技术“难点”来源于作者长期研发过程中碰到的问题,包含了软件研发内容,偏向于实际工程应用。


1. 如何定位仿真和试验之间的误差:这是个系统问题,一般而言,仿真结果很难和试验完全匹配,原因是多方面的,很多时候仿真也不是追求完全和试验精准匹配,而是得出符合规律的结论。

2. 如何提升超大模型的性能:一直以来,超大模型处理是任何一款软件容易出现瓶颈的内容,也是公众号介绍的重点,参见超大模型处理系列文章 工业软件研发中处理超大模型(9)--ChatGPT介绍的方法  和 一篇文章入门仿真软件性能优化

3. 软件架构设计:软件架构设计是软件产品的框架性内容,需要经验丰富的软件研发经验。参见CAE软件架构设计

4. 网格自适应加密相关:自适应网格加密和几何,网格,求解器紧密相关,不同领域的自适应加密重点不尽相同,也是需要长期积累的技术项。参见 深入理解数值计算网格(全篇)

5. 高效生成六面体:目前为止,商业CFD软件可以全自动生成六面体网格,而结构分析中很难全自动生成高质量的六面体网格。

6. 大规模线性方程组求解效率和准确性:大规模线性方程组的高效稳定求解仍然是世界性难题,也是公众号介绍的重点,参见 一篇文章入门大规模线性方程组求解

7. 高性能计算,分布式/并行计算:这块涉及到各种工具和第三方库的使用,是需要长期试验积累的技术项。

8. 几何清理和修复:现在仍然没有一个工具能够完全高效,自动化进行几何清理和修复。未来也是可以借助AI的内容。参见 深入剖析三维几何内核(全篇)

9. 根据业务网格全自动化生成:理想的网格是同时符合几何和物理场分布的网格,包括商业软件在内,一次性生成满足要求的网格目前仍然很难实现,依赖工程师经验。

10. NP问题求解:NP问题在很多优化设计领域仍然缺乏全局最优解

11. 优化算法实现和应用:优化算法的有效性严重依赖实际模型,缺乏统一通用的模板,同时也依赖工程师经验。一篇文章入门计算机辅助优化(Computer Aided Optimization)

12. 理解偏微分方程的解析解和数值解:这个就是基本功,没什么好讲的

13. CFD里湍流模型理解和应用:湍流模型众多,实际项目中选择合适的湍流模型非常依赖经验;湍流模型参数众多,研发中也是需要调参积累经验的工作项。

14. EDA软件虽然小众,但是却是整个半导体行业的基础,而且覆盖面相当广,要有一个全流程的知识体系也需要长期积累。参见 一篇文章了解EDA(全)

15. 多物理场中的耦合计算:目前大部分耦合计算为弱耦合和单向耦合,强耦合难有工业应用,但实际上强耦合求解才更符合物理规律。

16. 回归测试功能:工业软件需要建立庞大的回归测试用例,每次新加功能和调整,需要保证所有回归测试正确。

17. FEM/FVM/FDTD/MOM/LBM无网格等数值方法的理解:数值方法的理解是求解器开发的基础,但是复杂的物理和数学提高了求解器开发门槛,这块需要长期的学习应用和经验积累,没有捷径。

18. 工程中的边界条件理解和应用:边界条件处理是偏微分方程中的重中之重,在实际工程应用中决定了仿真的准确性。

19. 各种求解线性方程组库的功能,性能测试:这个需要根据业务选择合适的库,作为基础性功能也是需要长期测试积累的内容。

20. 第三方几何文件交互:全球主流CAD软件有几十家,目前只能借助于第三方商业组件完成交互。


本文转载自plm之神公众号

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