ANSYS的仿真软件推进创新技术发展
英文原文：http://www.businessweek.com/articles/2013-03-07/ansys-aids-innovation-with-its-simulation-software#p1
风动力学：彩色线条显示出无扇叶风扇的送风风向和效果(Dyson提供照片)
Jim Shaikh的第一个儿子Danial于6个星期前诞生，小家伙体重只有3磅，每两个小时就要喝奶。Shaikh要深夜起床，把提前挤好的母乳从冰箱里拿出来，再把奶瓶放进装有水的锅里在炉子上加热。Shaikh说：“有时我困得又睡着了，然后楼上家里人都冲我叫。有时我会把奶热得太烫。我真是不太会照顾孩子。”
Shaikh是位工程师，此前帮BMW设计汽车。他决定自己搞个发明来解决照顾孩子的问题。他设计了一种奶瓶，能马上把奶热到预定的温度。在测试奶瓶的过程中，Shaikh并没有一次又一次地构建原型，而是借助ANSYS软件通过数字化的方式让他的发明成型。ANSYS是一家总部位于宾夕法尼亚州Canonsburg的公司，目前已经悄然占据了制造业仿真这一市场。ANSYS的模型能为Shaikh展示不同塑料在加热后的表现以及不同奶嘴设计对奶流的影响。Shaikh说：“现在所有设计都是仿真完成的。”
汽车：汽车风阻建模显示出设计对燃油经济性的影响(Volvo提供照片)
从1970年成立至今，经历40多年的积累，ANSYS已经发展为全球最大的仿真软件供应商，仿真软件的价格根据仿真内容的不同介于数千到数万美元之间。ANSYS公司员工2400多人，包括600名博士，他们所创建的算法能反映各种物理规律，使ANSYS程序几乎可以对任何事物进行建模和分析评估。ANSYS的总客户数量达到4万，世界工业百强企业中的96家都采用ANSYS技术评估产品材料和耐用性。此前，经验丰富的工程师要打造数十个模型才能获得最终产品，而现在最多只需几个，从而节约了时间和资金。用计算机辅助设计（CAD）创建的工作也能导入该仿真软件进行进一步分析。
ANSYS的软件源自数十年前西屋电器公司（Westinghouse Electric）核能研究团队的工作。当时这个团队希望建立模型以了解反应堆对压力以及地震等不可预见因素的承受能力。ANSYS公司的创立理念是他们相信这种仿真工具也能应用于其他产业。自1996年公司股票上市以来，市值已经增长了2200%以上，3月6日每股收于79美元的高点。2月28日，ANSYS发布的2012年数据显示，2012年营收达8.077亿美元，相较上一年的7.011亿美元进一步提升。今年，公司预计软件销售额可达9亿美元。
利用圆柱形线条对飞机机身承压建模(NatAir Travel提供照片)
Shaikh于2007年开始用ANSYS软件开发婴儿奶瓶，2年后设计出了最终成品Yoomi。Yoomi奶瓶不需要放在热水中整体加热，而是采用内部加热元件在婴儿吸奶时为流过通道的奶加热。Shaikh说：“这里的关键部分是奶通道，必须在一定时间内获得尽可能多的热能。这是一个流量和热传递问题。”
将计算机设计的奶瓶外形导入ANSYS后，Shaikh和另外三名工程师从下拉菜单中选择不同类型的塑料材质，而且软件会为他们显示每种材料保持热量的能力。他们通过对不同设计中的奶流量进行建模，发现瓶中的空气会阻碍奶的流动，并对温度造成影响。
工程师曾经需要昂贵的超高功率计算机来运行这种测试，而现在一台笔记本电脑就能完成。Shaikh及其团队选择某种设计，再让ANSYS运行大量的仿真，不断微调各种参数。在完成所有测试工作并找出最理想的规范标准后，他们再花1500美元构建最终的物理模型。Shaikh说：“没有仿真软件我想我们根本走不到这一步。”
ANSYS的客户Head Sport在澳大利亚的实验室建立一支仿真团队，为德约科维奇等巨星设计网球拍。Head Sport的研发经理Stefan Mohr指出：“如果没有仿真，我们根本没办法发挥某种材料的极限性能，因为所需的原型数量实在是太大了。而现在我们可以越来越接近材料的物理极限。”
Head每年设计30到40款球拍，每款产品都有独特的属性，包括所用材料类型或坚硬程度等。有了ANSYS，该公司就能仿真球拍击球情况，并对球拍框架的即时响应和长期磨损进行建模。 Mohr表示 ：“我们采用一般演进算法构建硬度优化机制。我们测试了 1千万种球拍设计方案。”
测试球拍击打网球时的弯曲情况，避免球拍断裂(Head Sports提供照片)
红色和橙色显示出3D眼镜的薄弱点
虽然竞争对手的建模工具不如ANSYS软件的应用范围广泛，但一些公司推出了针对特定行业的建模软件。太阳能领域新兴企业GlassPoint的首席技术官Pete von Behrens是位自学成才的工程师，他使用的就是ANSYS的竞争产品Solidworks。他表示，该技术近期取得了一些重大进展，能提供相应工具让一名工程师完成一个团队的工作。Von Behrens说：“我们现在所做的工作在10年前是根本无法做到的。”
设计专家指出，他们担心年轻工程师现在太强调仿真而不知道怎么去构建物理实体。说到底，要由工程师来建立软件的约束条件，而且仿真参数的设定要求工程师必须了解物理世界的复杂性。ANSYS的首席执行官Jim Cashman III在谈到他的软件时指出：“仿真技术能让一名好工程师变得伟大，但无法把坏工程师变好。”
结论：仿真软件领域的主导企业预计今年营收达9亿美元，比去年提升11%。
