华中科技大学材料学院教授，博士生导师 柳玉起

记者：请您谈谈塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室？研究方向？
柳玉起：塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室1990年被国家批准建立，围绕材料成型和模具开展研究工作，是全国模具技术研究领域的唯一的一个国家重点实验室。实验室主要有以下研究方向：
材料成形模拟：包括塑料、铸造和板料的成形模拟；
塑性成形模拟与模具CAD/CAM；
快速成型与快速制模；
精密成形：包括铸造、精密压铸、精密铸造等；
纳米材料成形；

记者：实验室涉足板料成形CAE分析的初衷是什么？
柳玉起：实验室CAE技术开发组从九十年代初期开始，就开始涉足板料成形有限元模拟领域，紧跟国际发展前沿，对有限元模拟涉及到的前后置处理和算法理论方面做了深入的探索。这也是我们实验室之所以获得国家重点实验室称号的主要因素。
由于板料成形的效率和精度较高，成本很低，以往采用老的加工方式生产的板件现在都改用板料成形方式生产，取得了相当可观的效益。作为协助设计、工艺分析模拟的CAE技术在板料成形领域也逐渐被企业所接受和应用。板料成形的应用范围很广，可用于汽车、家电、电子和航空航天行业等，进行车身结构分析和覆盖件成形。也可应用于一些小的电子元器件的冲压成型。
我们实验室经过近十年的研究开发，于2002年正式推出了面向模具设计和工艺方案优化的板料成形CAE集成软件系统FASTAMP，填补了国内空白，打破了板料成形CAE应用领域国外模拟软件的垄断局面。FASTAMP是国内唯一的一家板料成型软件。
目前，FASTAMP的用户有一汽模具、东风模具、天汽模具、成飞模具等。

记者：您认为CAE在企业产品研发中的定位应该是什么?
柳玉起： CAE技术可以做前沿技术研究和产品开发分析。纯粹的理论研究并没有太多意义，必须将这些技术转化为生产力，应用于实际设计当中。只有应用于实践，才能判断这个技术是否有用，是否产生效益。因此，我们实验室做软件开发的目标至少要做到可以应用于企业。
无论是汽车设计还是飞机设计，抑或是其他的机械产品的设计，CAE技术在产品开发和制造过程中将起到决定性的作用，而不再只是辅助设计开发了。
以前，我们的很多设计工作主要依靠失败、积累和经验。但是当产品研发技术达到一定程度，仅靠经验来开发设计是远远不够的。一方面，很多设计并没有积累和经验，其次，“经验”所涵盖的面很窄；有些产品（比如飞机）理论上不允许设计失败。再以汽车模具设计为例，以前老师傅凭经验试模、调模；再试模、再调模，直至成功为止。这样的试模、调模过程需要重复很多次，效率可想而知。应用CAE技术，通过分析获得优化方案，可使设计、试模时间大大减少，产品性能也更好。
在国外，CAE的应用比较普遍。

记者：您认为CAE部门在企业组织架构中的地位应该是怎样的?
柳玉起：我认为非常重要。这与企业的重视程度有关系。像天津模具，有一个十多人的CAE部门，非常重视。有的企业可能做CAE的人就很少。

记者：很多企业的应用是上游拉动，并不一定真正意识到CAE的价值？
柳玉起：确实有很多企业的CAE应用来源于上游拉动。比如：汽车模具厂，其配套汽车厂明确要求企业对模具进行校核、验证和分析。否则，企业拿不到订单。
对于汽车模具行业，生存环境就更加恶劣。现在的做法是模具企业前期就参与到汽车设计过程当中。据统计，最后中标率只有5%。如果不做分析，5%的可能性都没有。因此，企业必须去重视。

记者：CAE与实验验证什么区别?CAE能够替代实验验证吗？
柳玉起：不能完全依靠CAE。实验验证肯定是要做的，起校核和辅助设计的作用。

记者：CAE技术会对企业带来什么好处？哪些类型的企业需要CAE?
柳玉起：提高产品质量，缩短开发周期。涉及制造的企业都应该应用CAE软件，无论是结构分析还是各学科的专业分析，都需要应用CAE技术。

记者：您觉得我国具备了普及应用CAE软件的条件吗?
柳玉起：应该普及，只不过目前国内CAE应用有两个瓶颈：
1.领导层意识，领导层没有认识到CAE的好处；一些规模小的企业，看不到明显的效益，也不会购买CAE软件。
2.人才缺乏：严格说本科生达不到这个要求，甚至硕士生也达不到要求。
在国外，CAE技术人员至少是硕士，大部分是博士。而国内的博士一般不会亲自去做CAE分析仿真，他们多半是去管理仿真分析。一些没有专业背景的人应用CAE软件，只能称做操作，并不是真正意义的分析。人才缺乏是一些企业CAE应用效益不明显的原因之一。
以上两者里面，最重要的还是领导层意识。在我国东部和南部，私营企业较多，市场经济决定了他们追求利益最大化。因此，领导层相对短视一点。CAE应用的前期投入，如购买软硬件、人才储备和培养、分析优化需要一定的过程。而CAE的效益又是隐形的。就好比，一个运动员跑1000米，如果到50米发现跑偏了，这时纠正过来就好了。但是教练并不这样认为，他觉得你本来就应该按正确的方向跑。基于这样的思维，企业领导只有耗费了大量的资源和成本后发现出错了才会发现优化分析和优化设计的重要性。

记者：多学科仿真是否应该采用同一模型?
柳玉起：将来的发展一定是运用同一个CAD模型，这样就不存在数据交换和模型损失的问题。因为，一个具有上千上万个零件的产品模型，经过转换后可能会出现局部的数据损失和丢失。这样的话，从前到后的仿真分析就会有错误。因此，多学科仿真一定要有协同的集成环境。我们在开发时也考虑到了与CAD集成的问题。目前，Fastamp己经做到了UG、Solidworks等三维CAD的进行无缝集成。

记者：企业在CAE应用过程中，提出了“协同”的需求，现在“协同”有两种方式：设计的协同在PDM里，而仿真的协同在仿真数据管理系统里，现在还出现了试验数据管理，您怎么看待这个问题？
柳玉起：严格来说，仿真的数据和结果应该在企业统一的环境里管理。这样，在设计和仿真优化时可随时查看到三维模型和分析结果。设计工程师和仿真工程师在集成环境下可以很好协同，有利于同步的优化设计。对知识积累和管理方面都比较好。
现在大部分企业产品研发的过程是设计完成再做仿真，其实这是不协同，我认为在设计的过程当中，分析就可以开展了。比如，设计了1/5，就可以让分析工程师分析，分析结果反馈给设计工程师，这样，可以大大缩短产品研发时间。协同设计与仿真必须是同步的。因此，设计和分析必须是集成的平台。
管理方面，同样需要协同，一个企业有很多产品，一个零件的修改会涉及到其他产品甚至于工装模具的修改。因此，管理类软件需要在思路和理念上做一些调整和变化。
多学科仿真同样也需要集成环境。

记者：您如何看待CAE软件发展方向？
柳玉起：将来一定是集成在CAD平台的协同研发环境。独立的CAE平台将逐渐退出舞台。为什么呢？因为，我们做产品研发，只有统一了平台，多学科仿真的数据交换才有保障。协同设计才有基础。这个平台可以是CATIA、Solidworks、Pro/E平台。
我个人认为，三维CAD平台集成CAE软件的方案可能是比较好的方案。CAE软件不见得都属于CAD同一个软件厂商。CAD平台提供接口，CAE通过深层次集成来达到良好的数据交换和优化设计。以CAD为平台，进行结构优化、运动分析、多场分析及多学科分析，整个流程相对较顺。目前，一些CAD厂商并购CAE软件的例子很多。比如Autodesk收购MoldFlow等，也是希望通过CAE来带动整个系统。要知道，企业更换三维CAE的成本还是挺大的。
通用或独立CAE平台必须与CAD集成或提供数据接口，从而形成集成的协同环境。
从技术角度上说，CAE技术未来要在计算速度、精度上提高。在集成性方面，尤其是专业CAE软件，要降低使用门槛。