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在工业数字化浪潮下,AI 正在深度改造 CAE 仿真工作流。传统 CAE 依靠求解器迭代运算,面对复杂模型往往耗时数小时甚至数天,设计迭代、方案筛选、数据挖掘环节效率受限。如今不少主流 CAE 平台已经嵌入 AI 模块,把几何深度学习、降阶建模、机器学习融入仿真全流程。
Simcenter PhysicsAI
PhysicsAI 前身属于 Altair,被西门子收购之后归入 Simcenter 产品矩阵,是面向几何的深度学习仿真工具,可作为 HyperMesh、STARCCM + 的附加模块使用Siemens。
和普通代理模型不同,PhysicsAI 采用几何深度学习,不局限于参数化模型,能够直接学习 CAD、网格模型几何形态与物理性能之间的关联关系Siemens。工程师利用历史仿真数据集完成模型训练,面对全新的设计变体,不需要重新启动传统求解器,AI 就可以直接输出应力、流场等结果,推理速度相比传统求解器最高可快上千倍,把仿真耗时从小时级压缩到秒级。
它的核心价值集中在产品早期设计阶段。在概念方案多、需要大批量对比选型的时候,用 PhysicsAI 快速遍历大量设计变体,完成初步筛选,再把少数优质方案交给传统求解器做高精度校核,大幅拓宽设计探索空间。工具自带结果验证指标,能够评估 AI 预测可信度,规避纯 AI 输出带来的工程风险,支持结构、流体等多物理场场景,不绑定特定求解器,可兼容第三方 CAE 模型数据。
注意:PhysicsAI 输出适合方案筛选,安全认证类工况仍然需要传统求解器结果作为最终依据。
Simcenter RomAI
RomAI 同样源自 Altair,现在为西门子 Simcenter 旗下 AI 降阶建模工具,聚焦高精度仿真数据的轻量化处理。
传统 FEA、CFD 模型自由度动辄几十万上百万,用于系统仿真、硬件在环、数字孪生时计算压力巨大。RomAI 结合深度学习与动态系统理论,读取高精度仿真快照或者实物测试时序数据,自动训练 AI 降阶 ROM 模型,把高维复杂模型压缩为轻量模型,保留核心物理特性的同时实现毫秒级运算Siemens。
它采用无代码操作界面,工程师无需深度掌握数据科学知识,就可以完成数据集清洗、异常点过滤、模型训练、精度校验整套流程。训练完成的降阶模型支持导出 FMI、C 代码、DLL 格式,可以嵌入到系统仿真平台、数字孪生系统、硬件设备当中运行。
和 PhysicsAI 做个简单区分:PhysicsAI 偏向早期设计,输入新几何做性能预测;RomAI 偏向成熟工况,把已有的高精度仿真转为可部署的轻量化模型,多用于数字孪生、多学科系统仿真、实时优化场景,两者可以搭配使用,覆盖从概念设计到落地孪生的完整链路。
RapidMiner
RapidMiner 最早是独立数据科学平台,被 Altair 收购,随 Altair 整体并入西门子工业软件产品线,定位为 CAE 生态的数据底座,承接仿真、试验、生产海量数据的挖掘工作。
仿真工作会产出海量结果文件、试验记录、DOE 参数数据,人工整理筛选、查找参数性能规律工作量巨大。RapidMiner 提供拖拽式零代码机器学习工作流,工程师不用编写大量 Python 代码,就可以完成仿真数据清洗、异常样本剔除、特征相关性分析、规律挖掘,搭建预测模型,厘清输入参数和产品性能之间的内在联系。
在 CAE 业务中,它可以承接仿真前后的数据处理工作:一方面为 PhysicsAI、RomAI 提供高质量训练数据集;另一方面对大批量仿真结果做后统计分析,挖掘影响产品性能的关键因子,支撑参数优化、故障溯源。同时支持流程模板固化,企业可以把成熟的数据处理流程保存复用,减少重复劳动,兼顾工程师快速使用和数据科学家深度二次开发的需求,支持本地、云端多种部署模式。
三套工具如何协同落地 CAE&AI
三套工具定位互补,构成完整的 AI 仿真链路:RapidMiner 负责仿真与试验数据清洗、特征提取,产出高质量数据集;PhysicsAI 利用数据集训练几何深度学习模型,完成前期大批量方案快速筛选;筛选后的重点方案,通过传统求解器产出高精度结果,再由 RomAI 生成可部署降阶模型,对接系统仿真、数字孪生应用。
AI 在 CAE 中是效率放大器,而非完全替代传统求解器。涉及安全合规的正式验证计算,依旧需要标准求解器输出结果;AI 更多承担方案粗筛、迭代加速、数据挖掘、实时孪生等任务,帮助工程师把精力集中在方案决策,而不是消耗在反复等待仿真计算上。
广州市智造软件科技有限公司是一家集CAE软件销售与技术服务、CAE 工程咨询、专业技能培训、软件二次开发及工程 AI 应用于一体的综合型技术服务商。另外,公司还是西门子Simcenter核心代理商,可提供正版Hyperworks、Simcenter仿真、Rapidminer AI仿真、PBSWorks高性能计算平台全链条方案,涵盖软件销售、定制开发与技术支持。