Autodesk的CAE分享

個人跟 Autodesk 的 CAE 開始接觸過程可以說是一連串的意外。

工作經驗上我是從一個機械設備設計工程師開始，
一開始是使用 AutoCAD R10 到 AutoCAD 2004 版，
後來受命負責評估導入3D CAD 軟體 (MDT、Inventor、Solidworks、SolidDesigner、ProE、SolidEdge)，
考慮單位工作性質與原先使用的 AutoCAD 版權延續(費用)，
最後決定選用Inventor進行機械設計，
跟Inventor的淵源是從R2開始評估，開始使用在R5.3開始，R7全面導入應用在單位中的新設備開發設計，
因為在導入的使用者中算是成效還不錯的，
所以跟代理商大塚及Autodesk台灣分公司就越來越熟，熟到結束第二份工作前被邀請到代理商工作，
在進代理商工作前，總共有12年又7個月的日子(1995/6~2007/12)都在做機械設備設計、規劃以及管理，這段時間中除了偶而看跟試用以外，幾乎沒有再碰過 CAE 軟體。

但是最早接觸CAE是從大三修有限元素法開始，那時候都還在用 DOS 跟 ANSYS 的第二版作很簡單的軸對稱元件應力應變。
一個不小心就暴露我的年齡...

碩士班則有用過 Mentat + Marc 跟 ProMechanica，
但是碩士論文是改寫在大型的向量平行電腦上的求解器程式，
出來作設備開發設計工作以後反而都沒有在用CAE軟體，
只有一次用AutoCAD Mechanical 2004的 2D FEA 功能模擬鋁擠型斷面形狀的應力分佈狀態。

圖片取自Autodesk官網說明文件

進代理商大塚才開始回頭接觸 CAE 軟體，
這時候公司代理的 CAE 軟體是 Algor，
一套我從來沒聽過、也沒用過的軟體，
硬著頭皮自己看 Tutorial 文件跟影片學，彷彿又回到學生時代的感覺，
同時也負責 Inventor 的應用跟掛在上面的"應力分析"與"動力學模擬"功能的推廣與技術支援。

之所以說負責 Autodesk CAE 是意外，是因為 Autodesk 原本沒有 CAE 軟體，
從 Algor 被Autodesk 併購 (2008) 開始，
名稱從 Algor 改成Autodesk Algor Simulation，再改成Autodesk Simulation Mechanical。

Algor的程式介面與Logo，圖片取自原Algor官網

2009年又併購Moldflow，也短暫支援過該軟體，但是相關背景知識實在不行，也沒有時間顧，後來還是另請高明負責。

Moldflow介面與Logo，圖片取自維基百科

2011 再多了一套 Autodesk Simulation CFD (原來是Blue Ridge Numerics Co.的 CFDsign 被Autodesk 併購)，
因為之前有花時間在 Algor CFD，所以這個也算我的！！！
公司的業務跟主管根本搞不清楚 CAE 軟體還有分結構、熱流、模流、電磁、多物理...
不過在 2014 年有找進來一個前友商負責支援 CFD 的工程師 Derek，這部分就逐漸改由 Derek 為主；
從 2008 年尾買進 Algor 到 2011 買進 CFDesign 這段時間，
Autodesk公司的反應非常有趣，一開始狂介紹 Algor 的CFD應用與圖片，
到買進 CFDesign 後，迅速拿掉 Algor 中的 CFD 功能，
從反應的過程中就可以知道Autodesk對CAE軟體的陌生與無知，
真的是非常有趣，完全搞不清楚 Algor 的優勢根本不在CFD，而是在 MES (Mechanical Event Simulation)上。

圖片取自DesignWorldOnLine網站

2014再多了一套 Autodesk Nastran InCAD 跟 Autodesk Nastran，
與前面併購公司不同，這一次只有 NEiNastran 的"部份"產品賣給 Autodesk(像Rotor Dynamics就沒有)，公司並沒有被併購，
我猜應該不是不想賣，應該是價格太高，Autodesk不願意買，
到2016年中，NEiNastran的網站已經連不上去；
這一套軟體說真的買得算是不錯，
至少Nastran知名度在比較有年紀的工程師中算是有知名度，行銷上比較容易有切入點，
可惜還是差了一點，不然 msc 怎麼會讓出第一名給 ANSYS，
更何況 NEiNastran 的Nastran並不純。
這一點就小聲不說了。

Nastran InCAD不能獨立執行，必須附在其他CAD中，上面為NEi FUsion，圖片取自DE

其他還有一些小軟體如 FatigueWizard、Helius Composite 等。

除了 Moldflow 以外，Autodesk 製造業的CAE產品我都用過，
這在台灣 CAE 業界應該是很少見的狀況，認真顧一種就很辛苦了，還想顧多種？！
太多就沒辦法用很深，遺憾...

後來公司又代理了 PTC 的 Creo 跟 Siemens 的 NX，
所以也花了不少時間在 PTC Creo Simulate上，
但是 NX  的 CAE 實在就沒有時間再去管了，只有偶而用過一些 NX Laminate Composite的功能(可惜不適合台灣 Composite 的應用，又是另外的故事)，
也曾經短暫評估過要賣 msc Nastran，考慮到既有客群跟公司資源，
CAE產品主力還是在 Autodesk CAE上。

Autodesk  CAE 產品中，除了 Moldflow 是在塑膠射出領域市佔率、知名度最高的軟體以外，
其他CAE軟體，包括附在 Inventor 裡的"應力分析"跟"動力學模擬"功能用的人都不多。

不過在經過幾年的努力"推銷"後，Inventor "應力分析"跟"動力學模擬"功能用的人有陸續增加，
加上原廠的銷售策略，可以說有 60% 以上的 Inventor 客戶都擁有 Inventor "應力分析"與"動力學模擬"的功能。

可惜的是用得好的客戶並不多，主要還是受限於使用者本身的學經歷背景跟使用上時間的限制，以及實務應用面上的經驗不足。

後來再加上Simulation Mechanical、Nastran In-CAD 的更多結構分析功能，
就算我本身對CAE有一定的基礎，也不可能應付所有的功能跟背後所需要的基礎理論知識，
例如振動、疲勞、潛變、破壞等，
更不用說屬於熱流領域的 CFD，所以只能儘量努力學跟找資料。

自己是從業界出身，深知要業界工程師用這麼多CAE軟體根本是天方夜譚，
業界工程師很多時間要分配在使用 CAD 軟體進行機構設計，其他處理專案相關的請購、評估、問題處理事務上，
平常就少用 CAE，軟體又難又複雜，背景知識又硬，怎麼可能把CAE軟體用的很好？！

但是沒關係，Autodesk CAE市場對象原本就不是那些非常專業要求高的 CAE 工程師跟學校研究單位(功能不足)，訴求對象在於比較基礎的工程應用跟非專業 CAE 背景的機構工程師客戶族群(使用方便)。

對應到這群非CAE專業背景的客戶，如何轉換與省略艱深困難的專業知識成為通俗容易理解的概念就是我主要的工作，不可否認的一直到離開軟體公司，這部份的工作都還是沒辦法作的很好。

原因是客戶的狀況、程度差異實在太大了，例如有EE的要學CFD，有ID的要學應力分析&動力學模擬，有ME的沒聽過von Mises，更不要說連疲勞和潛變都分不清楚的，甚至於暫態應力、頻率響應、隨機振動的差異；加上有的台灣老闆想要工程師要負責的工作任務簡直就是mission impossible。

話說回來 Autodesk 的 CAE 近年來不斷併購不同 CAE 公司產品後，根據官網的分類，目前(2016年)定位可分成以下幾類：

• Mechanical Simulation：顧名思義，以結構分析為主，包括靜態、振動、疲勞、熱傳、熱固、流固'、電固疊代模擬等，以下列三個軟體為主，其實還要加上Inventor的FEA(包括框架分析)及動力學模擬：

1. Simulation Mechanical(原Algor)，2018起停止銷售新版，只提供更新服務給既有客戶
2. Nastran In-CAD(原NEi Nastran In-CAD，需搭配Inventor或Solidworks)
3. Autodesk Nastran(原NEi Nastran)

• Moldflow Simulation：塑膠射出模擬

1. Moldflow：塑膠射出與射出製程模擬
2. Moldflow Design：塑膠射出件製造可行性模擬計算
3. Helius PFA：塑膠複合材料性質結構計算資料交換整合，可以讀取Moldflow混纖射出模擬計算結果資料轉給結構分析，需搭配ANSYS或Abaqus

• Composite Simulation：複合材料模擬

1. Helius PFA：塑膠複合材料性質結構計算資料交換整合，須搭配ANSYS或Abaqus
2. Helius Composite：可以管理基材、纖維疊層、疊層組合材料並輸出給ANSYS、Abaqus、Nastran、Simulation Mechanical，Helius PFA可以直接讀資料。
3. Autodesk Nastran：支援複材模擬；Nastran In-CAD、Simulation Mechanical也可以，雖然功能比較不足，但是不知道為什麼官網不放上去。

• CFD Simulation：熱流模擬

1. CFD：穩態、暫態的熱傳、流場、熱流耦合模擬，動態流場模擬、旋轉流場模擬
2. Flow Design：外流場(風洞，只能作空氣)模擬

• Structural Simulation：土木結構模擬

1. Robot Structural Analysis Professional：線性非線性梁柱、薄殼靜態與振動模擬

進一步的說明資料可以參考官網：Autodesk Simulation，其實另外還有一些雲端版、手機版、Pad版，就先不管了。

後續會針對Simulation Mechanical、Nastran In CAD、CFD、Helius Composite以及整合在Inventor中的應力分析及動力學模擬作分享。

以上公司與產品商標名稱均屬原公司所有。