1. SFE CONCEPT 背景介绍

SFE CONCEPT 软件是根据汽车工业在早期设计阶段需要对全新开发或换代产品进行评估的强大需求开发而成的。经过多年发展，SFE CONCEPT软件已经广泛应用于汽车、航天、航空、船舶、机车等许多行业。

传统的设计-仿真-优化，再设计-再仿真-再优化的过程，非常费时费力。因为即使是最简单的CAD模型变更都是很繁琐的事情，而且每次更改后，有限元网格需要重新划分，这样导致了分析周期很长，成本很高，短期内无法对整车性能做充分优化。目前，有一些解决方案是直接修改有限元网格，做一些优化，但是这种方式无法实现整车大变形的需求，尤其对于正向或半正向开发，无法实现真正意义上的全自动设计与优化。而整车企业，尤其是国内整车企业，对整车的性能要求越来越高，而且产品开发周期越来越短，传统的方法已经无法适应当今整车开发的需求。

SFE CONCEPT 提供了一个全新的解决方案，通过建立基于几何的全参数模型，通过设计变量定义设计空间，实现对整车车身等高级曲面的自适应变化，通过灵活的接头连接和相邻部件保持整体模型的拓扑关系。同时通过自动化有限元网格技术以及与优化软件的集成，能够真正实现从几何到仿真到优化的全自动封闭循环，在短期内内整车刚度、模态、碰撞等性能进行充分优化与评估，大大降低产品研发周期，充分挖掘与保证整车性能。

最终帮助企业实现分析驱动设计的理念，这也是国外整车企业的最佳实践。

2. SFE CONCEPT软件系统的特点

1）真正实现前沿CAE工程的软件系统

长期以来，结构CAE分析只有在完整的CAD模型建立以后才能开始进行，而且CAD模型导入CAE软件后，需要进行大量的几何清理工作。SFE CONCEPT采用分析驱动设计的理念，能在没有CAD模型的情况下，或者可以导入标杆车的几何模型、有限元模型甚至是点云模型，通过一个SFE CONCEPT模型描述所有设计方案，快速建立多方案的几何模型与分析模型，并与各种分析软件如NASTRAN、ABAQUS、ANSYS、碰撞软件LS-Dyna等以及优化软件如iSight、Optimus等集成，构建全自动的优化环境，使得CAE在产品研发流程中不仅仅是验证工具的角色，真正达到在设计早期阶段开始就能对工程师起到指导作用，并利用早期设计阶段设计空间较大的优势寻求更多更优的设计解决方案。

2）隐式全参数化描述方法

在传统CAD软件（如CATIA、UG等）环境中，不管是修改产品CAD几何模型，还是直接修改有限元模型，即使是最简单的模型变更都是很繁琐的事情。原因是，您不仅要改变选定部件的位置和形状，还要逐个修改与之相邻的部件。SFE CONCEPT采用了隐式全参数化描述方法，并通过独创的Mapping技术，仅需要修改影响点位置，线形，截面形状等参数，即可对任意复杂的几何模型做自动化与自适应变更。

SFE CONCEPT模型可以实现整车一个地方变化，其他地方自适应变化

3）独特的有限元网格随几何模型变化自动更新技术

传统的morphing技术通过修改有限元网格来达到修改几何模型形状的目的。但这种技术受限于仅能较小的修改，因为morphing技术不能修改已有网格的拓扑关系，而且很容易在拟合新的几何形状时造成网格的扭曲，使得单元网格的质量不满足计算要求，从而影响新网格的计算精度甚至不能计算。而且，与之相关联的模型都要逐一进行修改，铆接、焊点、螺栓等连接关系必须重新定义。SFE CONCEPT采用了高于morphing技术的全新解决方案，在设计模型修改的同时，其有限元模型自动更新，网络自动更新。当检测到网格质量不满足判据要求的时候，能根据新的几何模型实时生成带各种连接关系的高质量网格。同时，SFE CONCEPT提供网格质量检查功能，如碰撞网格的初始穿透问题，确保网格的自动化生成，并保证网格质量。

自动化网格划分与连接随着几何变化而自适应变化

4）系统级结构优化后台自动循环处理

在其他软件系统中，往往只能对单个零件进行结构优化。对于系统级结构，由于涉及到太多参数变化，而且零部件之间的连接关系在修改设计方案后必须重新定义，导致优化过程难以实现。SFE CONCEPT能通过少数变量来实现大量参数变化，并且与大多数商业有限元求解器（如ABAQUS, ANSYS, LS-DYNA, NASTRAN, PAM-CRASH, PERMAS, RADIOSS等） 和优化求解器（如 iSIGHT, HEEDS, LS-OPT, NASTRAN-Sol200, OPTIMUS, OptiSlang, PERMAS等）均有接口，真正实现了后台自动优化计算。

真正意义上的全自动设计-仿真-优化环境

5）带智能连接的模块化架构数据库

SFE CONCEPT的数据库功能提供了一个归类的方法来为以后的项目存储可重复利用的模型数据。因为数据库中的产品部件和子装配件等元素都是“智能的”，即他们是全参数化的，能够自适应的装配到新的几何环境当中去，这对企业未来平台化开发提供了强有力的支撑。

国外某企业的平台化开发，基于历史数据库，快速实现整车加长并模型组装，在短期内能够实现早期概念设计与性能优化

3. 客户价值

通过SFE CONCEPT在研发流程中的引入，将给我所带来以下价值：

快速确立最佳概念设计方案，节省研发时间和成本

模型全参数化驱动，能对客户需求做出快速反应

参数优化结果实时反馈，促进了产品设计的创新

减少后续方案修改次数，节约产品设计的更改成本

形成企业自有知识库，保障了资源的可重复利用性

采用“分析驱动设计”理念，使得设计一次性成功成为可能

丰富的产品研发和工程咨询经验，为企业提供全面的技术支持

4. 代表用户

国际客户：

GM, AUDI, BMW, HONDA, TOYOTA, NISSAN, VOLKSWAGON, FORD, LAND-ROVER, OPEL, FIAT, SAAB, JAGUAR, PORSCHE, ALSTOM, DB, KARMANN, MAGNA STEYR, SEAT, VOLVO, MAZDA, DAIMLER CHRYSLER, MITSUBISHI;

国内汽车客户：

上汽、泛亚汽车、上汽大众、吉利汽车、奇瑞汽车、比亚迪、江淮汽车、江铃汽车、东南汽车、东风、北汽、华晨汽车、一汽、广汽、长安、恒大（原国能汽车）、爱驰、阿尔特、一汽解放、陕汽集团、柳汽等

国内大学用户：

吉林大学、大连理工、湖南大学、华南理工、重庆理工大学、重庆交通大学、桂林电子科大、北京科技大学等

国内军工用户：

航天二院、八院、航空某所、海装、北方车辆等