作者:Jacekas Antulis博士,美谛达知识产权律师事务所副合伙人、专利部主管;Andrius Ružinskas博士,美谛达知识产权律师事务所专利顾问

当今社会的创新型产品工业4.0 技术为核心,包括3D打印、物联网、云计算、虚拟现实和现实增强等技术,并与智能、环保技术紧密相连。人们希望新时代的产品能够实现半自动或全自动(不需要人工介入操作),并且免去维护的麻烦。但是开发最先进的创新型产品是一项巨大的挑战,需要巨大的努力和充足的知识储备,不过,计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助工程(CAE)可以帮助我们大大缩短开发时间,推动开发进程。虽然CAD与CAE是两个不同的概念,但它们联系紧密,经常会协同使用。

CAD着重于创建虚拟原型产品,其内含有大量可供选择的程序,您可以借助这些程序创建并设计产品的各个部件,再将所有部件整合为完整的产品在计算机屏幕上展示。此外,应用程序内置的可视化工具可以为您创建出产品的真实效果图。所以,计算机辅助设计可以帮您将原始产品的构想转变为电脑屏幕上的“真实产品”。同时您还可以在初始设计阶段在计算机上进行任意修改,从而降低了产品的开发成本。

CAE可以对已创建的产品进行虚拟测试,模拟产品的实际操作条件。例如,模拟产品负载效果,确定最大负载值,估计热和振动对产品的影响,并使用几何优化工具大大降低产品重量。CAE也可会对产品的虚拟模型进行更为复杂的分析,包括冲击或跌落高度测试等。由此可见,CAE侧重于运用由CAD软件提供的专用程序进行复杂计算。该领域覆盖范围广,能够处理许多复杂的物理过程,当然,操作人员需要具备一定的专业知识。 CAD和CAE正迅速成为未来工程师使用的主流软件。许多高校正在升级课程,想逐步用CAD代替传统的工程课,一些课外班也为学生专门开设了相关课程。不过应当指出,应用CAD和CAE程序还需要良好掌握信息技术、数学和物理知识。如今的工程师需要至少掌握一种CAD和CAE软件。毫无疑问,随着产品开发和数字化生产的迅速发展,未来对此类工程师的需求只会更加迫切。

总之,CAD和CAE是现代加速新产品开发的强大工具。软件供应商正在逐步将其产品核心转移到云计算领域,同时越来越关注第四次工业革命衍生的各项技术,例如3D打印、数字复制、电气系统和独立系统等。产品明显变得更加环保、智能、省材且互操作性增强。因此,走在这些技术前沿的人将在开发创新型产品方面获得显著的竞争优势。

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