（報告出品方/作者：天風證券，繆欣君）
1.工業軟件模塊化，國產替代“道阻且長”根據財經十一人公眾號，汽車裝配流水線上，不同的組件由不同的部門專門生產，最后統 一裝配，如今的工業軟件也擁有著這樣的生產模式。工業軟件逐漸模塊化，擁有復雜且相 互關聯的組成單元。常見的工業軟件產品中，大多是基于全球供應鏈開發，企業主要聚焦 自己的優勢領域，公司之間通力合作而實現。
CAD 軟件，如 SolidWorks、Solid Edge、Inventor，一般要用到 70 個組件以上，核心組件 包括幾何內核（主要有西門子 Parasolid，達索 ACIS），幾何約束求解器（主要有西門子 DCM）， 圖形組件（主要有 TECH SOFT 3D），數據轉換器（主要有達索與 Tech Soft 3D）等，大部 分 CAD 軟件的基礎框架都是基于這幾款基礎組件。
CAE 軟件需要網格剖分器的組件（主要有 Distene 的 MeshGems）。CAM 軟件需要涉及到 加工路徑的組件（主要有德國的 ModuleWorks 與英國的 MachineWorks）。CATIA、NX、 Creo 等高端多學科 MCAD 會涉及更多的組件，其中有不少核心組件來自于第三方，甚至 有些組件會來自競爭對手。
幾何內核：幾何內核是 CAD 最基礎的核心組件，也是我們國家目前最關注的領域，主要 的建模方式包括線框建模、曲面建模、實體建模、特征建模等。目前幾何內核的兩大主要 陣營為西門子的 Parasolid（全球 200 多家客戶）和達索的 ACIS（全球 100 多家客戶）。
幾何約束求解器：廣泛應用在草圖輪廓表達、零件建模參數表達、裝配約束以及碰撞檢查 等場景中，為快速確定設計意圖表達、檢查干涉、模擬運動提供了強有力的支持，可幫助 最終用戶提高生產效率。約束求解引擎也是最基礎的核心組件，目前最主要的產品是 D-Cubed DCM。目前正在使用 DCM 的知名 CAD 軟件公司包括西門子、PTC、Autodesk 等。
CAE 網格剖分內核：主要用于仿真分析軟件的網格劃分，網格剖分內核方面主要的軟件是 法國的 MeshGems。
國產化替代在技術層面有一定難度。SolidWorks， Solid Edge， Inventor 等主流的 CAD 軟件，代碼量在 3000 萬行到 4500 萬行代碼左右，大約需要 3000~4500 人一年以上的開 發工作量。CATIA，NX，Creo 等高端軟件是上述主流 CAD 軟件開發工作量的 4 倍以上， 這些高端軟件的開發已經持續了數十年，并在與數十萬、百萬級最終客戶持續迭代的過程 中改進和實現。國產替代“道阻且長”。
國外龍頭公司經過幾十年迭代，不僅技術層面“爐火純青”，產業鏈生態環境也更加穩健。 產業鏈生態環境不僅僅是模塊的擴展，還包括專家團隊，服務商，以及供應鏈，Siemens PLM 全球有 150 家技術合作伙伴，Solid Edge 有 289 家第三方合作伙伴， Dassault System 全 球有 934 家技術合作伙伴，這些合作伙伴不僅是模塊的供應商，同時也是其他 CAX 軟件的 供應商，在工業設計軟件的巨頭絕大部分都是產業鏈公司，其產品也是平臺型產品，已經 形成非常穩健的產業鏈生態。
2.幾何內核：CAD系統為皇冠，幾何內核為明珠當下，工業主流的數字化設計與制造都需要用到 CAD 系統這樣的工具，而 CAD 系統的基 礎底層支撐就是 CAD 平臺，又稱幾何內核。幾何內核本身市場很小，但它是所有 CAD 系 統的基石，如果將 CAD 系統比較為皇冠，幾何內核就是皇冠上的明珠。
幾何內核的主要作用在于建立、儲存并處理幾何模型，對外提供接口以方便上層 CAD 應 用的開發。維度方面，幾何內核最早只支持簡單的二維圖素，到 70 年代中期開始可以表 達復雜拓撲結構的三維圖素；建模方面，幾何內核從簡單的線框模型過渡到曲面模型和實 體模型，再到目前廣泛使用的 B-Rep 模型和參數化特征模型。
2.1. 幾何建模：產品信息化的源頭
幾何建模是將現實世界中的物體及屬性轉化為計算機內部可數字化表示、可分析、控制和 輸出的幾何形體的方法。在 CAD 中，幾何建模是產品信息化的第一步，它為產品設計分 析、工程圖生成、數控編程、數字化加工與裝配中的碰撞干涉檢查、加工仿真、生產過程 管理等提供有關產品的信息描述與表達方法，是實現計算機輔助設計與制造的前提條件。
幾何建模即是將物體的幾何信息和拓撲信息轉化成數字化模型的過程。幾何信息一般是指 物體在歐氏空間中的形狀、位置和大小，這些信息可以用幾何分量的方式表示，例如空間 里的一點可以用坐標值 x,y,z 表示，空間里的一條直線可以用方程式 Ax By Cz D = 0 來表示。拓撲信息則是指物體各分量的數目及其相互間的連接關系，主要關系包括點、線、 面之間的相鄰、相交、相切、包含等關系.
幾何建模構造的模型一般有三種：線框模型、表面模型和實體模型，現有的 CAD 系統常 采用實體模型。
線框模型定義了點和線，適合線框圖的顯示，同時所需數據量小，但缺點在于存在二義性， 無法描述含有曲面的物體，且無法用于工程分析和物理計算。
表面模型定義了點、線和面，可以描述物體的表面特性，從而進行數控加工程序計算，在 數控加工中刀具軌跡的計算和物體表面特性有很大關系，直接影響到刀具軌跡的生成，但 缺點在于不具備零件的實體特征，不能在工程分析、物理特性計算方面使用。
實體模型定義了點、線、面、環和體，是以“體-面-環-棱邊-點”的五層結構信息表示的 模型。體是由表面圍成的封閉空間，表面是由棱邊圍成的區域，其內部可能存在環，例如 一個孔在一個表面形成了一個環，這些環也是由棱邊組成。實體模型包含線框模型和表面 模型所有優點，并且還能滿足物理性能計算和工程分析，例如質量、質心和重力等計算。 在產品設計中，實體建模技術更符合人們對真實產品的理解和習慣。
邊界表示法（B-rep）是構造實體模型最常用的方法之一，著名的 ACIS 和 parasolid 幾何 內核都使用的是邊界表示法。
邊界表示法（B-rep）是通過描述三維物體的邊界來表示物體。構建時使用一組面圍成一 個表面形體來表示三維實體，面由一系列的邊組成，邊一般通過兩個點（曲線例外）來描 述。邊界表示法強調實體外表的細節，詳細記錄了構成物體的所有幾何信息和拓撲信息， 將面、邊、頂點的信息分層記錄，建立層與層之間的聯系。（報告來源：未來智庫）
2.2. ACIS：模塊化組件靈活搭配，幾何總線構建模型共享渠道
ACIS 是美國 Spatial Technology 公司推出的采用 C 語言構造的三維幾何造型平臺，后被 達索集團收購。它集曲面、線框和實體造型于一體，并允許這三種表示模型共存于統一的 數據結構中。ACIS 提供從簡單實體到復雜實體的造型功能，還提供了實體的數據存儲功能 SAT 文件的輸入、輸出功能。ACIS 使用邊界表示法（B-rep）建立實體模型。
實體（entity）是 ACIS 中最基本的單元，為模型中所有的永久對象提供了基本的模型管理 功能，實體可以分為拓撲、幾何體以及屬性三種，共同構成 ACIS 的底層數據結構。實體 通過 C 語言的 ENTITY 抽象類實現代碼方面的定義以及數據的儲存、恢復、回溯等。
拓撲實體記錄了組成幾何體不同元素之間的連接關系，拓撲實體的類型包括體（body）、 塊（lump）、殼（shell）、子殼（subshell）、面（face）、環（loop）、線框（wire）、有向邊 （coedge）、邊（edge）和頂點（vertex）。
幾何實體記錄了幾何體不同元素的幾何形狀和物理數值，幾何實體的類型包括面、線、點 等。
屬性實體通過給實體附加屬性的方式附加系統或者用戶的信息，屬性可以是簡單的數據結 構、指向其他實體的指針或者是與應用程序定義的變長度數據的連接等。
ACIS 構建模型時會使用實體分別儲存拓撲信息和幾何信息，再使用屬性實體記錄物體的 非形狀信息。
拓撲實體組合形成拓撲結構樹并儲存拓撲信息。拓撲結構樹中最頂層為體拓 撲實體，體拓撲實體又關聯到若干個塊拓撲實體，塊拓撲實體又關聯到若干殼拓撲實體， 每一層的拓撲實體會記錄本層的拓撲關系并指向相應的幾何實體和下一層的拓撲實體，最 終形成拓撲結構樹。
拓撲實體指向相應的幾何實體，幾何實體記錄幾何形狀與物理特性。幾何實體是為構造幾 何體增加模型操作功能的 C 類，它和模型一起被保存在 SAT 文件中。模型操作功能包括 模型數據的保存和恢復、模型操作歷史記錄及其回溯、變換以及為模型附加系統定義屬性 和用戶定義屬性的功能。
ACIS 的接口主要分為 C 接口、MFC 接口和 Scheme 接口。其中 C 接口為最主要接口， C 應用接口主要有三個：DI 函數、API 函數和類。
ACIS 采取幾何總線的商業模式，鼓勵軟件公司在 ACIS 上開發與 STEP 標準相兼容的集成 制造系統。在 ACIS 上開發的 CAX 系統可以共享幾何模型，以及可以直接交換產品數據。
ACIS 幾何總線由其開放體系結構和它的 SAT 構成，其核心提供了一個幾何總線(ACIS geometry bus)，以連接其它的外殼(Husk)與應用程序。它使線框、曲面、實體的幾何與拓 撲模型數據能夠自由交換，當 SAT 模型在總線上流動時，不需任何翻譯與解釋。產品模型 從概念設計到制造過程，可能使用多個商家提供的應用，通過幾何總線擺脫了數據翻譯的 負擔。
2.3. Parasolid：西門子陣營成熟內核，功能齊備應用廣泛
Parasolid 現隸屬于德國西門子，Parasolid 由 130 多家軟件供應商集成，為最終用戶提供 350 多個基于 Parasolid XT 數據格式的應用程序之間 100% 的 3D 模型兼容性。 Parasolid 是嚴格的邊界表示法（B-rep）幾何建模器，即用實體的邊界來表示這個實體， Parasolid 支持實體建模、直接編輯和自由曲面建模，并且同時將其強大的 B-rep 建模功能 擴展到基于面表示的模型。
PK 接口和 KI 接口是 Parasolid 的上層接口，由一組位于內核內而由外部調用的函數組成， 應用程序通過他們可以進行建模、操作對象和控制建模器的功能。
Frustrum（用戶寫的函數集）接口、圖形輸出（GO）接口和外部幾何（FG）接口是 Parasolid 的下層接口，由一組位于內核外而由內核調用的函數組成。Parasolid 通過 Frustrum 接口 進行計算機的內存管理及文件訪問等方面的數據管理；圖形輸出接口用于計算機圖形設備 的驅動，實現三維模型的顯示；外部幾何接口用于應用程序中幾何模型的處理。
Parasolid 的模型實體包括幾何實體、拓撲實體和其他實體。
幾何實體記錄了元素的物理信息和形狀，包括曲面、曲線和點。拓撲實體記錄了不同元素 之間的拓撲和連接關系，包括了體、區域、殼、面、環、翼、邊和頂點。其它實體記錄了 元素的屬性和非物理信息。
Parasolid 數據讀寫：Parasolid 建模核心提供了文本（ACSII）和二進制（Binary）的文件 格式，即 X_t 文件和 X_b 文件。其中 X_t 文件的數據格式是公開的，所有的應用程序不必 借助 Parasolid 內核，就可以直接訪問 Parasolid 模型文件的所有信息，同時可以將零件模 型存儲為過去的任何一個版本。
Parasolid 數據可視化：實體生成的圖形數據先通過一系列圖形輸出（GO）接口函數輸出， 再通過 PK 接口的渲染函數輸出實體圖形。
Parasolid 拓撲實體的屏幕拾取功能：屏幕拾取功能是 Parasolid 的一項重要功能，用于從 一批給定的實體中拾取面、邊和頂點等拓撲實體。
Parasolid 實體測量：Parasolid 在屏幕拾取提取邊的拓撲信息后，可以使用 PK 接口提供的 函數在屏幕上測出實體邊的長度和任意方向上的實體厚度。
西門子的 parasolid 和達索的 ACIS 是目前世界上兩大主要的內核陣營。Parasolid 是目前 市場上最成熟、應用最廣的造型內核之一，功能完備，系統穩定。
2.4. Overdrive：中望 3D 內核，國產內核之光
中望于 2010 年收購 VX 公司，擁有了自主 Overdrive 幾何建模內核，是國內少有的實現商 業化應用、在工業設計領域被大規模實踐驗證過的三維幾何建模內核技術。
ZW3D 的幾何建模內核 Overdrive 主要由三個層次構成：內存與數據管理層、幾何對象數 學算法層和三維造型實現層。
第一層為內存與數據管理層，包含內存分配與管理、序列化與反序列化、統一數據擴展框 架等模塊，負責數據增、刪、改，序列化與反序列化;為各種不同類型的數據庫對象提供訪 問方法，包括對象的遍歷、查詢等。實現了內存池管理和數據優化，以及全平臺統一的數 據管理和數據訪問功能，是整個幾何建模內核架構的基礎。
第二層為幾何對象數學算法層，包括基礎數學庫、幾何算法庫、拓撲結構定義以及三維數 據定義等模塊，實現幾何向量計算、矩陣變換;實現點、線、面的基礎求交算法、投影算法、 相切性判斷;實現非均勻有理 B 樣條(NURBS)算法;實現拓撲幾何布爾運算、拓撲變化接口支 持等功能。為 ZW3D 幾何建模內核提供數學支撐。
第三層為三維造型實現層，包括三維建模引擎、三維圖形渲染引擎、三維參數化設計引擎、 數據交互管理、裝配設計管理等模塊。實現各種基礎建模算法，如實體建模、自由曲面成 型、圓角處理、實體分割、曲面裁剪等，同時為模型校驗、模型修復等功能提供支持。
中望 Overdrive 內核主要應用于中望自研的 ZW3D 平臺。
ZW3D 平臺的軟件架構可分為四層，第一層是基于 OS (Operation System)的無關性封裝層， 第二層是 ZW3D 幾何建模內核 Overdrive，第三層為 ZW3D 平臺基礎設計實現層，包括實 體建模、曲面建模、參數化設計、CAM 加工與仿真、視圖管理等模塊，實現 ZW3D 平臺 軟件的各種設計功能。第四層是基于 ZW3D 平臺的行業應用設計層。第一層至第三層構成 ZW3D 平臺，第四層基于 ZW3D 提供的標準 API 框架，結合典型行業應用為 ZW3D 實現各 種二次開發功能。
參數化特征建模以實體模型為基礎，提供用戶特征設計手段，以參數驅動模型，設計者可 以通過添加、修改參數以達到建立、修改模型的目的，大大簡化了產品的造型過程，并且 極大的方便了系列產品的設計過程。參數化特征建模是 CAD 發展史上的又一次飛躍，是新一代 CAD 系統的象征。
幾何約束求解器是幾何內核的重要組件，幾何內核在進行參數化特征建模時，幾何約束求 解器進行幾何約束求解并定義、儲存了模型各元素之間的約束關系，實現了參數化特征建 模。目前幾何約束求解器主要被國外壟斷，世界上主流的幾何約束求解器為 D-Cubed 公 司的 DCM，其次是俄羅斯 LEDAS 公司開發的幾何約束求解器 LGS。
3.1. 參數化特征建模：實體模型的工程特征化、參數化處理
參數化特征建模主要分為兩個重要的部分：參數化設計和特征建模。
特征建模是在實體模型的基礎上，進行工程特征定義和設計。實體建模在表示物體形狀和 幾何特性方面是完整有效的，但實體模型中的操作主要面向幾何（點、線、面）而非工程 描述（槽、孔、凸臺），特征建模即建立了一個既適用于產品設計、工程分析又適用于制 造計劃的統一的產品信息模型。
特征是一組具有約束關系的幾何實體，約束關系則是由幾何約束求解器進行定義。特征通 常可以分為形狀特征、材料特征、精度特征和裝配特征，其中應用效果最好和最成熟的是 形狀特征設計。
形狀特征設計是從設計者的意圖出發，通過一組預先定義好的具有一定工程意義的設計特 征，引導設計者去產品設計，例如工程中常用的孔、槽、凸臺、拉伸、旋轉等。實體模型 應用形狀特征的目的在于：簡化產品信息模型中對底層幾何元素的訪問。例如，工程中大 量使用的孔、型腔、凸臺的設計，簡化為形狀特征后，已經抽象成一個造型的基本特征單 位，而不再是圓柱、矩形這樣的幾何元素。建模時可以直接使用形狀特征（例如在模型中 插入一個孔、插入一個倒角）而不需要用幾何建模的方式重新構建。
參數化設計是指設計對象的結構形狀基本不變，而用一組參數來約定尺寸關系，設計結果 的修改受尺寸驅動。基本原理為：對模型中的一些基本圖素施加一定約束，模型建好后， 尺寸的修改會立即自動轉變為對模型的修改，例如構建一個長方體模型，對其長、寬、高 賦值后，它的大小就確定了，當改變長、寬、高時，長方體的大小也會隨之改變。（報告來源：未來智庫）
參數化設計主要解決以下三種問題：1. 零件形狀具有相似性，區別僅是尺寸不同，2. 在 原有零件技術長做一些小改動來產生新零件，3. 設計經常需要修改。這些需求采用傳統建 模方法只能重新建模，參數化方法提供了設計修改的可能性。
大部分參數化功能與特征建模結合使用，使特征模型成為參數的載體，提高了特征模型泛 用性。特征為圓柱螺旋壓縮彈簧，其參數包括彈簧中徑、簧條直徑、有效圈數 和自由高。通過參數化設計，平臺可以建造出多個形狀相似、尺寸不同的圓柱螺旋壓縮彈 簧模型，拓寬了特征模型的應用范圍和效率。
3.2. 幾何約束求解器：參數化制圖和幾何約束求解
幾何約束求解器結構主要分為三層：界面層、邏輯處理層和數據處理層。
界面層是由系統的可視化界面構成，是用戶和系統進行交互的接口，用戶可以通過界面層 直觀地對系統操作進行約束求解；邏輯處理層是系統的核心層，所有的操作命令都在這里 得以處理和執行；數據持久層主要用來對系統的數據進行保存和傳輸，這里就是系統的大 腦，儲存了系統的所有的信息。
約束主要分為距離約束和角度約束，常見的距離約束包括點點距離、點面距離等等；常見 的角度約束包括線線垂直、面面平行等等。幾何約束系統的約束形式是多種多樣的，但基 本約束形式只有簡單的幾種，其它所有的約束都可以用基本約束的組合來表達，比如半徑 已經確定的圓與直線相切的約束可以轉化為圓心和直線距離為半徑的約束。約束度為 1 的 稱為基本約束，其他的稱為復合約束，復合約束皆可通過基本約束的組合而形成。
幾何約束求解器的主要功能包括：參數化制圖和幾何約束求解。
參數化制圖：用戶使用一組參數來約定尺寸關系，通過添加、修改參數來繪制、修改模型。 參數化制圖不僅可使 CAD 系統具有交互式繪圖功能和自動繪圖的功能，還可以使設計人員 從大量繁重而瑣碎的繪圖工作中解脫出來，從而大大提高設計速度，并減少信息的存儲量。
幾何約束求解：幾何約束求解即在給定一組功能和一組約束的情況下，產生一個或一組部 件的詳細的結構化描述，方法主要包括：變量幾何法，基于規則的構造方法和基于圖論的 構造方法。
幾何約束求解的過程主要包括以下幾步：1. 參數化繪制圖形 2. 聲明圖形之間的約束 3. 引入約束算法 4. 得出求解路徑并圖形化顯示。
3.3. 當前市場情況：國外市場壟斷，DCM 獨占鰲頭
幾何約束求解器是幾何內核的重要組件，雖然市場份額不大，但其在產業發展中屬于關鍵 工程。國外的主流幾何約束求解器有 DCM，LGS，國內的幾何約束求解器有 DCS。
DCM 由 D-cubed 公司研發，2004 年由 UGS 公司收購，隨著西門子 2007 年五月收購了 UGS公司，DCM目前作為西門子PLM軟件供使用。DCM 分為 D-Cubed 2D DCM（D-Cubed 二維空間約束管理器）和 D-Cubed 3D DCM（D-Cubed 三維空間約束管理器）。
LGS 由俄羅斯 LEDAS 公司于 2001 年開發，在約束求解方面被認為是僅次于 D-Cubed 的 幾何約束求解引擎。其計算組件使用了高度優化的內部非線性求解器和幾何分解方法，在 3000 多家工廠的測試中實現了最優結果。LGS 已授權給十多家工程軟件供應商，包括 Cimatron（現隸屬于 3D Systems）、CD-adapco（現隸屬于 Siemens PLM Software）和 ASCON。
DCS 由國內的華天軟件研發，是完全自主研發的二維、三維約束求解引擎，同時也提供與 國際商用約束求解器兼容的 API 接口。DCS 二維約束求解器可實現二維圖形參數化設計， 滿足約束需求及尺寸需求；DCS 三維約束求解器可實現約束三維幾何體的需求，在三維 CAD/CAM/CAE 領域中支持裝配設計、運動仿真等。
4.CAE有限元分析：基于CAD建模的工程分析與物理仿真有限元分析是一個基于 CAD 幾何模型來建立 CAE 有限元模型的過程，主要分為有限元網 格剖分、有限元單元分析、有限元整體分析三個步驟，有限元網格剖分則是整個過程中的 重中之重。有限元法是基于固體流動變分原理，把一個原來連續的物體剖分成有限個數的 單元體，計算時先對每個單元進行節點分析，再根據變形協調條件把這些單元重新組合起 來，進行綜合求解。應用場景包括固體力學中的位移場和應力場分析、電磁學中的電磁場 分析，振動特性分析，傳熱學中的溫度場分析，流體力學中的流場分析等。
4.1. 有限元網格剖分：CAD 幾何模型離散化處理
許多工程分析問題由于物體的幾何形狀較復雜或者具有某些非線性特征，很難通過解析方 法求助精確解，因此人們借助計算機將 CAD 幾何模型拆分成有限個具有不同大小和形狀 單元體的集合，這一過程稱為有限元網格剖分（也稱離散化），形成的模型即 CAE 有限元 模型，后續的分析皆基于該模型。
4.1.1. 有限元網格剖分基本原則
有限元網格剖分需要考慮的問題較多，所劃分的網格形式對計算精度和計算規模將產生直 接影響，需要考慮的主要基本原則包括網格單元類型、網格疏密、網格數量、單元階次等。
網格單元類型：網格剖分時的單元類型取決于物體結構本身的形狀特點、綜合載荷、約束 等情況，所選的單元類型應能逼近實際的受力狀態，單元形狀應能接近實際邊界輪廓。
網格疏密：通常采取將網格在高應力區局部加密的辦法，在計算數據變化梯度較大的部位， 為了更好的反應數據變化規律，采用比較密集的網絡，而在計算數據變化梯度較小的部位， 為了減小模型規模，則劃分相對稀疏的網絡。
網格數量：網格數量的多少將影響計算結果的精度和計算規模的大小。網格數量增加，計 算精度會有所提高，但同時計算規模也會增加，所以在確定網格數量時應權衡兩個因素綜 合考慮。
單元階次：單元階次主要分為線性、二次、三次等形式，其中二次和三次形式的單元稱為 高階單元，選用高階單元可以提高計算精度，當模型形狀不規則、應力分布很復雜時可以 選用高階單元。高階單元優點在于：1. 單元的曲線或者曲面邊界能更好的逼近模型的曲面 和曲面邊界，2. 高次插值函數可更高精度地逼近復雜場函數。但由于高階單元節點較多， 計算規模也比普通單元大一些。
4.1.2. 主流的有限元生成方法
目前主流的有限元網格生成方法包括映射法、基于柵格法、幾何分解法、拓撲分解法、節 點連接法五種。目前，正在研究的網格生成方法主要是這幾種方法的混合使用及現代技術 的綜合應用。
映射法：基本原理為先通過適當的映射函數將待剖分物理域映射到參數空間中形成規則參 數域，對規則參數域進行網格剖分；再將參數域的網格反向映射回物理空間，從而得到物 理域的有限元網格。映射法可以分為保角映射法、基于偏微分方程法和代數插值法三大類。
映射法的優點是：算法簡單、速度快、單元質量好、密度可控制。它既可生成結構化網格 又可生成非結構化網格，既可生成四邊形單元網格又可生成六面體單元網格，可用于曲線 網格生成，可與形狀優化算法集成，也可以和其他算法結合劃分網格等。
基于柵格法：用柵格覆蓋在目標區域，刪除完全落在目標區域之外的柵格并對物體邊界相 交的柵格進行調整、裁減、再分解，最后對內部柵格和邊界柵格進行柵格級的網格剖分。 基于柵格法主要分為正則柵格法和有限四（八）叉樹法。
幾何分解法：在幾何分解法中，近年來形成了一種最為成功的全自動網格生成方法——推 進波前法。推進波前法首先離散模型邊界并稱為前沿；然后從前沿開始，依次插入一個節 點，并連接生成一個新的單元；更新前沿并循環向內部推進。推進波前法對復雜的幾何形 狀與邊界的網格生成具有很高的靈活性及可靠性，且比較容易實現方向性精細化，但效率 有待改進。
拓撲分解法和節點連接法也是目前主流常用和研究的有限元網格剖分算法。網格剖分的實 際應用中，由于模型的不規則性和復雜性，往往會根據模型特點進行模型拆分并進行多種算法的結合以及綜合應用。（報告來源：未來智庫）
4.2. CAE 軟件多領域應用，行業龍頭多為國外廠商
2020 年，全球 CAE 市場被三大供應商所主導，分別是西門子、ANSYS 和達索，市場占有 率共計 47%，前五大 CAE 供應商中另兩名分別是 Altair 和 Hexagon。CAE 軟件一般可分為 通用類軟件系統和專用類軟件系統。
通用類軟件系統：分析功能覆蓋幾乎所有工程領域，功能強大，用戶使用方便，計算結果 可靠而且效率較高。目前廣泛應用的大型通用類軟件系統包括 ANSYS、ABQUS、 MSC/NASTRON、MARC、ADINA 等。
專用類軟件系統：為了解決某一類學科問題或某一類產品基礎件計算分析問題而編制的， 如滾動軸承設計分析系統、車廂車架分析系統等，這類軟件解決的問題比較專一，一般規 模較小。
ANSYS 軟件是融結構、流體、電場、磁場、聲場分析于一體的大型通用類 CAE 軟件，由 世界上最大的有限元分析軟件公司之一——美國的 ANSYS 公司開發，它最突出的功能是 多物理場分析技術，另外，這種軟件系統還有顯式瞬態動力分析工具 LS-DYNA，它是顯式 有限元理論和程序的鼻祖，被公認為汽車安全性設計、武器系統設計、金屬成型、跌落仿 真等領域的標準分析軟件。
ADINA 是老牌通用有限元分析系統，它的技術較成熟，集成環境包括自動建模、分析和可 視化后置處理。這種軟件可進行線性、非線性、靜力、動力、屈曲、熱傳導分析、壓縮、不可壓縮流體動力學計算及流-固耦合分析等，適用于機械工業、土木建筑、橋梁、隧道、 水利、交通能源、石油化工、航空航天等。
Hexagon 公司的 MSC 軟件在 CAE 市場一直處于領導地位，收購了頂尖高度非線性 CAE 軟件公司 MARC 等，這更為它在 MCAE 行業奠定了霸主地位。MSC 豐富的產品線包括： 1. 目前功能最全面、應用最廣泛的大型通用結構有限元分析系統 NASTRAN；2. 專用的耐 久性疲勞壽命分析工具 FATIGUE；3. 拓撲及形狀優化的概念化設計軟件工具 CONSTRUCT； 4. 處理高度組合非線性結構、熱及其他物理場和耦合場問題的有限元軟件 MARC 等。
CAE 有限元分析軟件應用 S 范圍廣闊，應用的領域包括固體力學、流體力學、傳熱學、電 磁學等。解決的問題已由彈性力學平面問題擴展到空間問題、板殼問題，由靜力平衡問題 擴展到穩定性問題、動力問題、波動問題，由線性問題擴展到非線性問題。其分析對象已 由彈性材料擴展到塑形、黏彈性、黏塑形和復合材料等。
（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息，請參閱報告原文。）
精選報告來源：【未來智庫】。未來智庫 - 官方網站
, 以上就是工業軟件深度匯總（工業軟件行業專題報告）的內容，下面小編又整理了網友對工業軟件深度匯總（工業軟件行業專題報告）相關的問題解答，希望可以幫到你。
比較流行的工業軟件有哪些?
(后臺回復關鍵字獲取軟件) Mastercam不但具有強大穩定的造型功能,可設計出復雜的曲線、曲面零件,而且具有強大的曲面粗加工及靈活的曲面精加工功能。其可靠刀。
工業最常用的制圖軟件是什么?
1、Adobe illustrator 通常應用于出版、多媒體和在線圖像的工業標準矢量插畫的一款制圖軟件。在印刷出版、專業插畫、海報書籍排版、多媒體圖像處理、互聯網頁。
工業軟件聯盟有哪些企業?
聯盟由工業和信息化部電子第五研究所聯合廣州中望龍騰軟件股份有限公司、廣州奧格智能科技有限公司、樹根互聯技術有限公司、航天云網數據研究院(廣東)有限公。
合肥工業大學軟件工程怎么樣?
合肥工業大學是教育部直屬的全國重點大學,是國家“211工程”重點建設大學。 主要課程:人機交互的軟件工程方法、C/C++程序設計、數據結構與算法、匯編語言程序。
合肥工業大學軟件工程專業怎么樣?
肯定是好專業,以后畢業很有可能就是軟件工程師了,但你不要高興的太早,學了軟件工程,畢業以后不一定作軟件工程的事,有多少人畢業后從事的工作,跟學的專業一。
國產工業軟件研發的出路在哪里?
機會不是來了嗎?如果說美國對中興、華為的禁售驚醒了國人在芯片領域的迷夢,那么最近對哈工大、哈工程的MatLab禁用是不是該引起所有行業的驚醒了呢! 多年以來。
為什么阿里騰訊這樣的公司不去研發被卡脖子的工業軟件呢?
統,馬斯克發火箭那會問阿里。 華為基本上完全是中國企業,任總及高層團隊又是一個很有愛國心進取心的一幫人,背后有中國人及。.的強力支持。二馬企業背后的大。
工業建模，比如無人機，手機，耳機數碼類產品，用proe C4D 3DMAX哪個好?
言簡意賅的說三維軟件主要有兩大類 一是動畫類,諸如:C4D,3DMAX,MAYA等,這類軟件主要應用于廣告,影視,動畫,動漫,平面設計等,這類軟件只注重外形設計,。 只是,就。
工業最常用的制圖軟件是什么?
不同的公司有不同的要求,多學幾個肯定是沒有壞處的,而且基礎理論知識扎實的話,學起軟件來是很快的。 以下是機械設計這一行業需要用到的一些軟件: AutoCAD Au。
