CAE trong thiết kế kỹ thuật: Gợi ý phần mềm phù hợp theo nhu cầu mô phỏng

Trong quá trình phát triển sản phẩm, việc dự đoán hành vi của sản phẩm trước khi sản xuất thực tế là yếu tố quyết định giúp doanh nghiệp tiết kiệm thời gian, chi phí và nâng cao chất lượng thiết kế. Đó chính là lý do CAE (Computer-Aided Engineering) trở thành công cụ không thể thiếu trong kỹ thuật hiện đại.

1. Vì sao cần CAE?

CAE cho phép kỹ sư mô phỏng, phân tích và tối ưu thiết kế trong môi trường ảo. Việc này giúp nhận biết sớm các vấn đề về độ bền, nhiệt, động lực học hay va chạm trước khi đưa vào sản xuất thật.
Nhờ vậy, doanh nghiệp có thể:

• Tiết kiệm chi phí phát triển sản phẩm: Giảm đáng kể số lượng mẫu thử, rút ngắn chu kỳ thiết kế.
• Nâng cao chất lượng kỹ thuật: Phát hiện và xử lý lỗi tiềm ẩn từ giai đoạn ý tưởng.
• Tăng tốc thời gian ra thị trường: Rút ngắn quy trình thử nghiệm và phê duyệt sản phẩm.
• Thúc đẩy đổi mới sáng tạo: Dễ dàng kiểm chứng ý tưởng thiết kế phức tạp, khó thực hiện bằng thử nghiệm vật lý.

2. Tiêu chí chọn phần mềm CAE

Khi lựa chọn phần mềm CAE, doanh nghiệp nên xem xét các yếu tố sau để đảm bảo phù hợp với mục tiêu kỹ thuật và ngân sách:

• Phạm vi mô phỏng: Đáp ứng được các yêu cầu phân tích như kết cấu và độ bền (Structure & Durability), động lực học chất lưu (Fluids / CFD), điện từ trường (Electromagnetics), hoặc chuyển động đa vật thể (Multibody Dynamics).
• Mức độ tích hợp: Phần mềm có thể liên kết mượt mà với hệ thống CAD/PLM hiện có.
• Tính dễ sử dụng: Giao diện trực quan, hỗ trợ người dùng mới học nhanh và làm việc hiệu quả.
• Hiệu suất tính toán: Tận dụng được phần cứng mạnh, hỗ trợ mô phỏng song song hoặc điện toán đám mây.
• Chi phí đầu tư và bản quyền: Cân đối giữa tính năng, độ chính xác và ngân sách của doanh nghiệp.

3. Các lựa chọn CAE nổi bật trên thị trường

Thị trường hiện nay có nhiều phần mềm CAE phục vụ các nhu cầu mô phỏng khác nhau, từ phân tích kết cấu, nhiệt, dòng chảy cho đến điện từ hay đa vật lý. Dưới đây là năm lựa chọn tiêu biểu, được các kỹ sư và doanh nghiệp sử dụng rộng rãi trong quá trình phát triển sản phẩm.

3.1 SIMULIA (Dassault Systèmes)

Là một trong những giải pháp mô phỏng toàn diện hàng đầu, SIMULIA cho phép người dùng thực hiện các bài toán phân tích cơ học, nhiệt, động học và va chạm trong cùng một môi trường làm việc. Nhờ được tích hợp chặt chẽ với CATIA và nền tảng 3DEXPERIENCE, kỹ sư có thể mô phỏng và tối ưu thiết kế ngay trong quy trình phát triển sản phẩm mà không cần chuyển đổi dữ liệu. Đây là lựa chọn lý tưởng cho các doanh nghiệp mong muốn một giải pháp CAE mạnh, ổn định và có tính kết nối cao.

3.2 ANSYS

ANSYS nổi tiếng với khả năng mô phỏng chính xác và độ tin cậy cao trong các bài toán kỹ thuật phức tạp. Phần mềm hỗ trợ đa dạng từ FEA, CFD cho đến phân tích điện từ và truyền nhiệt, được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng không, ô tô và điện tử. Với thư viện mô hình và công cụ tính toán mạnh, ANSYS phù hợp cho các nhóm kỹ sư chuyên sâu cần độ chi tiết và kiểm soát cao trong từng bước mô phỏng.

3.3 COMSOL Multiphysics

COMSOL tập trung vào mô phỏng đa vật lý, cho phép kết hợp nhiều hiện tượng trong cùng một mô hình – chẳng hạn nhiệt, điện, và dòng chảy. Điểm đặc biệt của phần mềm là khả năng tùy biến linh hoạt, giúp kỹ sư dễ dàng tạo mô hình theo đặc thù ngành hoặc sản phẩm. COMSOL thường được các viện nghiên cứu, trường đại học và doanh nghiệp kỹ thuật cao lựa chọn để thử nghiệm ý tưởng mới hoặc phát triển sản phẩm đặc thù.

3.4 Altair HyperWorks

Altair HyperWorks được biết đến với khả năng tối ưu hóa thiết kế và phân tích kết cấu mạnh mẽ. Phần mềm cung cấp các công cụ trực quan để giảm khối lượng, tăng độ bền và tối ưu hiệu suất sản phẩm, đặc biệt phù hợp trong lĩnh vực sản xuất cơ khí, ô tô và thiết bị công nghiệp. Với workflow linh hoạt và khả năng tích hợp tốt cùng các hệ thống CAD, HyperWorks giúp doanh nghiệp rút ngắn đáng kể thời gian thử nghiệm và tinh chỉnh mô hình.

3.5 JMAG (JSOL Corporation)

Chuyên sâu trong mô phỏng điện từ, JMAG là lựa chọn hàng đầu cho các nhà sản xuất động cơ, máy điện và thiết bị công nghiệp. Phần mềm giúp kỹ sư hiểu rõ hành vi từ trường, mô-men xoắn và tổn hao năng lượng trong thiết kế động cơ, đặc biệt hữu ích cho phát triển xe điện (EV) và robot. Với thư viện vật liệu đa dạng và độ chính xác cao trong phân tích, JMAG mang lại lợi thế rõ rệt khi tối ưu hóa hiệu suất điện từ ngay từ giai đoạn thiết kế ban đầu.

4. Chọn phần mềm CAE phù hợp

Không có phần mềm CAE “tốt nhất”, chỉ có phần mềm phù hợp nhất với mục tiêu và năng lực của doanh nghiệp.

• Nếu doanh nghiệp cần giải pháp mô phỏng toàn diện và tích hợp với hệ thống CAD, SIMULIA là lựa chọn tối ưu nhờ khả năng kết nối chặt chẽ và vận hành trên nền tảng 3DEXPERIENCE.
• Với nhu cầu phân tích điện từ hoặc thiết kế động cơ điện, JMAG là công cụ chuyên biệt và mạnh mẽ, mang lại độ chính xác cao trong từng chi tiết kỹ thuật.
• Các tổ chức nghiên cứu hoặc phát triển sản phẩm phức tạp có thể lựa chọn ANSYS hoặc COMSOL để khai thác khả năng mô phỏng đa vật lý và mở rộng phạm vi thử nghiệm.
• Altair HyperWorks lại phù hợp với những doanh nghiệp muốn tối ưu hóa cấu trúc, giảm khối lượng và nâng cao hiệu suất cơ học trong quá trình thiết kế.

CAE không chỉ giúp “mô phỏng sản phẩm” – mà còn giúp mô phỏng tương lai, nơi ý tưởng kỹ thuật được kiểm chứng nhanh chóng, an toàn và hiệu quả hơn bao giờ hết.

Kết luận

Trong kỷ nguyên chuyển đổi số, mô phỏng kỹ thuật (CAE) không chỉ là công cụ hỗ trợ thiết kế, mà là nền tảng giúp doanh nghiệp rút ngắn chu kỳ phát triển, giảm chi phí thử nghiệm và nâng cao chất lượng sản phẩm.
Lựa chọn phần mềm CAE phù hợp chính là bước đầu tiên để biến dữ liệu kỹ thuật thành lợi thế cạnh tranh – nơi mọi ý tưởng đều có thể được thử nghiệm, tối ưu và hiện thực hóa.

New System Vietnam (NSV) là đối tác ủy quyền của Dassault Systèmes, cung cấp giải pháp SIMULIA trên nền tảng 3DEXPERIENCE cùng dịch vụ tư vấn – triển khai mô phỏng kỹ thuật toàn diện.
Nếu doanh nghiệp của bạn đang tìm kiếm giải pháp CAE hiệu quả và phù hợp với quy trình thiết kế hiện có, đội ngũ chuyên gia NSV sẵn sàng hỗ trợ đánh giá nhu cầu và đề xuất phương án tối ưu.

👉 Liên hệ với chúng tôi để được tư vấn chi tiết về SIMULIA và các giải pháp mô phỏng khác giúp nâng tầm năng lực kỹ thuật của doanh nghiệp.