这是AIE加速工业进化【AI+CAE的现状和未来】系列的第3篇，主要盘点国内外仿真大厂AI+CAE相关布局。

本文主要盘点在AI+CAE领域，几大仿真巨头西门子、ANSYS（已被Synopsys收购）、Altair（已被西门子收购）、达索、Hexagon（原MSC）的一些相关产品布局和探索。

Siemens西门子

仿真产品线

Simcenter

西门子在收购了一系列CAE厂商后，将仿真相关产品统一在Simcenter品牌下，覆盖机械模拟、流体传热模拟及电磁模拟和系统模拟等等各类仿真，各方向又有相应的具体产品。

机械仿真方向：Siemens 3D多学科CAE预处理和后处理集成环境、Nastran结构和动力学模拟，有限元分析软件、Femap 仿真前处理器和后处理器，用于创建和编辑复杂产品的有限元模型、Zona飞行器气动弹性模拟、Madymo交通工具乘客安全模拟、Tire轮胎性能模拟等。

流体与热力学仿真方向：STAR-CCM+多物理场仿真软件，可进行流体、热、结构等多学科耦合分析、FLOEFD嵌入式CFD软件，直接在CAD中进行CFD仿真，流体流动和传热分析、SPH Flow 快速无网格计算流体力学 (CFD) 工具、Flotherm 超过 34 年的电子热分析仿真软件、Battery Design Studio锂离子电池设计、Culgi材料多尺度计算化学模拟等

其它方向如机电一体化系统仿真平台Amesim、多学科设计和优化HEEDS、测试仪器、Magnet电磁仿真、智能辅助驾驶仿真Prescan等

Simcenter X

云端SaaS仿真软件，25年10月刚刚发布，覆盖CFD、机械、多学科优化等领域，相关功能后续上线。

AI+CAE

西门子在AI+CAE的产品探索主要分为几个通用性产品增加AI功能，以及一些专业仿真软件增加AI功能两个方面，具体包括

几个通用性的工具相关：

Hi Simcenter：

早期开展的一个用自然语言对话方式创建多学科方针模型的项目Hi Simcenter，在Simcenter Amesim 中基于自然语言，创建了一个复杂的仿真1维模型。

定制的一个与车辆动力学参数关联的AI assistant(chatbot)，其中包含了仿真模型中所有关键参数的列表，在用户输入自然语言反馈时，通过此AI assistant将自然语言输入转换为列表中的对应参数关系(如果未找到准确的对应关系，则继续引导用户输入)，然后AI assistant使用强化学习对车辆参数集进行优化，并传输给控制端，控制端修改参数后反馈给执行器，执行器进行新一轮动作后由用户再次给予反馈，最终实现一整个闭环。

Simcenter ROM

Simcenter Reduced Order Modeling软件，创建降阶模型的专用工具，支持从多种数据源（包括仿真结果和实验测量数据）创建并导出简化模型，使用户无需专业领域知识即可构建模型

不管数据类型是静态样本、时间序列，还是 2D 场、状态空间及频率响应，都能在其简洁的向导界面下，便捷地进行梳理、清洗与重构，快速创建不同类型的降阶模型，并一键输出多种格式数据

Simcenter ROM 也能对二维场直接降阶。运用专门的 POD 方法，用户输入 5 组及以上图片，Simcenter ROM 即可拟合出用于快速计算的 2D 场 ROM 模型，实现如乘员舱内部温度分布、整车外气动等方面的快速仿真分析

以新能源汽车电池为例，借助 Simcenter ROM，可对电池包内部冷却系统的高保真 CFD 模型进行降阶处理，再结合 Simcenter Amesim 的等效电路技术，能够获得可实时运行的电池包降阶模型，其计算速度相较于原始模型提升了 9000 倍。

HEEDS AI仿真预测器

多学科多目标优化软件平台HEEDS中，提供了一个AI仿真预测器功能，通过引入AI代理模型，显著缩短仿真时间。

HEEDS的工作流变为：先用少量仿真数据“训练”一个AI代理模型，然后让HEEDS在这个秒级响应的代理模型上进行海量、快速的探索和优化。最后，再对筛选出的少数顶尖候选设计进行高保真仿真验证。

执行仿真计算到采用AI代理模型的转换点，由程序结合用户设置的标准自动完成。

一个案例是燃气轮机叶片冷却设计优化。设计目标是最小化叶片温度，同时最小化冷却空气质量流量。这里搭建了参数化的NX CAD模型，并在Simcenter STAR-CCM+中进行仿真。CAD在蛇形通道上有34个参数化特征，可以变更冷却肋和喷头孔设计。在这个案例中，借助HEEDS AI仿真预测器替代了部分CFD仿真，相比原始的500次设计评估节省了大约38%的时间，并且找到了相同的最佳设计方案。如果每次仿真使用160个内核，这可能意味着节省了20天的时间。

Simcenter Studio

新推出的创成式工程工具。

创成式工程（Generative Engineering）是一个创新的架构设计过程。它是在给定一些约束条件下，根据设计者的设计意图，通过创成式设计来产生多种可能的可行性架构设计方案，然后通过机器推理技术（Machine Reasoning）或其他技术进行综合对比，通过设计者进行最后的决策并筛选出最优设计方案。主要用在概念早期阶段生成和评估系统架构。

Simcenter Studio将AI技术与架构生成结合在一起，能够智能地生成大量备选架构，在设计初期激发创意与探索各种可行设计方案。

Simcenter Studio也支持用户创建自定义的基于强化学习的控制器，并导入Amesim中进行1D系统仿真。

案例如卡特彼勒公司，借助Simcenter Studio的AI技术进行重型机械装备的设计革新，从而加速其产品电气化转型。通过正向研制电气系统，他们生成并评估了多种备选架构，并以性能为基准进行排序筛选，快速找到了适合的设计方案。

各专业仿真软件内部一些局部AI功能

Simcenter 3D

Durability 疲劳分析模块利用AI预测3D打印零件的疲劳性能。利用基于机器学习的材料模型，根据局部疲劳影响因素，推导出与CAD几何模型对应的结构网格各表面单元的局部SN曲线。再使用Simcenter 3D Durability模块进行耐久性计算。过使用机器学习和有限的测试，避免了高额费用的大量测试，从而形成可以对未测试条件进行插值/外推的模型。

NX MCD

NX机电一体化概念设计功能模块Mechatronics Concept Designer（NX MCD）的2506版本新增了智能化功能

• 新增 “”智能推荐“功能，通过AI技术自动优化 PhysX 求解器参数，实现更高效、更精准的物理仿真。

• 系统能够智能分析装配体特征（包括刚体数量、碰撞体类型、运动副结构、执行器配置、碰撞对象尺寸及最大电机速度等），自动计算并推荐最优参数组合，如步长时间、长度公差、速度公差和接触边距等。

Simcenter Testlab

Testlab是一款用于噪声、振动和耐久性测试和仿真的软件，新版本中，通过在“振动体检”(模态分析)工作流中增加多个AI功能，如自动化模态选择和验证、智能推荐传感器布置和自动化冲击选择等，将模态分析流程速度提升高达7倍，同时减少了执行物理激励测试所需人员。

Simcenter STAR-CCM

集成AI代理模型Apollo。西门子正将 NVIDIA AI 物理技术 Apollo 的 AI 模型集成到其旗舰版流体仿真工具 (如 Simcenter STAR-CCM+) 中。通过这种集成，设计师能够将高保真第一性原理仿真与高速 AI 代理模型 (即通过 AI 而非传统方法简化并加速 CAE 仿真的模型) 相结合。这使得探索设计选项的速度比以前提高了数个数量级。

与NeuralShipper 连接。2025年２月，西门子数字化工业软件宣布与 Compute Maritime（CM） 合作，将其公司的AI创成式船舶设计工具 NeuralShipper （船舶设计师在 NeuralShipper 中可以调整设计参数，AI 就自动生成多个满足条件的设计）与 Simcenter STAR-CCM+ CFD 工具相连接，它不仅能够创造全新的船舶类型，还能自动化仿真，并预测现实世界中的船舶性能。

Dassault Systemes达索系统

仿真产品线

SIMULIA

SIMULIA 是3DExperience平台下所有CAE软件的统一品牌，以Abaqus 为基础和核心，包含覆盖结构、流体、电磁、优化、耐久等方向的一系列产品套件

1978年，HKS公司成立并推出了非线性有限元分析软件Abaqus，并逐步成为汽车、航空航天等领域的行业标准，2002年HKS将公司更名为Abaqus，与产品同名。

2005 年，达索系统收购了 Abaqus 公司，推出 SIMULIA 品牌，旨在整合多物理场仿真技术，打通从材料到系统、从单物理场到多物理场的全链条仿真。

此后，通过一系列收购整合，目前SIMULIA 品牌旗下的仿真软件包括了：

• 结构仿真：面向通用非线性结构的Abaqus，最强大的FEM有限元分析软件之一；用于提供详细耐久性和疲劳预测的 fe-safe；用于拓扑优化、形状优化以及起筋优化的Tosca等
• 计算流体动力学仿真CFD：基于格子玻尔兹曼法的PowerFLOW 和 XFlow，以及基于有限体积法的FMK
• 电磁仿真：CST Studio Suite和Opera FEA，CST Studio Suite在3D仿真领域占据全球40%市场份额。
• 多体动力学仿真：Simpack ，广泛应用于汽车、航空航天、生物力学和风能等领域
• 多学科优化和流程自动化:Isight，可以将各种设计、仿真工具连接起来，自动探索设计空间，寻找最优方案

除了各仿真软件，SIMULIA旗下也推出了SIMULIA Cloud提供SaaS 化CAE以及云端仿真计算服务。2018年起，Powerflow开始，仿真软件陆续转向SaaS化，作为3DE平台的App出现，无须安装直接使用。云端仿真计算服务通过提供云端的弹性算力调用，帮客户加速计算同时降低硬件采购成本。不过Abaqus等大型软件目前仍提供本地桌面版。

AI+CAE

尚未看到达索系统明确的AI仿真新产品或专门的AI战略发布，但也在开展相关工作，2023年就开始构建神经代理，产品中也有相关功能模块。

达索系统2025科学周上，Jing Bi博士介绍，达索系统计划在2026年正式发布重磅技术——非参数化AI（Non-parametric AI），或者叫通用几何表达AI，将基于规则的数值模拟与基于数据的机器学习结合起来，AI能通过学习这些点和面的空间关系，提取出一个潜在的表示，让AI不再是一个只会猜谜的黑盒子，而是一个懂物理、守规矩的数字工程师。

ANSYS（Synopsys新思科技）

仿真产品线

1970年，离开西屋公司的John Swanson博士创建了Swanson Analysis Systems Inc (SASI)公司，发行了首个商用有限元分析软件ANSYS，此后多年持续版本更新，逐步从单一结构分析扩展到多物理场仿真。公司被私募基金TA Associates收购，公司更名为ANSYS, Inc。此后，ANSYS公司相继收购CFX、Fluent、Ansoft、Apache Design Solutions等公司，形成目前覆盖多种学科的仿真产品体系。2025年正式成为Synopsys的全资子公司。

ANSYS的仿真产品线众多，包括：

• 流体力学：Fluent、CSX、Rocky
• 光学：Speos、Zemax OpticStudio、Lumerical FDTD
• 结构/多体动力学：Mechanical、LS-DYNA、nCode、Motion
• 电磁电子：HFSS、Maxwell、Motor-CAD、Icepak

以及机电液控一体化系统建模与仿真 Twin Builder、协同平台Workbench、多学科优化optiSLang等

AI+CAE

ANSYS在AI+CAE方面主要分为1个通用AI助手ANSYS Engineering Copilot、2个原生AI应用SIMAI、TwinAI，以及多个仿真软件的AI+模块。此外，ANSYS也与NV官宣了多项合作。

ANSYS Engineering Copilot

AI助手，集成在ANSYS众多产品中，通过问答为用户提供工程专业知识支持，技术资源不仅囊括了AnsysGPT、所有Ansys网站、数千篇技术文章、800多节创新课程以及全球用户论坛，还能够创建和跟踪技术支持案例。

SIMAI

SaaS化的仿真平台，无需对几何结构进行参数化处理，通过过往的仿真数据训练 AI 模型，用于后续的预测，用户不需要编码、不需要会大数据分析或高深的领域知识，只需上传训练数据，就可以生成 AI 模型，快速预测仿真结果。

SIMAI适用于流体力学、结构力学、电磁学、热分析等所有物理场仿真。

案例如Sumitomo Riko，训练高性能橡胶产品（如隔振器和软管）的AI模型，将汽车零部件设计和制造仿真速度提升10倍以上

TwinAI

ANSYS TwinAI是ANSYS数字孪生产品组合中一环，主要用于构建可以实时预测仿真结果的数字孪生仿真模型。TwinAI深度整合了ROM降阶模型技术，以及AI+仿真混合建模技术。

ROM技术将复杂的高保真仿真模型（如3D有限元模型）简化为低维、高效的近似模型，保留核心物理特性（如能量守恒、动量传递），同时大幅提升仿真速度。

“机理+数据”双驱动的混合分析框架，通过Ansys Hybrid Analytics工具将物理仿真模型（如有限元、多体动力学模型）与AI/ML模型（如神经网络、高斯过程）结合，解决传统数字孪生“重机理轻数据”或“重数据轻机理”的问题，生成高精度的AI实时仿真模型。

7个AI+模块

AI+模块：ANSYS多个产品中，通过AI+模块实现了部分基于AI的仿真结果预测等功能，目前已经实装在7个软件中：CFD AI+、SynMatrix AI+、optiSLang AI+、Structures AI+、Granta MI AI+、Electronics AI+、Missions AI+

CFD AI+：Ansys CFD AI+模块使您能够预测流体行为，这种稳态仿真以前只能通过更昂贵的瞬态仿真来实现。通过对Ansys Fluent湍流模型在瞬态仿真的参考结果上进行微调，然后您可以运行一系列成本较低的稳态仿真，提高保真度，但计算资源需求大大减少。

SynMatrix AI+：SynMatrix AI+模块将AI技术引入射频（RF）滤波器的设计中，帮助工程师为新的RF滤波器找到最优配置。

Granta MI AI+：使用Granta MI AI+技术，材料工程师可以通过更好地理解工艺-性能关系，洞察影响材料性能的因素。这使得现有材料和制造工艺参数的优化成为可能，并有助于定义新材料

Missions AI+：在Ansys轨道确定工具包（ODTK）轨道仿真软件中，提供了一个基于AI的工具，用于自动评估结果轨道的质量。这个质量评估工具是Ansys数字任务工程（DME）软件的Missions AI+模块的一部分。将调整后的模型与AI算法结合起来，使用户能够自信地评估他们的结果ODTK轨道解决方案的质量。

optiSLang AI+：optiSLang AI+模块允许Ansys用户创建代理模型，这提供了一种比数值仿真工具更快探索可能设计的方法。一些技术甚至赋予AI搜索潜在设计的能力，并为用户提供最优选择。人类操作员只需指定所需的性能特征，AI驱动的算法就会执行考虑所有可能的产品配置的繁琐任务，识别并仅呈现最佳选项。

Structures AI+ 和 Electronics AI+：Structures AI+和Electronics AI+模块都包含预测运行Ansys Mechanical结构仿真软件和Ansys SIwave印刷电路板（PCB）和封装电磁仿真软件产品的仿真所需的计算能力的工具。机器学习预测仿真将需要多长时间（鉴于可用资源），它将需要多少内存，如果用户投入更多的计算能力会发生什么。随着Ansys继续使客户能够使用云端几乎无限的计算能力，这种能力将变得更加重要。Ansys用户将需要知道将仿真爆发到云端将花费他们多少成本

与NVIDIA的多面合作

半导体仿真平台SeaScape中集成NVIDIA的Modulus AI（现PhysicsNemo ） 框架用于训练AI模型

在Ansys仿真解决方案中提供嵌入式Omniverse技术许可证、销售和技术支持，首先应用于其CFD和自动驾驶解决方案。

25年12月NVIDIA与新思科技（ANSYS母公司）宣布扩大战略合作：

• 全面加速新思科技的产品应用：利用英伟达CUDA-X 库与 AI-Physics 技术，新思科技将进一步加速并优化其广泛的计算密集型应用组合，涵盖芯片设计、物理验证、分子仿真、电磁分析、光学仿真等领域。
• 推进智能体 AI 工程：双方将在现有 AI 合作基础上，整合新思科技AgentEngineer™ 技术与英伟达Agentic AI 技术栈（包括英伟达NIM 微服务、英伟达 NeMo Agent Toolkit 软件及英伟达 Nemotron 模型），实现 EDA 及仿真分析工作流程的自主设计能力。
• 以数字孪生技术紧密连接物理与数字世界：双方将合作推动下一代虚拟设计、测试与验证，通过高度精确且成熟的数字孪生技术，助力半导体、机器人、汽车、能源、工业、医疗等行业创新。这些解决方案将采用英伟达 Omniverse、英伟达 Cosmos 等技术。
• 联合市场拓展：双方将共同制定市场推广计划，面向多行业工程团队广泛推广本地部署及云端解决方案，依托新思科技全球数千名直销人员及渠道合作伙伴，充分发挥新思科技广泛客户基础及现有 Omniverse 技术授权、销售与支持协议的优势。

Altair澳汰尔（Siemens西门子）

仿真产品线

Altair 于1985年成立，最初为汽车企业提供咨询服务，1990年发布前处理和后处理工具HyperMesh，此后通过新产品发布和收购，持续完善产品线，涵盖结构、流体、电磁等多物理场分析功能。

Altair的业务分为CAE软件、HPC、数据和AI分析平台3个方面，CAE方面的主要产品线包括：

• 综合套件：HyperWorks ，包含HyperMesh (前后处理)、OptiStruct (结构分析与优化)、RADIOSS (显式动力学)、MotionSolve (多体动力学)、AcuSolve (计算流体力学) 等
• 电磁与电子：包括 Feko (天线设计、RCS)、newFASANT (高频电磁)、WinProp (电波传播) 及 WRAP (频谱管理) 等。
• 离散元与颗粒仿真：EDEM
• 复合材料仿真：ESAComp等

此外还包括Inspire 系列面向设计工程师的轻量化工具，SimSolid无网格快速结构仿真工具等。

2025年，西门子完成对Altair的收购，Altair成为西门子旗下全资子公司，相关产品也正在逐步与西门子产品线整合。

AI+CAE

Altair在旗舰产品HyperWorks中加入了多个AI模块。Altair的另一条产品线数据分析和AI平台RapidMiner也可以用于开发Agent，但与CAE不算强相关，故此处未列出。

Altair Copilot

Altair HyperWorks 2025版本加入了Altair® CoPilot™ Beta ，是一款嵌入在 Inspire 中的智能 AI 助手，提供按需指导、问答和工作流程支持。

Physics AI

在HyperWorks中的功能模块，基于过往仿真结果训练AI模型，使模型能够根据几何形状快速预测仿真结果。

Physics AI是学科通用的，不论预测的是结构、电磁还是流体场都可以适用。

PhysicsAI 2025版本引入了全新架构 - Transformer Neural Simulators，带来了前所未有的仿真性能提升。

PhysicsAI 还提供了云端版本的PhysicsAI Studio，使团队能够大规模生成、训练和部署 AI 驱动的物理模型。

案例如Kinetic Vision公司采用PhysicsAI进行快消品的包装几何结构优化，速度比传统有限元分析快 350 倍至 4000 倍，同时准确率保持在 87.5% 至 97.5% 之间，减少材料的使用。

romAI

Altair Twin Activate平台内置的 AI 驱动工具，利用机器学习与物理数据，基于仿真和测试数据快速构建降阶模型或AI代理模型。训练好的降价模型可部署在系统级仿真模型中进行快速预测。

案例如AMETEK Inc.旗下业务板块 LAND 与 Altair 合作，利用romAI构建孔探仪冷却系统CFD 模型的降阶模型，优化其孔探式热像仪的安装流程。模型能在数秒内完成 12 个测试点的热电偶温度预测，准确率误差控制在 10% 以内。该流程已简化至可由负责安装工作的设计人员直接操作，无需额外配备专业工程师管理和操作模型。

ExpertAI

在HyperWorks中设计探索器增加的一个新“无监督机器学习”机制，它指导优化工具根据用户定义的标准对设计探索结果进行“分类和聚类”，然后将这些分类作为新优化运行的约束条件，从而探索出更优化的设计参数。

ExpertAI 技术适用于任何基于物理的制造或模拟领域，包括冲压、铸造、CFD、电磁学、拓扑优化过滤，甚至产品外观和美学。

ShapeAI

HyperMesh里面的“Classify”和“Match”功能基于ShapeAI技术，利用AI学习模型的几何特征，对相似模型进行分类和查找相似。

Hexagon海克斯康（原MSC）

仿真产品线

MacNeal-Schwendler Corporation (MSC) 公司1963年成立，推出航天领域结构分析软件，1971年发布首个商业版有限元软件MSC/NASTRAN，此后业务扩展，1999年公司更名为 MSC.Software Corporation，此后通过多年收购，形成覆盖结构、多体动力学、声学、热、材料、CFD 等领域的完整仿真产品线。

2017年，Hexagon收购了MSC Software公司，2025年9月：Hexagon宣布将包含MSC业务的设计与工程（D&E）业务出售给Cadence Design Systems，交易预计在2026年第一季度完成，届时相关产品将隶属于Cadance旗下。

Hexagon目前的仿真软件产品线主要包括：

• 有限元分析：Nastran
• 多体动力学：Adams
• 非线性有限元分析：Marc
• 流体力学：Cradle CFD、Dytran
• 声学：Actran
• 控制与系统仿真：Easy5
• 金属加工工艺仿真：Simufact

其它还包括前处理软件Patran、数据管理Simmanager等

AI+CAE

Hexagon/MSC目前AI+CAE的产品主要是ODYSSEE CAE

ODYSSEE CAE

ODYSSEE是Hexgon旗下基于用于创建AI模型的工具软件，包含ODYSSEE A-Eye用于创建AI视觉模型、和ODYSSEE CAE用于创建CAE AI代理模型。

ODYSSEE CAE结合了AI和ROM技术，只需进行几次先前的CAE模拟，即可实时预测、优化并可靠地生成准确的结果。

COMSOL

仿真产品线

COMSOL 公司1986年在瑞典成立，一直专注在多物理场建模与仿真软件领域，核心产品为 COMSOL Multiphysics，基于有限元法（FEM）的通用仿真平台软件，在一个界面下实现所有的物理场、以及从建模到仿真到后处理乃至优化的全部流程。COMSOL Multiphysics还可以通过接口、附加模块的方式，灵活扩展多物理场仿真解决方案，目前提供的学科模块覆盖电磁、结构、声学、流体、传热、化工等。

AI+CAE

2023年11月，COMSOL6.2版本首次将机器学习技术深度集成到核心平台中，提供代理模型训练功能（Surrogate Model Training）

2024年COMSOL 6.3版本提供了集成GPT-4模型的AI助手，可以用于代码的生成与调试，建模智能问答等。2025年的6.4版本AI助手支持了更多模型，可基于官方文档与实时仿真数据提供交互式的建模指导。

延伸阅读：

【AI+CAE】系列已经发布的内容如下，后续也将会更具体的盘点分析国内外AI+CAE的各种方向和实践，并做相关分析等，敬请关注。

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