MSC:一个顺理成章的新开始
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随着工业的发展，人类开始注意到自己对自然的过度利用和攫取，已经使得我们自身的生存环境遭遇到了前所未有的威胁。在工业发展和生态保护之间，科技的进步使得两者有机会共同发展。
自从2005年10月，世界上第一架全复合材料密封飞机问世以来，复合材料在总材料中所占比例已经成为衡量飞机结构先进性的重要指标。2013年3月29日，msc公司总裁兼首席执行官Dominic Gallello在北京接受记者的采访，话题就是从复合材料对于工业发展的影响开始。
“很多年前，在汽车行业，企业对于复合材料的使用是非常少的，但是随着对碳排放和燃油效率需求的逐年增高，以及不同材料对于汽车性能的影响，最近2～3年汽车企业采用复合材料的比例逐渐增加。我最近看到的一个案例是MSC的某客户，通过采用复合材料，发动机的质量从1 180克降低到了710克，成本下降了15%。在航空航天领域，通过使用复合材料，某航空公司的机型的二氧化碳排放量降低了75%，噪声降低了65%。”Dominic Gallello认为采用更多的复合材料是工业企业自身发展的需求，也是社会对于工业产品要求越来越高的结果――除了功能性要求，还有越来越少的碳排放、对能源使用效率的提高、成本、安全和法规等方面的要求。
从目前可以查找到的相关资料看，波音787飞机的材料当中，复合材料占比达到50%（铝占的比重仅有20%），其中主要是碳纤维复合材料；波音新机型波音747-8，通过采用质量更轻的复合材料，重量减轻了907公斤；空中巨无霸空客A380，约有25%由先进轻质复合材料制造，其中22%为碳、玻璃或者石英纤维增强塑料，3%为GLARE（一种玻璃纤维―铝层压板）材料；另一款A350 XWB宽体飞机采用的复合材料比例甚至超过了50%：与相比同级别飞机结构相比，超过70%的减重是由于采用了53%的复合材料以及钛合金、铝合金等先进材料。同样地，在汽车工业领域，有数据显示，汽车重量每减轻10%，就会节省6%～8%的燃料，因此更多复合材料正在被越来越多地应用于制造汽车车身、底盘和发动机等零部件，以减轻汽车自重，提高发动机效率。
工业界甚至有一种观点认为，随着常规的金属材料被应用得越来越少，未来将是全复合材料结构的时代……但事实上，真正要在设计过程中使用复合材料并非易事。
所谓复合材料（Composite materials）是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料，从而使不同物质可以发挥各自优点，克服单一材料的缺陷。一般地，虽然复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、耐化学腐蚀和耐候性好等特点，但是工程实际当中采用复合材料还是存在一定的风险：由于复合材料内部结构的复杂性，以及缺少相应的动力学数据，因此一旦在产品研发当中采用了复合材料，那么就意味着工程技术人员要花更多的时间来验证和实验。
对于新材料仿真分析的关注，以及对CAE发展方向的思考，促成了2012年年底MSC公司决定收购e-Xstream。
资料显示，Digimat是由比利时e-Xstream工程公司开发的材料建模分析软件，由一系列可相互兼容和操作的模块组成，用于各种复杂材料的建模分析。
从可查找到的资料来看，Digimat软件由以下几个部分组成：Digimat-MF是用于预测多相材料非线性本构特性的平均场均化软件；Digimat-FE用于材料微观结构真实代表性体积单元（RVE）的有限元建模；Digimat-MX是材料数据交换平台，可在材料专家与最终用户之间存储、检索及安全地交换Digimat材料模型，实现材料逆向工程；Digimat-CAE则汇集了所有主要注塑成型软件和结构有限元分析软件代码的接口；Digimat-MAP是壳和三维网格影射软件，可将纤维取向、残余应力、温度及焊接线的信息从注塑成型软件转换到结构有限元分析模型上；Micross则用于设计蜂窝夹芯复合板的工具，可根据有限元分析来计算弯曲和剪切情况。
简单地说，Digimat软件就好象是一个“数字材料实验室”。利用其，可以根据纤维方向预测材料的各向异性性能，这使得工程师们能够预测部件内任何一处的各向异性材料特性，进一步与非线性结构分析软件结合，就能够帮助工程师优化零部件设计和工艺流程定义。
作为拥有SimXpert和Patran前后处理器，Nastran、Marc和Adams求解器的系统提供商，MSC在零件和系统两个方面对CAE领域的贡献有目共睹。收购了Digimat以后，借助Digimat与MSC Nastran、Marc等MSC仿真工具的整合，对材料的仿真将有机会真正实现“贯穿整个设计过程，实现先进的故障预测，并可用于各种情况下结构零部件裕量的计算”。
“在产品中加入一项新材料可能会使制造商在物理试验中耗费数千万的巨资，这限制了产品的各种可行性。因此在我们的规划当中，我们一直希望能够把材料分析仿真形成更加完整的体系加入到MSC的解决平台当中来，因此我们在业界寻找了很久，希望能够有更合适的产品，最终，我们才选择了现在收购的Digimat。”接受采访的Dominic说：“我们的目标是，模糊材料设计与结构设计之间的界限，实现高端材料更广泛的使用，同时帮助制造商大幅降低验证新材料体系所需的物理试验成本。”
在Dominic的理解当中，材料、零件和系统，是CAE系统应该关注的三个维度，只有三者之间共同形成一个集成的解决方案，才能真正节省产品研发时间――以往CAE系统更加关注零部件设计环节的结构和性能。Dominic说：“在未来，我们希望能够从材料的角度出发，通过CAE的角度去深入了解材料的分子级别的构成和物理特征，从而帮助工业企业在产品当中更好地应用这些新型的复合材料。而这也将成为我们CAE解决方案当中最重要的一个组成部分，一个重点方向。”
事实证明，收购Digimat对于MSC公司形成自己的材料、零件和系统三位一体的CAE体系规划是有益的补充。“MSC并不是因为收购了Digimat才开始强调‘材料、零件和系统’这样的CAE理念，事实上在收购这个产品之前，MSC在材料仿真分析方面是有一些解决方案的：例如用于材料数据管理的MasterialCenter，还有用线性和非线性有限元分析的Nastran等，都可以帮助产品研发者在设计前期了解所选择的材料，此次加入Digimat的非线性多维度建模技术，只不过是将MSC的材料仿真解决平台更加丰富起来。”MSC中国区总经理刘宏宇认为，对于整个工业界来讲，开发模式正发生着微妙的变化：以往影响产品研发的因素，
如成本、总量、燃油经济性和碳排放等都会因为更多复合材料的应用，而在材料领域范畴进行更多的分析和管理，因此材料的特性将在产品研发过程中占据越来越重要的地位。
从记者的角度看，MSC提出的材料、零件和系统三个维度，一方面是产品研发过程当中相对独立的三个角度，同时，三者之间又存在关联关系，是一个不能分割的整体，且可相互转化。这是一种微妙且复杂的关系。
“从2012年底开始，MSC就开始把材料、零件和系统作为MSC对CAE框架的理解。”Dominic认为，这三个因素在整个产品研发过程中是互相关联、贯穿始终的，但在不同的设计阶段，三者的定义相对各不相同：发动机相对于整机来讲就是零部件，但仅考虑发动机设计的情况下，那其本身就是一个系统，因此，从概念设计阶段，三者之间就不断发生迭代运算关系。“在这个过程中，只有材料是贯穿产品研发设计始终的，设计师不可能完全脱离材料属性考虑零部件的结果和系统的功能――这是事物发展的客观事实，产品研发的过程中必须要尊重事物的这种客观规律。”Dominic告诉记者，MSC希望能够在原有的解决方案基础上，根据用户的要求进行一定程度的延伸，从零件和系统向材料进行延伸，将对材料的考虑纳入其中，并给予足够的重视，从而构建一个整体的解决方案。
一切改变和升级都顺理成章：CAE从最初关注零部件的物理结构，到通过仿真平台进行仿真数据的管理，再到今天对新型材料的关注，不仅是CAE技术和应用的发展脉络，同时也是应用企业对于CAE需求的进步，更是MSC产品线升级的线路：新的市场需求带来了新的产品，新的产品要求新的方法论和系统理解。“我这一辈子都在软件行业当中。在我看来，任何一家软件公司或者一家软件公司的管理者，2年时间是来不及改变什么的，但是如果4年时间还没有什么改变，那就有麻烦了，”到MSC公司担任总裁兼首席执行官刚好3年时间的Dominic Gallello在接受记者采访时笑称，3年刚好是一个改变的时机：“（对于MSC的产品线），我们整整做了2年的准备，做了非常多的工作，我想现在应该是有所回报的时候了：到2013年6月份，MSC成立50周年的系列活动当中，我们会有更多新产品、新版本和新的话题跟大家分享。”
在软件行业当中，有机会庆祝成立50周年的公司，并不常见，而能够50年始终在一个领域专心耕耘的软件公司，更是值得学习和尊重。笔者愿意相信，这些对于MSC都还仅仅是一个顺理成章的新开始。