研发埠专访台湾科技大学知名CAE专家林上智教授

——CAE技术助力医疗器材研发

第十届中国CAE工程分析技术年会于2014年8月7-8日在美丽的贵阳召开，研发埠作为主要支持媒体全程参与、记录并报道了大会的整个过程。会议期间，研发埠编辑采访了台湾科技大学知名CAE专家林上智教授，SOLIDWORKS大中国区资深多产品技术经理张俊先生和SIMULIA中国区总经理白锐先生也一同接受了采访。双方就CAE技术的发展与应用、人才培养等问题展开了深入的交流探讨。

嘉宾简介：

图1：林上智教授

林上智：博士，知名CAE专家，台湾科技大学教授。林教授与两岸许多医疗企业合作，如联合骨科公司、宝元科技公司、亚太医材公司、瑞安大药厂公司、蒙太因医材公司、豪美公司、博美科技公司、大博颖精医材公司、上海华森医材公司与生宝脐带血银行等，主导参与的产学合作计划多达十几个。曾获得国科会、经济部、工研院与金工中心等政府机构长期专题研究计划案的经费补助。另一方面林教授与台湾多家医院的临床医生团队有长期的合作，其中包含台大医院、长庚医院、国泰医院、慈济医院、敏盛医院与台北荣民总医院等，双方除了提供技术与经费的合作之外，其研究成果也发表了许多SCI学术论文并取得专利数十项。其中在骨牙植入医材和复健辅具方面已经有多项成功商品化的案例，例如客制化颅颜面骨板、人工牙根、矫正牙钉、人工关节、创伤内外固定用医材、脊椎填充与固定用医材、人工替代骨、足部医疗与健康型鞋垫、退化性膝关节炎户架与超低温液态氮生物储存系统等。个人主页

图2：白锐先生

白锐：SIMULIA中国区总经理

图3：张俊先生

张俊：SOLIDWORKS大中国区资深多产品技术经理

CAE技术为医疗行业注入活力

当今社会医患纠纷时有发生，如何在医患间进行有效的沟通就显得非常重要。在传统的医疗行业中，医院的医生给病人出示的片子都是平面的黑白的，病患很难直观理解，如果可以用3D模型结合最新的3D打印技术，就可以让病患更为直观的了解病情。医疗器械属于高风险行业，所以高度重视安全性，在设计阶段融入CAE技术可以省去反复打样测试的工作，通过电脑模拟分析可以节省大量的人力物力，所以CAE技术在医疗器械方面是很重要的。在台湾企业中有许多工程师也开始使用CAE技术，但是缺少标准化的数据库支撑，做出来的产品很获得国际认证。林教授一直致力于医疗器械的认证和标准化数据库的建立。

大力培养CAE技术应用型人才

林教授在台湾非常注重应用人才的培养，开设了“计算机辅助医学工程”课程，非常受学生的欢迎。林教授熟悉多种有限元仿真软件，根据医工专业学生非力学专业，专业力学理论缺乏的特点，林教授在其实验室中引入了达索SOLIDWORKS的SOLIDWORKS及SOLIDWORKS Simulation、SOLIDWORKS Motion、Flow Simulation等设计仿真软件用于教学和科研。其功能强大且易学易用的特点确保研究生能毫无障碍地掌握CAE仿真分析工具，用于医疗器材和器械的科研及实际项目中。目前，林教授指导的多位硕士生和博士生均使用SOLIDWORKS Simulation系列软件开展课题研究，并在国际上发表了大量有影响力的SCI论文。林教授倾向于让学生根据具体的产业需求定研究方向，真正做到产学结合，实实在在解决企业中存在的问题，另一方面也提倡学生学习其他相关学科的知识，这样才能真正设计出更完美的产品。医疗器械的研发更是如此，涉及到包括力学、材料学、机械、医学等多学科的知识，这就要求研发人员要具备全面的知识，还要了解相关的法规和临床治疗的知识。一个工程师不懂制造，是无法设计出好的产品的。如果学生可以在大学中接触到CAE技术，运用CAE技术解决一些实际性的问题，不仅能提前为企业储备一些人才，还可以从源头上推进工程研发创新的进程。大学作为人才培养的基地，应该不断加强实用性技术的普及，让学生真正可以学以致用。

近年来，CAE行业迅速发展，但是CAE技术人才培养还没有上规模，不论是在台湾还是大陆，CAE人才的紧缺和流失已经成为一个普遍的现象，这需要整个国家、社会加强对CAE技术的重视。希望在不久的将来可以看到有更多的高校开设相关的课程，有更多的年轻人可以加入到这个大有可为的行业。

医疗器材产品研发亟待建立标准数据库

在研发新的医疗器材时需要用到大量的人体结构数据，人体结构是非常复杂的。目前国内所有研发医疗器材的机构或者从零建立自己的数据库，或者直接用国外研究机构已经发表的数据，这就造成了研发周期延长、最终产品不满足要求等问题。标准人体结构数据库的建立迫在眉睫，但是仅靠个人或研究机构很难完成如此巨大的工作。达索析统作为世界领先的3D设计软件、3D数字化实体模型和产品生命周期管理（PLM）解决方案供应商，已经意识到客户的需求，并已经着手帮助用户建立相关的数据库，让知识可以积累分享。在汽车行业类似的标准数据库比较多，如碰撞假人，但是在医疗行业还没有形成规模。

产学合作，助力中小企业研发创新

林教授在与国内中小企业产学合作方面有着非常丰富的实践经验，在推进合作的过程中，花费精力最多的地方在于双方的沟通，而且在推进项目的过程中，需要有相关的专家团队针对成果进行测评。医疗器材的虚拟开发，涉及到断层数据扫描成型、器械三维模型建立、生物力学数据试验、有限元仿真分析、医材法规认证与性能检测等。达索析统的SOLIDWORKS 3D数字化一体化CAD/CAE/PLM解决方案可以很好的为企业提供研发支撑。在与国内企业的合作过程中，林教授也推荐了多个中小企业选择了SOLIDWORKS的解决方案用于医材产品的开发，取得了非常好的使用效果。研发埠作为立志于服务中小企业研发创新的平台，正在致力于打造这样一个生态圈，一方面为研发服务供求双方提供信息，另一方面从中间环节推动、测评最后产生的成果。达索析统作为行业的领头者，也在朝着为用户提供更好的服务方向努力。从2014年8月开始，达索析统SOLIDWORKS针对有研发创新需求的企业开展了一系列的“研发管理日”活动，旨在从根本上改变国内研发创新的理念。以前国内很多企业都是“拿来主义”，把国外先进的技术照搬过来，很少有企业在设计的源头引进创新思维，对CAE技术的重视程度也不够，只是作为一个锦上添花的东西来看待，没有真正的将CAE技术应用融入到产品设计流程中去。通过系列的研发管理培训，让企业的高管从产品设计、仿真分析、优化到生产、工艺、制造、销售、市场，形成一个完整的新产品从研发到上市的流程，用达索析统提供的3D体验平台，将 3D技术贯穿到客户整个业务流程并实现数据流的自动流通。

云计算的冰火两重天

当下云计算概念炒的非常火，与之对应的却是寥寥无几的用户群体，形成了冰火两重天的独特现象。很多企业提起云计算都会表示怀疑，很大一方面是对云计算的安全性表示疑问。尤其是涉及到自主研发的产品，很难完全信任交付到云端，国内外关于保护数据隐私的法律法规目前还是空白。

达索析统主推的“3D Experience”就是基于云端的服务。目前最新版本是V6，用户可以根据自己的需求使用基于公有云或私有云的服务，基于“3D Experience”平台用户可以与专家或同行业工程师交流研发过程中的问题及心得。目前在国内已经进行了重点的推广，希望在不久的将来能有更多的企业可以用这个平台完成产品的研发创新。

CAE只是工具，解决实际问题最重要！

市面上的CAE软件有成千上万款，同一个类型的可能多达几十种，如果让研发人员从如此多的工具中选择一款难度是非常大的，研发人员更关注的是能否真正解决遇到的问题，最好能提供一整套完整的解决方案。对于国防、军工类企业，研发占的比重非常大，过程中遇到的问题也较为复杂，最终还是依靠经验丰富的专家来解决问题，CAE软件只是工具，可以缩短研发周期，帮助工程师更好的解决问题。因此在所有的研发设计过程中，人才占据了主导的地位，结合CAD/CAE等软件的辅助，研发人员能够快速准确的设计出新的产品，有效缩短研发设计的流程。

达索析统在很早以前已经认识到这个问题，并开始侧重为用户提供更好的服务，而不仅仅是提供一个工具。要想真正解决工程研发中遇到的问题，软件不是最重要的一个方面，应该是60%的理论基础+30%的时间积累+5%～10%的软件操作。但是在国内，许多学生、工程师把50%～60%的精力放在学习软件操作上，忽视了理论基础的积累。达索析统SOLIDWORKS在中国每年都会开设许多定制化的SOLIDWORKS Academy，请一些顶级的教授及行业专家参加，提升客户的理论背景，帮助客户在研发的道路上快速的取得成功。在挑选代理商方面，达索析统SOLIDWORKS也有着严格的要求，每个代理商都必须有一支专业的工程师团队，能够为用户提供本地化的技术服务，而不仅仅是软件的销售。另外达索积极与各个行业知名的专家学者合作，为用户提供具体的解决方案，这也正是达索析统多年坚持的3D-EXPERIENCE理念，增强用户的体验，帮助用户成功，而不是为了销售软件。

编者按

随着CAE技术的应用越来越广，包括医疗在内的工程研发领域都受益其中。如今CAE行业正在迎来翻天覆地的变革，从简单的提供工具到为用户提供完整的解决方案和研发服务，从出售软件许可到提供云计算服务，每个CAE人都在见证这些变化并参与其中，让我们以更加开放的心态共同迎接创新时代的到来。

关于达索析统：

达索析统成立于1981年，是世界领先的3D设计软件、3D数字化实体模型和产品生命周期管理（PLM）解决方案供应商，致力于3D体验、为企业和人们的可持续创新提供一个虚拟世界。达索析统拥有全套PLM的软件，为包括航空、汽车、机械、电子等在内的各个行业提供软件系统服务和技术支持。

SOLIDWORKS是Dassault Systèmes S.A. 旗下的品牌，是3D解决方案的世界领导者，它帮助数以百万的工程师和设计师通过创新取得成功。我们的产品在产品设计、仿真、发布、数据管理和环境影响评估方面可提供直观的使用体验。

关于研发埠：

研发埠（www.yanfabu.com），是一个专业的工程研发创新分享平台，以“开放”和“创新”为理念，为理工类研发创新人员搭建一个分享交流的互动平台，为科研和设计工作者提供强有力的技术支撑，为个人和企业提供信息资源交互服务。