【2025】วิธีการเลือกและเปรียบเทียบซอฟต์แวร์วิเคราะห์! อธิบายครอบคลุมซอฟต์แวร์แนะนำ

ที่นี่การวิเคราะห์ความแข็งแรง　ซอฟต์แวร์ที่สามารถดำเนินการได้"ซอฟต์แวร์วิเคราะห์"บันทึกเกี่ยวกับเรื่องนี้

ในสถานที่ทำงานด้านการออกแบบผลิตภัณฑ์ มีหลายท่านที่กำลังพิจารณาการนำ "ซอฟต์แวร์วิเคราะห์" มาใช้ แต่เมื่อต้องเผชิญกับตัวเลือกมากมาย ก็อาจทำให้สับสนและไม่รู้ว่าจะเลือกอะไรดี เนื่องจากซอฟต์แวร์ที่มีราคาแพง จึงต้องการหลีกเลี่ยงความผิดพลาดและความเสียใจ

เว็บไซต์เปรียบเทียบหลายแห่งมักจะแนะนำซอฟต์แวร์แต่ละตัวเพียงอย่างเดียว แต่ในบทความนี้ เราจะเน้นไปที่การจัดประเภทพื้นฐานของซอฟต์แวร์วิเคราะห์และบทบาทของแต่ละประเภท เพื่อให้คุณเข้าใจภาพรวมทั้งหมดก่อน จากนั้นจะทำการเปรียบเทียบซอฟต์แวร์หลักอย่างครอบคลุม ครอบคลุมราคา และข้อควรระวังเพื่อหลีกเลี่ยงความล้มเหลวหลังการติดตั้ง เพื่อให้คุณได้เลือกซอฟต์แวร์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับคุณ

ทำความเข้าใจพื้นฐานและประเภทของซอฟต์แวร์วิเคราะห์

ก่อนอื่นอยากรู้ประเภทของซอฟต์แวร์วิเคราะห์

ซอฟต์แวร์วิเคราะห์ หรือที่เรียกว่าเครื่องมือ CAE (Computer Aided Engineering) เป็นซอฟต์แวร์ที่ใช้ในการจำลองประสิทธิภาพและพฤติกรรมของผลิตภัณฑ์บนคอมพิวเตอร์ การนำซอฟต์แวร์นี้มาใช้สามารถลดจำนวนต้นแบบทางกายภาพได้อย่างมาก ทำให้ระยะเวลาในการพัฒนาสั้นลงและลดต้นทุนได้

พูดไปแล้วซอฟต์แวร์วิเคราะห์สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทหลัก　หนึ่งคือ "เครื่องมือจำลองแบบเสริม 3DCAD" อีกหนึ่งคือ "ซอฟต์แวร์จำลองเฉพาะทาง"

เครื่องมือจำลองแบบเสริม 3DCAD (CAE สำหรับผู้ออกแบบ)

นี่คือเครื่องมือวิเคราะห์ที่ทำงานร่วมกับซอฟต์แวร์ 3DCAD ที่ผู้ออกแบบใช้เป็นประจำในลักษณะที่ผสานรวมกันเป็นหนึ่งเดียว ข้อดีที่ใหญ่ที่สุดคือสามารถดำเนินการวิเคราะห์ตั้งแต่การออกแบบจนถึงการวิเคราะห์ได้อย่างราบรื่นภายในหน้าจอการใช้งาน CAD ที่คุ้นเคย เนื่องจากเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงการออกแบบ ข้อมูลจะสะท้อนในโมเดลการวิเคราะห์ทันทีมีประสิทธิภาพมากในการตรวจสอบแบบร่างการออกแบบต่างๆ อย่างรวดเร็วในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา　โดยหลักแล้ว เหมาะสำหรับผู้ออกแบบที่ต้องการทำการวิเคราะห์โครงสร้างเชิงเส้นที่ค่อนข้างง่ายและสะดวกสามารถกล่าวได้

ซอฟต์แวร์เฉพาะสำหรับการจำลอง (CAE สำหรับผู้เชี่ยวชาญ)

นี่คือซอฟต์แวร์เฉพาะทางที่ออกแบบมาเพื่อจำลองปรากฏการณ์ทางกายภาพเฉพาะหรือหลายปรากฏการณ์ เช่น การวิเคราะห์โครงสร้าง การวิเคราะห์พลศาสตร์ของไหล และการวิเคราะห์การชน ด้วยความแม่นยำสูงเมื่อเปรียบเทียบกับแบบเสริม CAD มีฟังก์ชันที่หลากหลายมากขึ้น สามารถตั้งค่าเงื่อนไขที่ซับซ้อนและใกล้เคียงกับความเป็นจริงได้มากขึ้นตัวอย่างเช่น สามารถจัดการกับปัญหาที่ไม่เป็นเชิงเส้นซึ่งการเปลี่ยนรูปของวัสดุมีขนาดใหญ่มาก หรือปัญหาที่ความร้อนและโครงสร้างมีผลต่อกันและกัน เป็นต้น ด้วยเหตุนี้ จึงเหมาะสำหรับผู้เชี่ยวชาญ (นักวิเคราะห์) ในแผนกวิจัยและพัฒนาที่ต้องการการรับประกันประสิทธิภาพขั้นสุดท้ายของผลิตภัณฑ์หรือการวิเคราะห์ที่ซับซ้อนอย่างยิ่ง

ซอฟต์แวร์และวิธีการเรียนรู้สำหรับผู้เริ่มต้น

สำหรับผู้เริ่มต้นที่ติดตั้งซอฟต์แวร์วิเคราะห์เป็นครั้งแรกหรือผู้ที่กำลังจะเริ่มเรียนรู้ ซอฟต์แวร์ที่เหมาะสมจะแตกต่างกันไปตามวัตถุประสงค์

หากคุณเป็นนักออกแบบและต้องการตรวจสอบการออกแบบของคุณเองอย่างง่ายดาย การเริ่มต้นด้วยเครื่องมือแบบ CAD Add-in เป็นทางเลือกที่ดี　ใช่ไหมครับ/ค่ะ ตัวอย่างเช่นSOLIDWORKS Simulation　やAutodesk Inventor Nastran　、　Fusion 360 Simulation　ซึ่งสามารถกล่าวถึงได้ สิ่งเหล่านี้รวมเข้ากับ CAD ทำให้ใช้งานได้ง่ายตามสัญชาตญาณ และลดต้นทุนการเรียนรู้ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ซอฟต์แวร์ที่ผลิตในประเทศเฟมเทต　มีบทเรียนภาษาญี่ปุ่นที่ครบถ้วนและหลากหลาย ทำให้เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับผู้เริ่มต้น เนื่องจากสามารถใช้งานฟังก์ชันการวิเคราะห์ที่หลากหลายได้ในต้นทุนต่ำ

ญี่ปุ่นICAD-SX (บริษัท iCAD)　ดังนั้น CDA เองไม่มีการจำลอง แต่ Fujitsu มีให้บริการCOLMINA CAE　やJupiter-Designer สำหรับ iCAD　หากใช้สิ่งนี้ จะสามารถวิเคราะห์ได้

ในทางกลับกัน สำหรับนักศึกษาที่ต้องการมุ่งสู่การเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านการวิเคราะห์ในอนาคต หรือผู้ที่ต้องการเรียนรู้วิธีการวิเคราะห์อย่างจริงจังโดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่าย ขอแนะนำซอฟต์แวร์โอเพนซอร์ส โดยเฉพาะอย่างยิ่งCalculiX　คือ ซอฟต์แวร์เชิงพาณิชย์ระดับไฮเอนด์Abaqus　เนื่องจากรูปแบบการป้อนข้อมูลมีความคล้ายคลึงกัน ความรู้ที่ได้รับที่นี่จึงมีประโยชน์เมื่อต้องเปลี่ยนไปทำงานเฉพาะทางในอนาคต

วิธีการเรียนรู้คือ เริ่มต้นจากการใช้บทเรียนและสื่อการฝึกอบรมอย่างเป็นทางการที่ผู้ให้บริการซอฟต์แวร์แต่ละรายเผยแพร่ไว้เป็นพื้นฐาน นอกจากนี้ยังมีหลายบริษัทที่จัดสัมมนาหรือสัมมนาออนไลน์ฟรี ซึ่งการเข้าร่วมเหล่านี้ก็เป็นทางเลือกที่ดีอีกด้วย สำหรับซอฟต์แวร์โอเพนซอร์สจะมีชุมชนผู้ใช้ที่กระตือรือร้นอยู่มากมาย คุณสามารถโพสต์คำถามในฟอรัมออนไลน์เพื่อขอคำแนะนำจากผู้ใช้ที่มีประสบการณ์ได้เช่นกัน  

ฟังก์ชันพื้นฐานที่เป็นแกนหลักของซอฟต์แวร์

ฟังก์ชันของซอฟต์แวร์การวิเคราะห์มีหลากหลาย แต่แกนหลักของมันประกอบด้วยฟังก์ชันพื้นฐานสามอย่างคือ "พรีโปรเซสเซอร์" "โซลเวอร์" และ "โพสต์โปรเซสเซอร์"

พรีโปรเซสเซอร์เป็นฟังก์ชันที่เตรียมการสำหรับการวิเคราะห์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งจะทำการอ่านข้อมูลรูปร่างที่สร้างขึ้นใน CAD และแบ่งข้อมูลนั้นออกเป็นกลุ่มขององค์ประกอบเล็กๆ ที่เรียกว่า "เมช" จากนั้นจะทำการกำหนดค่าคุณสมบัติของวัสดุ (อัตราการเกิด　やอัตราส่วนของพัวซอน　และอื่นๆ) เพื่อกำหนดเงื่อนไขขอบเขตว่าผลิตภัณฑ์จะได้รับแรงอย่างไรและส่วนใดจะถูกยึดไว้

จากนั้น โซลเวอร์จะเป็นเครื่องยนต์คำนวณที่แก้ปัญหาสมการทางฟิสิกส์ตามโมเดลและเงื่อนไขที่กำหนดโดยพรีโปรเซสเซอร์ เป็นหัวใจหลักของซอฟต์แวร์วิเคราะห์ ซึ่งประสิทธิภาพของโซลเวอร์จะส่งผลอย่างมากต่อความแม่นยำและความเร็วในการคำนวณของการวิเคราะห์

สุดท้ายนี้ โพสต์โปรเซสเซอร์คือฟังก์ชันที่แสดงผลลัพธ์การคำนวณจำนวนมากที่โซลเวอร์คำนวณออกมาให้อยู่ในรูปแบบที่มนุษย์สามารถเข้าใจได้ง่ายขึ้น สามารถแสดงตำแหน่งที่เกิดแรงสูงสุดในผลิตภัณฑ์ด้วยการแบ่งสี (แผนที่คอนทัวร์) หรือตรวจสอบลักษณะการเปลี่ยนรูปด้วยการเคลื่อนไหวแบบแอนิเมชันได้ ด้วยวิธีนี้ ผู้ออกแบบสามารถเข้าใจจุดอ่อนของผลิตภัณฑ์ได้อย่างชัดเจนและพิจารณาวิธีการปรับปรุงได้

ภาพรวมของการวิเคราะห์โครงสร้างพื้นฐาน

การวิเคราะห์โครงสร้างเป็นหนึ่งในฟังก์ชันที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในซอฟต์แวร์การวิเคราะห์ ซึ่งทำนายว่าผลิตภัณฑ์จะเปลี่ยนรูปอย่างไรและจะเกิดความเค้นภายในอย่างไรเมื่อมีแรงกระทำต่อผลิตภัณฑ์นั้น ด้วยวิธีนี้ เราสามารถประเมินได้ว่าผลิตภัณฑ์จะสามารถใช้งานได้อย่างปลอดภัยโดยไม่แตกหัก หรือมีความแข็งแรงมากเกินไป (มีพื้นที่สำหรับการลดน้ำหนักหรือไม่)

การวิเคราะห์โครงสร้างที่พื้นฐานที่สุดคือ "การวิเคราะห์เชิงเส้นคงที่" นี่คือการวิเคราะห์ที่สมมติว่าวัสดุจะกลับคืนรูปเดิมเมื่อแรงถูกเพิ่มอย่างช้าๆ และอยู่ในขอบเขตที่วัสดุสามารถคืนรูปได้ (ช่วงยืดหยุ่น) สามารถดำเนินการได้ง่ายในเครื่องมือเสริม CAD หลายตัว และมีประสิทธิภาพมากในการตรวจสอบความแข็งแรงในขั้นตอนเริ่มต้นของการออกแบบครับ/ค่ะ

ในทางกลับกัน หากวัสดุเกิดการเปลี่ยนรูปอย่างมากจนไม่สามารถกลับคืนสภาพเดิมได้ (การเปลี่ยนรูปแบบพลาสติก) หรือหากต้องจัดการกับวัสดุที่มีการยืดหดตัวมาก เช่น ยาง จะต้องใช้ "การวิเคราะห์เชิงไม่เชิงเส้น" นอกจากนี้ การจำลองปรากฏการณ์ที่มีแรงมากเกิดขึ้นในระยะเวลาสั้น ๆ เช่น การชนของรถยนต์หรือการตกของสมาร์ทโฟน จะใช้เทคนิคที่เรียกว่า "การวิเคราะห์เชิงพลวัต" การวิเคราะห์ขั้นสูงเหล่านี้เป็นพื้นที่ที่ซอฟต์แวร์เฉพาะสำหรับการจำลองมีความเชี่ยวชาญเป็นหลัก

ซอฟต์แวร์โอเพนซอร์สที่ใช้ได้ฟรี

ในขณะที่ซอฟต์แวร์เชิงพาณิชย์ที่มีราคาสูงเป็นกระแสหลักในตลาด ในระยะหลังนี้ ซอฟต์แวร์วิเคราะห์โอเพนซอร์สที่สามารถใช้งานได้ฟรีเริ่มมีความสำคัญมากขึ้น สิ่งเหล่านี้ไม่มีค่าใช้จ่ายด้านลิขสิทธิ์เลย ทำให้การนำไปใช้มีความสะดวกเป็นอย่างมาก ซึ่งเป็นข้อดีที่ใหญ่ที่สุด

อย่างไรก็ตาม มีข้อควรระวังด้วย ซอฟต์แวร์โอเพนซอร์สโดยพื้นฐานแล้วต้องใช้งานด้วยความรับผิดชอบของตนเอง และไม่สามารถคาดหวังการสนับสนุนจากผู้ขายที่ครอบคลุมเหมือนซอฟต์แวร์เชิงพาณิชย์ได้ หากเกิดปัญหาขึ้น จำเป็นต้องอ่านเอกสารหรือค้นหาวิธีแก้ไขในชุมชนผู้ใช้ด้วยตนเอง นอกจากนี้ ในแง่ของการใช้งาน อาจไม่มีความเป็นธรรมชาติเท่ากับซอฟต์แวร์เชิงพาณิชย์ จึงต้องการความรู้เฉพาะทางในระดับหนึ่ง

ถึงอย่างนั้น ฟังก์ชันนี้ก็ยังทรงพลังมาก ซอฟต์แวร์วิเคราะห์โครงสร้างแบบโอเพนซอร์สที่เป็นตัวแทนมีดังต่อไปนี้

• CalculiX: ซอฟต์แวร์ที่พัฒนาขึ้นในประเทศเยอรมนี มีรูปแบบการป้อนข้อมูลคล้ายกับซอฟต์แวร์เชิงพาณิชย์ Abaqus จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเรียนรู้  
• Code_Aster: ซอฟต์แวร์ที่พัฒนาโดยบริษัท EDF ของฝรั่งเศส ซึ่งมีผลงานมากมายโดยเฉพาะในสาขาวิศวกรรมโยธาและวิศวกรรมโรงงาน  
• OpenFOAM: เป็นที่รู้จักกันดีในด้านการวิเคราะห์ของไหลเป็นหลัก แต่เป็นกล่องเครื่องมือที่สามารถวิเคราะห์โครงสร้างและการวิเคราะห์เชิงเชื่อมโยงระหว่างของไหลกับโครงสร้างได้เช่นกัน   

ซอฟต์แวร์เหล่านี้เป็นทางเลือกที่มีคุณค่าอย่างยิ่งสำหรับบุคคลที่ต้องการสัมผัสกับเทคโนโลยีการวิเคราะห์ขั้นสูงโดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่าย หรือกรณีที่ต้องการปรับแต่งสำหรับการใช้งานวิจัยเฉพาะด้าน

เปรียบเทียบซอฟต์แวร์วิเคราะห์หลักอย่างละเอียด

ราคาของซอฟต์แวร์หลักในรายการ

ราคาของซอฟต์แวร์วิเคราะห์จะแตกต่างกันอย่างมากตามฟังก์ชันและรูปแบบของใบอนุญาต ในที่นี้เราจะแบ่งซอฟต์แวร์หลักออกเป็นสองประเภทและเปรียบเทียบลักษณะและช่วงราคาอย่างครอบคลุม อย่างไรก็ตาม ราคาอาจเปลี่ยนแปลงตามองค์ประกอบและรูปแบบสัญญา ดังนั้นโปรดใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงเท่านั้น สำหรับข้อมูลที่ถูกต้อง กรุณาติดต่อผู้ผลิตหรือตัวแทนจำหน่ายโดยตรง

• เครื่องมือจำลองแบบเสริม 3DCAD (CAE สำหรับผู้ออกแบบ)

เครื่องมือนี้ออกแบบมาเพื่อให้ผู้ออกแบบสามารถทำการวิเคราะห์ได้อย่างง่ายดายในสภาพแวดล้อม CAD ที่คุ้นเคย ความน่าสนใจอยู่ที่การใช้งานที่เข้าใจง่ายและการตรวจสอบการออกแบบที่รวดเร็ว

• ซอฟต์แวร์เฉพาะสำหรับการจำลอง (CAE สำหรับผู้เชี่ยวชาญ)

ซอฟต์แวร์ประสิทธิภาพสูงที่ออกแบบมาเฉพาะสำหรับการวิเคราะห์ปรากฏการณ์ทางกายภาพเฉพาะหรือปัญหาที่ซับซ้อนด้วยความแม่นยำสูง เหมาะสำหรับผู้เชี่ยวชาญ

ส่วนแบ่งและแนวโน้มตามอุตสาหกรรม

การค้นหาข้อมูลสาธารณะที่เป็นมาตรฐานและแม่นยำเกี่ยวกับส่วนแบ่งตลาดของซอฟต์แวร์วิเคราะห์นั้นเป็นเรื่องยาก แต่สามารถคาดการณ์แผนที่อำนาจได้จากแนวโน้มของอุตสาหกรรมและตำแหน่งของแต่ละซอฟต์แวร์

เมื่อมองภาพรวมของตลาดโลก บริษัท Ansys, Dassault Systèmes (Abaqus) และ Siemens (Simcenter) ทั้งสามบริษัทนี้ถือเป็น "บิ๊ก 3" ที่ขับเคลื่อนตลาดกำลังดำเนินการอยู่ แพลตฟอร์มที่ครอบคลุมซึ่งนำเสนอโดยบริษัทเหล่านี้ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมการผลิตหลัก เช่น ยานยนต์ อวกาศ และเครื่องใช้ไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Ansys ได้รับการประเมินว่ามีมูลค่าตลาดประมาณ 32.9 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ ณ เดือนกันยายน 2025 ซึ่งแสดงให้เห็นถึงอิทธิพลอันยิ่งใหญ่ของบริษัท

ในอุตสาหกรรมยานยนต์ LS-DYNA ได้สร้างสถานะมาตรฐานที่เป็นที่ยอมรับในด้านการวิเคราะห์ความปลอดภัยจากการชนมาเป็นเวลานาน นอกจากนี้ ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ Nastran (โดยเฉพาะ MSC Nastran) ซึ่งมีประวัติการพัฒนาจาก NASA ยังคงได้รับความไว้วางใจสูงในการวิเคราะห์การสั่นสะเทือน  

เมื่อมองไปที่ภายในประเทศญี่ปุ่น แม้ซอฟต์แวร์ระดับโลกจะครองส่วนแบ่งตลาดสูง แต่ซอฟต์แวร์ที่ผลิตในประเทศก็แสดงจุดแข็งในบางสาขาเช่นกัน ตัวอย่างเช่น Jupiter ของบริษัท Techno Star ได้รับการยอมรับในด้านความสามารถในการประมวลผลแบบจำลองขนาดใหญ่ด้วยความเร็วสูง และได้สร้างตำแหน่งที่มั่นคงในอุตสาหกรรมยานยนต์ของญี่ปุ่น นอกจากนี้ Femtet ของบริษัท Murata Software ยังได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายในหมู่นักออกแบบในอุตสาหกรรมชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ เนื่องจากความคุ้มค่าและใช้งานง่าย  

แนวโน้มในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาคือ "การทำให้การจำลองเป็นประชาธิปไตย" ซึ่งหมายถึงการที่ผู้ออกแบบสามารถใช้เครื่องมือการวิเคราะห์ได้เอง ไม่ใช่แค่ผู้เชี่ยวชาญด้านการวิเคราะห์เท่านั้นด้วยกระแสนี้ ตลาดของเครื่องมือเสริม CAD เช่น SOLIDWORKS Simulation กำลังขยายตัว　นอกจากนี้ การเพิ่มขึ้นของบริการจำลองแบบบนคลาวด์ก็เป็นแนวโน้มที่ควรจับตามอง เนื่องจากสามารถลดการลงทุนเริ่มต้นและใช้ทรัพยากรการคำนวณที่มีประสิทธิภาพสูงได้ จึงมีการนำมาใช้ในหมู่ธุรกิจขนาดกลางและขนาดเล็กมากขึ้น

ความคิดเห็นจากผู้ใช้จริง

ในการเลือกซอฟต์แวร์ การอ้างอิงจากสเปคในแคตตาล็อกเพียงอย่างเดียวนั้นไม่เพียงพอ ควรพิจารณาความคิดเห็นจากผู้ใช้จริงด้วย

เครื่องมือจำลองแบบ 3DCAD แบบเสริม

ซอฟต์แวร์ในหมวดหมู่นี้ได้รับการประเมินสูงในด้าน "ความง่ายในการใช้งาน" และ "ความสามารถในการทำงานร่วมกับ CAD"　　โดยเฉพาะ SOLIDWORKS Simulation และ Inventor Nastran สามารถทำการวิเคราะห์ได้บนพื้นฐานของ CAD ที่ใช้เป็นประจำ ทำให้มีเสียงตอบรับว่า "ต้นทุนการเรียนรู้ต่ำ" และ "การสะท้อนการเปลี่ยนแปลงการออกแบบเป็นไปอย่างราบรื่น" สำหรับ Femtet ที่ผลิตในประเทศ ได้รับการประเมินในแง่ของ "ต้นทุนต่ำและฟังก์ชันหลากหลาย" และ "การสนับสนุนภาษาญี่ปุ่นที่ดี" โดยเฉพาะได้รับการสนับสนุนจากนักออกแบบในบริษัทขนาดกลางและขนาดเล็ก  

อย่างไรก็ตามข้อเสียคือ ฟังก์ชันการวิเคราะห์ขั้นสูงถูกจำกัดเมื่อเทียบกับซอฟต์แวร์ที่ออกแบบมาสำหรับผู้เชี่ยวชาญ　เมื่อต้องจัดการกับปัญหาที่ไม่เป็นเชิงเส้นที่ซับซ้อนหรือวัสดุพิเศษ อาจมีบางครั้งที่รู้สึกว่าฟังก์ชันไม่เพียงพอ

ซอฟต์แวร์เฉพาะสำหรับการจำลอง

ซอฟต์แวร์สำหรับผู้เชี่ยวชาญเช่น Abaqus และ Ansys ได้รับการไว้วางใจอย่างสูงเนื่องจาก "ความสามารถในการวิเคราะห์ที่สูง" และ "ฟังก์ชันการทำงานที่หลากหลาย"　　โดยเฉพาะ Abaqus ได้รับการประเมินว่าสามารถแก้ปัญหาที่ไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยซอฟต์แวร์อื่น ๆ ในการวิเคราะห์เชิงไม่เชิงเส้นที่จัดการกับพฤติกรรมของวัสดุที่ซับซ้อน เช่น ยาง มีหลายกรณีที่แสดงถึงความสำเร็จนี้ Ansys ได้รับการยกย่องอย่างสูงในด้านของการวิเคราะห์หลายกายภาพ ซึ่งสามารถเชื่อมโยงปรากฏการณ์ทางกายภาพหลายอย่าง เช่น โครงสร้าง ความร้อน ของไหล และสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเข้าด้วยกัน

ในทางกลับกัน ซอฟต์แวร์เหล่านี้มีฟังก์ชันมากมาย แต่การเรียนรู้การใช้งานนั้นยาก "จำเป็นต้องมีความรู้เฉพาะทาง" "การฝึกอบรมเป็นสิ่งจำเป็นในการใช้งานอย่างเต็มประสิทธิภาพ"นอกจากนี้ ยังมีเสียงวิพากษ์วิจารณ์ว่าค่าใช้จ่ายในการขอใบอนุญาตสูงมาก ซึ่งเป็นอุปสรรคสำคัญในการนำมาใช้

รายการซอฟต์แวร์ในประเทศที่ควรจับตามอง

ในขณะที่ซอฟต์แวร์ระดับโลกกำลังครองตลาดซอฟต์แวร์วิเคราะห์ที่พัฒนาขึ้นในประเทศญี่ปุ่นเพื่อตอบสนองความต้องการของภาคการผลิตในประเทศญี่ปุ่นเองก็มีจุดแข็งเฉพาะตัวเช่นกัน　ที่นี่ เราจะแนะนำซอฟต์แวร์ที่พัฒนาในประเทศที่น่าสนใจเป็นพิเศษสองตัว

Jupiter (บริษัท เทคโนสตาร์ จำกัด)

ดาวพฤหัสบดี　เป็นซอฟต์แวร์ที่เชี่ยวชาญในการวิเคราะห์โมเดลขนาดใหญ่และซับซ้อนเป็นพิเศษ สามารถรองรับโมเดลขนาดใหญ่ที่มีอิสระหลายสิบล้าน เช่น เครื่องยนต์รถยนต์ทั้งระบบหรือตัวรถทั้งคัน ด้วยการสร้างเมชที่รวดเร็วและการใช้งานที่สะดวกสบาย　　มีการนำไปใช้อย่างแพร่หลายในบริษัทผู้ผลิตรถยนต์และชิ้นส่วนในญี่ปุ่น โดยมีรายงานตัวอย่างที่แสดงให้เห็นถึงการปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตอย่างน่าทึ่ง เช่น "สามารถลดเวลาในการสร้างเมชลงได้ 70%" และ "จำนวนครั้งในการพิจารณาการออกแบบเพิ่มขึ้นเป็น 3 เท่า" ระบบสนับสนุนที่ละเอียดอ่อนซึ่งพัฒนาโดยผู้พัฒนาที่เข้าใจถึงสถานที่ทำงานการผลิตของญี่ปุ่นเป็นอย่างดี ก็ได้รับการประเมินในระดับสูงเช่นกัน  

Femtet (บริษัท มูราตะ ซอฟต์แวร์ จำกัด)

เฟมเทต　เป็นซอฟต์แวร์ที่มีต้นกำเนิดอันเป็นเอกลักษณ์ ซึ่งบริษัท Murata Manufacturing ผู้ผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ได้นำเครื่องมือการจำลองที่พัฒนาและปรับปรุงมาเป็นเวลาหลายปีเพื่อใช้ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ของตนเอง มาพัฒนาเป็นเวอร์ชันเชิงพาณิชย์　　จุดเด่นที่สำคัญที่สุดคือ การรวม "ฟังก์ชันหลากหลาย" "การใช้งานง่าย" และ "ต้นทุนต่ำ" ไว้ในระดับสูง จุดเด่นนี้ทำให้สามารถรองรับการวิเคราะห์ได้ถึง 8 ประเภท เช่น ความเครียด ความร้อน ของไหล สนามแม่เหล็กไฟฟ้า คลื่นเสียง เป็นต้น โดยมีการติดตั้งฟังก์ชันการวิเคราะห์มาตรฐานในราคาเริ่มต้นที่ประมาณ 240,000 เยนต่อปี ซึ่งเมื่อเปรียบเทียบกับซอฟต์แวร์สำหรับผู้เชี่ยวชาญแล้ว ถือว่ามีความคุ้มค่าในการนำมาใช้เป็นอย่างมาก ไม่เพียงแต่ผู้เชี่ยวชาญด้านการวิเคราะห์เท่านั้น แต่ยังสามารถใช้เป็นเครื่องมือที่ผู้ออกแบบสามารถใช้งานในชีวิตประจำวันได้อีกด้วย ซึ่งได้รับการยอมรับและใช้งานในหลายบริษัท  

การแนะนำกรณีศึกษาที่เป็นประโยชน์ในการนำไปใช้

การทราบว่าซอฟต์แวร์ถูกนำไปใช้จริงอย่างไรและให้ผลลัพธ์อย่างไรนั้น เป็นประโยชน์อย่างยิ่งในการพิจารณาการนำไปใช้ แต่ข้อมูลที่ตรวจสอบไว้ด้านล่างนี้จะเป็นบันทึกไว้

ในอุตสาหกรรมยานยนต์ หลายบริษัทใช้ซอฟต์แวร์วิเคราะห์เพื่อแข่งขันในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ ตัวอย่างเช่น บริษัทโตโยต้า มอเตอร์, ฮอนด้า มอเตอร์, และ เด็นโซ่Ansys　เราได้นำระบบนี้มาใช้และใช้การจำลองตั้งแต่ขั้นตอนแรกของการออกแบบเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการพัฒนา นอกจากนี้ เพื่อรับประกันความปลอดภัยในการชนของรถยนต์LS-DYNA　การจำลองการชนโดยใช้ เป็นกระบวนการที่จำเป็นอย่างยิ่ง และถูกนำไปใช้ในการวิเคราะห์พฤติกรรมการกางของถุงลมนิรภัยด้วย  

ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศAbaqus　ซึ่งถูกใช้ในการประเมินความแข็งแรงของวัสดุผสมและการประเมินความทนทานของชิ้นส่วนเครื่องยนต์ เป็นต้น เพื่อตอบสนองความต้องการที่สูงมากในการลดน้ำหนักและเพิ่มความปลอดภัยของยานบิน Abaqus ซึ่งสามารถทำการวิเคราะห์ที่ไม่เป็นเชิงเส้นได้ถูกเลือกใช้   

ในอุตสาหกรรมเครื่องใช้ไฟฟ้าและอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำสูง การใช้ซอฟต์แวร์วิเคราะห์ก็กำลังขยายตัวเช่นกัน ฟูจิฟิล์มบิซิเนสอินโนเวชั่นAbaqus　ใช้การจำลองเพื่อตรวจสอบกลไกการเคลื่อนย้ายกระดาษของเครื่องพิมพ์และป้องกันปัญหาการติดกระดาษล่วงหน้า นอกจากนี้ ผู้ผลิตเครื่องใช้ไฟฟ้าหลายรายยังใช้การจำลองเพื่อประเมินความทนทานต่อการตกกระแทกของผลิตภัณฑ์ รวมถึงเสียงรบกวนและการสั่นสะเทือนขณะทำงาน ซึ่งนำไปสู่การปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์   

จากกรณีศึกษาเหล่านี้จะเห็นได้ว่า ซอฟต์แวร์วิเคราะห์ไม่ได้เป็นเพียงเครื่องมือที่ใช้ตรวจสอบความแข็งแรงของผลิตภัณฑ์เท่านั้น แต่ยังช่วยในการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน ลดระยะเวลาในการพัฒนา ลดต้นทุน และสร้างคุณค่าใหม่ ๆ ซึ่งทำให้เป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้ในการผลิตยุคปัจจุบัน

วิธีเลือกซอฟต์แวร์วิเคราะห์ที่เหมาะสมที่สุด

การวิเคราะห์เชิงไม่เชิงเส้นและเชิงเชื่อมโยงขั้นสูง

ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ เพื่อให้สามารถคาดการณ์พฤติกรรมที่ใกล้เคียงกับความเป็นจริงมากขึ้น อาจจำเป็นต้องใช้ฟังก์ชันการวิเคราะห์ขั้นสูง ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดคือ "การวิเคราะห์เชิงไม่เชิงเส้น" และ "การวิเคราะห์แบบเชื่อมโยง"

การวิเคราะห์เชิงไม่เชิงเส้นมีความจำเป็นในสามกรณีหลัก　　ประการแรก วัสดุเกิดการเปลี่ยนรูปแบบพลาสติก (การเปลี่ยนรูปที่ไม่สามารถกลับคืนสู่สภาพเดิมได้แม้จะเอาแรงออก) เช่น การขึ้นรูปโลหะโดยการกด ประการที่สอง วัสดุที่เปลี่ยนรูปได้มากด้วยแรงเพียงเล็กน้อย เช่น ยางและพลาสติก ประการที่สาม การจำลองพฤติกรรมของชิ้นส่วนที่สัมผัสหรือแยกออกจากกันได้อย่างแม่นยำ การวิเคราะห์เหล่านี้ใช้ซอฟต์แวร์เช่น Abaqus และ Marc ซึ่งมีประสบการณ์ยาวนานและความน่าเชื่อถือสูง

การวิเคราะห์เชิงสมรรถนะร่วมเป็นวิธีการแก้ปัญหาที่มีปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์หลายอย่าง เช่น ความร้อนและโครงสร้าง, ของไหลและโครงสร้าง, สนามแม่เหล็กไฟฟ้าและความร้อน ที่มีผลต่อกันและกัน　　ตัวอย่างเช่น เราสามารถจำลองปัญหาที่ซับซ้อนได้ เช่น ความร้อนที่เกิดจากมอเตอร์ทำให้ชิ้นส่วนเปลี่ยนรูป และการเปลี่ยนรูปนั้นส่งผลต่อประสิทธิภาพของมอเตอร์ได้อีกต่อหนึ่ง สำหรับปัญหาหลายกายภาพเช่นนี้ แพลตฟอร์มการวิเคราะห์แบบบูรณาการเช่น Ansys, Simcenter 3D, COMSOL Multiphysics สามารถให้โซลูชันที่ทรงพลังได้ การใช้การวิเคราะห์ขั้นสูงเหล่านี้อย่างชำนาญ จะช่วยให้เราค้นพบปัญหาที่ไม่สามารถมองเห็นได้ในปรากฏการณ์ทางกายภาพเพียงอย่างเดียว และเพิ่มความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ได้อย่างก้าวกระโดด

คู่มือการเปรียบเทียบและเลือกตามวัตถุประสงค์

ในการเลือกซอฟต์แวร์วิเคราะห์ที่เหมาะสมที่สุดจากหลายตัวเลือกที่มีอยู่ สิ่งสำคัญคือการระบุให้ชัดเจนว่า "ใคร" จะ "วิเคราะห์อะไร" และ "ในระดับใด" กุญแจสำคัญอยู่ที่การกำหนดจุดประสงค์ให้ชัดเจน ในที่นี้จะแสดงแนวทางในการเลือกตามวัตถุประสงค์

กรณีที่ 1: ผู้ออกแบบต้องการตรวจสอบความแข็งแรงพื้นฐานในขั้นตอนแรกของการออกแบบ

ในกรณีนี้ การใช้เครื่องมือแบบแอดอินที่ผสานรวมกับ 3DCAD ที่คุณใช้งานอยู่ในปัจจุบันจะมีประสิทธิภาพมากที่สุดหากคุณเป็นผู้ใช้ SOLIDWORKS คุณควรเลือกใช้ SOLIDWORKS Simulation และหากคุณเป็นผู้ใช้ Inventor คุณควรเลือกใช้ Inventor Nastran การเชื่อมต่อข้อมูลกับ CAD จะราบรื่นและสามารถประเมินความแข็งแรงได้อย่างรวดเร็วแม้จะมีการเปลี่ยนแปลงการออกแบบหลายครั้ง

กรณี 2: ผู้เชี่ยวชาญด้านการวิเคราะห์ต้องการรับประกันประสิทธิภาพขั้นสุดท้ายของผลิตภัณฑ์

เพื่อวัตถุประสงค์นี้ จำเป็นต้องมีซอฟต์แวร์สำหรับผู้เชี่ยวชาญที่มีความแม่นยำในการวิเคราะห์สูงและฟังก์ชันการทำงานที่หลากหลาย　　หากการวิเคราะห์ที่ไม่เป็นเชิงเส้นของวัสดุที่ซับซ้อน เช่น ยางและวัสดุผสม เป็นงานหลัก Abaqus จะแสดงศักยภาพได้ดีที่สุด แต่หากการวิเคราะห์แบบผสมผสานที่เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์หลายอย่าง เช่น ความร้อน ของไหล และโครงสร้าง เป็นงานหลัก Ansys จะแสดงจุดแข็งได้ดี นอกจากนี้ หากต้องการการวิเคราะห์การสั่นสะเทือนและความดังของเสียงที่มีความแม่นยำสูงในสาขาอุตสาหกรรมยานยนต์และอวกาศ MSC Nastran จะเป็นตัวเลือกที่ได้รับการยอมรับมาอย่างยาวนาน

กรณี 3: ต้องการท้าทายการวิเคราะห์หลากหลายประเภทในขณะที่ควบคุมต้นทุน

สำหรับนักออกแบบที่ต้องการทดลองวิเคราะห์โครงสร้าง ความร้อน สนามแม่เหล็กไฟฟ้า และอื่นๆ ได้อย่างง่ายดายโดยไม่ผูกมัดกับ CAD เฉพาะทาง ผลิตภัณฑ์ที่ผลิตในประเทศนี้คือตัวเลือกที่เหมาะสมเฟมเทต　เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจอย่างยิ่ง ด้วยประสิทธิภาพด้านต้นทุนที่เหนือชั้น สามารถนำเข้าสภาพแวดล้อมการวิเคราะห์ที่มีฟังก์ชันหลากหลายได้

กรณี 4: นักเรียนหรือนักวิจัยต้องการใช้เพื่อเรียนรู้หรือวิจัยเกี่ยวกับเทคนิคการวิเคราะห์

สำหรับกลุ่มนี้ที่ต้นทุนเป็นข้อจำกัดหลัก ซอฟต์แวร์โอเพนซอร์สที่สามารถใช้งานได้ฟรีนั้นเหมาะสมที่สุด สำหรับการเรียนรู้พื้นฐานของ FEA ควรใช้ CalculiX และสำหรับการวิจัยขั้นสูงที่เกี่ยวข้องกับงานโยธาหรือโรงงาน ควรใช้ Code_Aster ซึ่งเป็นเครื่องมือที่ทรงพลัง นอกจากนี้ ผู้จำหน่ายซอฟต์แวร์เชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ยังเสนอใบอนุญาตแบบไม่เสียค่าใช้จ่ายหรือราคาถูกสำหรับสถาบันการศึกษา ซึ่งการใช้ประโยชน์จากสิ่งเหล่านี้ก็เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพเช่นกัน

เพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบด้วยซอฟต์แวร์วิเคราะห์ที่เหมาะสมที่สุด

ในบทความนี้ เราได้อธิบายอย่างครอบคลุมเกี่ยวกับประเภท ฟังก์ชัน ราคา และวิธีการเลือกซอฟต์แวร์วิเคราะห์ที่หลากหลายและแตกต่างกันออกไป การเลือกซอฟต์แวร์ที่เหมาะสมและนำมาใช้ในกระบวนการออกแบบ จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการพัฒนาได้อย่างมาก

สุดท้ายนี้ ข้าพเจ้าขอสรุปประเด็นสำคัญของบทความนี้ดังต่อไปนี้

• ซอฟต์แวร์วิเคราะห์สามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภทหลัก คือ แบบเสริมสำหรับ CAD ที่ใช้โดยผู้ออกแบบ และแบบซอฟต์แวร์เฉพาะทางสำหรับผู้เชี่ยวชาญ
• CAD แบบเสริมเป็นแบบที่ใช้งานได้ง่าย เหมาะสำหรับการตรวจสอบอย่างรวดเร็วในช่วงเริ่มต้นของการออกแบบ
• ซอฟต์แวร์เฉพาะทางมีฟังก์ชันการทำงานสูงและสามารถทำการวิเคราะห์เชิงไม่เชิงเส้นและการวิเคราะห์แบบเชื่อมโยงได้
• แกนหลักของซอฟต์แวร์ประกอบด้วยฟังก์ชันหลัก 3 อย่าง ได้แก่ พรีโปรเซสเซอร์ โซลเวอร์ และโพสต์โปรเซสเซอร์
• สำหรับผู้เริ่มต้น ขอแนะนำให้เริ่มต้นด้วยโปรแกรมเสริมของ CAD ที่คุ้นเคยหรือโปรแกรม Femtet ที่ผลิตในประเทศ
• สำหรับการเรียนรู้หรือการวิจัย การใช้ซอฟต์แวร์โอเพนซอร์สฟรีเช่น CalculiX มีประสิทธิภาพ
• ราคาของซอฟต์แวร์สำหรับผู้เชี่ยวชาญมักจะต้องประเมินเป็นรายกรณีและมีแนวโน้มที่จะมีราคาสูง
• Ansys, Abaqus, Simcenter เป็นสามผู้นำในตลาดโลก
• การวิเคราะห์การชนใช้ LS-DYNA และการวิเคราะห์การสั่นสะเทือนใช้ Nastran
• ในประเทศญี่ปุ่น ซอฟต์แวร์ที่พัฒนาขึ้นเองในประเทศ เช่น Jupiter และ Femtet ได้สร้างสถานะเฉพาะตัวขึ้นมา
• ความคิดเห็นของผู้ใช้มักสะท้อนถึงการแลกเปลี่ยนระหว่างความสามารถในการใช้งานและความสามารถในการวิเคราะห์
• การอ้างอิงจากกรณีศึกษาจะช่วยให้เห็นภาพชัดเจนขึ้นในการนำไปใช้ในองค์กรของคุณ
• การวิเคราะห์ขั้นสูงจำเป็นต้องใช้ซอฟต์แวร์เฉพาะทางที่รองรับการวิเคราะห์เชิงไม่เชิงเส้นและการวิเคราะห์เชิงเชื่อมโยง
• การเลือกซอฟต์แวร์ขึ้นอยู่กับการวิเคราะห์ว่า "ใคร, อะไร, และในระดับใด"
• การมองในมุมที่ผสมผสานซอฟต์แวร์หลายตัวเข้าด้วยกันแทนที่จะใช้เครื่องมือเดียวที่ทำได้ทุกอย่างก็สำคัญเช่นกัน

ทั้งหมดนี้ครับ/ค่ะ