业精于专--访EMSS公司总裁Gronum Smith先生

业精于专
--访EMSS公司总裁Gronum Smith先生

摘自《CAD/CAM与制造业信息化》杂志

1994年，当时还是学生身份的Gronum Smith博士一手创办了EMSS公司，着力研发应用于高频电磁分析的软件FEKO，在之后的几年间，FEKO软件以其在分析电大尺寸问题上的优越性能征服了众多航空航天器及汽车制造商，在美国和欧洲得到了广泛的应用。2001年初，EMSS公司与ANSYS公司正式签署了合作协议，联手推出ANSYS CEM + FEKO电磁分析解决方案。这一方面标志着一个更为全面、强大的电磁分析方案的形成，另一方面，也预示着EMSS公司将在ANSYS公司的协助下，全面进军中国市场。对于一个如此年轻的公司，能取得这样的成绩实属难得。在10月28日举行的“ANSYS CEM FEKO应用技术研讨会”上，记者有机会采访到了这位“少壮派”总裁……

自成一派的技术优势
EMSS公司能取得今天的成绩，首先得益于其在技术上的精专。
电大尺寸结构的电磁辐射/散射问题历来是高频电磁场分析领域的难点，也是现今电磁计算技术的发展重点。在处理这类开放域问题时，基于有限元方法(FEA) 的Emag、Emax以及其他基于差分法等的高频电磁分析工具需要对传播空间划分网格，需要在距离分析对象周围相当距离的位置设置具有一定层数、一定厚度的吸收边界条件，而这些参数的设置对用户有较高的工程经验要求，并难于在当前计算机硬件条件下实现大规模问题的分析。在这方面，FEKO选择了积分方程方法中的矩量法作为主要的分析方法。由于积分方程基于格林函数构建，因此用户无需设置吸收边界条件，只要硬件条件许可，矩量法可以求解任意复杂结构的电磁问题。
当然，在面对复杂的电磁问题时，单纯使用一种方法往往不能完全解决问题，而需要多种方法、多种工具混合使用。FEKO在以矩量法为计算核心的同时，混合了物理光学方法（PO）和一致性几何绕射理论（UTD）等高频方法。据Gronum Smith先生介绍，FEKO混合方法在处理超电大尺寸的问题时，对于关键性的部位使用矩量法，对其他重要的区域（一般都是大的平面或者简单曲面）使用 PO或者UTD法。另外，对PO方法，FEKO还使用了棱边修正项和模拟凸表面爬行波的福克电流来提高模拟精度。从这个角度上讲，FEKO可以根据不同的电磁问题，对混合方法进行不同范围的组合，以根据用户的需要进行快速精确的电磁计算。这种混合方法的采用虽然给软件本身的研发带来了一定的难度，但也正是凭借这个特点，FEKO才能在与同类软件的竞争中取得今天的佳绩。
FEKO是德语中“任意复杂电磁场计算”的缩写，由“任意”这个词我们也可以想见EMSS公司对FEKO满怀信心。最近，EMSS公司为了满足客户的需求，在FEKO的新版本中增加了许多功能，其中一个即多层快速多极子算法，这种算法与矩量法相配合，能够解决更加复杂的问题。谈到这种新算法的优势， Gronum Smith先生还列举了一个研究实例：在利用基于P4 1.8GHz CPU的硬件平台对“轿车中移动电话的使用”进行分析时，如果使用多层快速多极子算法只需1.17GB的内存，用时4小时，而使用矩量法进行分析则需要 209.08GB的内存，并且计算时间无法保证。除此以外，EMSS公司还发布了面向多操作平台的前处理器，进一步完善了软件功能。在CAD的图形导入方面，EMSS公司正着力开发CADFEKO的接口程序，以接收更多通用CAD软件的文件输送。同时，为了满足工程的使用需要，FEKO提供了单机多CPU 并行、多机网络并行等程序版本以及支持最大可达16GB内存运行的UNIX版本等，为进行复杂电磁分析的用户提供了方便。鉴于软件的运行与硬件性能紧密相关，EMSS公司已经着手与intel进行合作，力图使软件能随着硬件的发展而最大限度地提升性能。

携手ANSYS
在当今的科技发展中，合作已经成为各公司巩固行业地位、拓宽业务的必要手段之一。即使是在一个已经相对专业的领域，也没有一个公司能够掌握所有相关的技术。因此，企业在追寻成功的道路上，除了要加速提升自身的科研能力，还要不断地寻找适合自己的合作伙伴。在此次EMSS公司和ANSYS公司携手推出的 ANSYS CEM + FEKO电磁分析解决方案中，各个模块在统一的软件界面ANSYS PrepPost下共同解决各种电磁分析问题。其中Emag模块用于低频电磁分析，Emax模块用于高频电小尺寸的分析，FEKO模块用于高频电大尺寸的分析，形成优势互补。对于该解决方案的技术优势，Gronum Smith先生表示，从竞争的角度讲，ANSYS CEM与ansoft 等产品是有竞争关系的，因为他们采取的技术比较类似。而FEKO的分析领域则完全不同于ANSYS CEM与ansoft，因此ANSYS Emax和FEKO的联合将会解决更加广泛的问题，从而在竞争中赢得优势。此外，在ANSYS统一的前后处理器（ANSYS PrepPost）中，用户可以方便地建立诸如飞机、舰船、导弹、坦克、汽车等复杂分析对象的高频电磁计算模型（几何模型和MM/PO/UTD网格模型）。也可以直接输入各种高级CAD软件（如UG、Pro/ENGINEER、CATIA等）创建的几何模型，然后再自动剖分网格，从而避免了电磁分析人员在构建几何模型时花费过多的时间。
除了考虑性能，现在的用户在选择软件时已经越来越注重软件厂商提供的服务。因为随着企业对软件的需求日益呈现多样化，服务的质量也在一定程度上决定了软件的应用效果。此次，两个公司除了在技术上进行合作以外，还在FEKO软件的客户服务和市场推广方面达成了协议。鉴于ANSYS公司已经拥有了成熟的销售渠道和丰富的客户服务经验，此次合作也将给EMSS公司的产品推广带来很大的益处。在展望与ANSYS公司的合作前景时，Gronum Smith先生认为，ANSYS工程师们的专业化水平很高，可以针对客户要求提供全面的服务，并根据用户的要求对EMSS的产品进行进一步专业化、行业化的改进。这一切都让EMSS对与ANSYS的合作充满了信心。

FEKO软件在中国
谈到此次访华的目的，Gronum Smith先生指出，鉴于FEKO软件已经在美国、欧洲得到了广泛应用，FEKO的下一个主要推广目标已经锁定亚太市场。从国际上以往的应用来看， FEKO在国防和工业上的应用基本各占一半。由于FEKO在技术上具有广泛的通用性，因此可以想象其将在通信行业的分析工作中大有作为。
在中国，中小企业的年工业产值占所有工业总产值的六成以上，而其信息化程度却不足10%。因此在信息化的进程中，广大的中小企业才是商家最大的市场。然而，大部分中小企业在接受分析软件时所遇到的最大问题还是资金投入有限，对此Gronum Smith先生表示，对于各大院校，EMSS公司会在价格方面给予一定的优惠。并且，FEKO面向多操作系统的平台也使用户在进行大型计算时不需要购买昂贵的计算机设备和工作站，只需在PC机上进行并行计算即可。从这个角度上讲，也可降低中小型企业的投入成本。当然，在未来的工作中，EMSS公司还将进一步提升软件性能，降低硬件需求，使越来越多的企业能通过先进的分析手段来提升产品的核心竞争力。