Stanley Black & Decker (SBD) 是一家手动工具、电动工具及相关配件的全球供应商，一直在寻找保持竞争优势并更快地将性能更好的产品推向市场的方法。该公司对优化其最畅销的电锤的锤机构设计特别感兴趣，并且知道他们需要基于计算机辅助工程 (CAE) 的方法。然而，他们一直使用的基于 CAE 的优化运行时间约为三周，不足以保持竞争力。 SBD 旨在将这一运行时间缩短至一个周末。该团队意识到他们需要更多的计算能力来推动所需的性能改进，但他们担心高性能计算 (HPC) 硬件/内核的成本、维护和支持复杂 HPC 系统的工作量以及充分利用计算能力的能力该硬件具有必要的软件许可证，以保持高利用率。

全球高性能塑料供应商帝斯曼工程塑料在 LED 照明应用领域面临挑战。这些应用中使用的散热器主要由铝制成，负责将 LED 产生的热量散发到环境中。然而，尽管铝是一种良好的导热体，但也存在一些局限性，例如与加工压铸件相关的成本较高、设计自由度有限、可回收性问题和重量。帝斯曼试图为散热器提供基于塑料的解决方案来克服这些问题。为了找到由聚合物材料制成的散热器的最佳设计并预测其热性能，帝斯曼需要对自然对流和辐射冷却（LED 散热器向环境散热的机制）进行建模。我们面临的挑战是找到一种能够准确模拟这些过程并提供可靠结果的工具。

空中客车公司是最大的飞机制造商之一，一直热衷于减轻重量，因为它直接影响燃油消耗、成本和碳排放。为了进一步探索先进制造技术，空客于2013年成立了专门从事设计、材料和3D打印的子公司APWorks。然而，由于客户项目的机密性，APWorks 发现很难切实展示专为增材层制造 (ALM) 设计的零件的可能性。他们需要一个能够展示 ALM 潜力的项目，并决定制造一辆电动摩托车。我们面临的挑战是设计和生产一款比传统车型轻得多的摩托车，同时保持强度和耐用性。

德国全球汽车行业最大的独立工程合作伙伴 EDAG 正在寻求创新流程来简化车辆开发，特别是在乘用车和商用车的轻量化设计领域。汽车行业面临着提高燃油效率和满足排放法律要求，同时确保安全和有竞争力的价格的挑战。传统的制造方法通常要求设计方案适应制造限制，这可能会限制轻量化设计的潜力。在最近的一个项目中，EDAG 工程师的任务是开发和制造经济实惠的轻型商用车结构，该结构可以满足个别客户的规格，而无需对生产设施进行重大改变。这需要一个不仅能提供最佳设计方法，而且能满足所选制造方法要求的流程。

Robot Bike Company (RBC) 是一家英国初创公司，由航空航天工程师和山地自行车爱好者创立。他们的目标是将增材制造技术与碳纤维相结合，创造出最好的自行车车架。我们面临的挑战是提供一种可定制、轻质、高强度的自行车车架，该车架由业内常见的碳纤维材料制成。碳纤维管和其他部件将通过增材制造的钛“节点”连接起来，并根据各个骑手的规格进行定制。 Altair ProductDesign 的工程团队的任务是优化这些接头，包括头管、座杆和后下叉凸耳，以确保它们轻质、耐用且适合增材制造工艺。

由企业家兰斯·梅勒 (Lance Meller) 和杰克·彼得斯 (Jake Peters) 创立的 DECKED 公司面临的挑战是为皮卡车创建创新、强大且有用的存储解决方案。该存储系统需要能够承受 2,000 磅的负载，适合各种皮卡车型，包括福特、通用汽车、克莱斯勒、丰田和日产的皮卡车型，并以令人信服的零售目标价格制造。主要问题是皮卡车的大容量往往是以牺牲存储空间为代价的。装载区域通常是一个简单的盒子，无法安全地存储较小的物品或防止它们被盗。这为市场提供了一个寻找精心设计的替代方案的机会。

Laser Zentrum Nord (LZN) 和汉堡-哈尔堡技术大学 (TUHH) 正在寻求方法来改进采用激光增材制造方法制造的组件的设计和优化方法。面临的挑战是开发坚固而轻的结构，类似于骨骼等自然存在的生物结构。 TiLight 研究项目旨在将创新设计方法与新的制造能力相结合，利用高强度钛合金 TiAl6V4 材料经济地制造轻质部件。航空航天业是该项目的主要关注点，其中更轻的部件可以为飞机带来更高的负载能力或航程。飞机上的标准固定元件支架被选为该项目的测试对象。

M.TEC Engineering 是一家总部位于德国的工程服务提供商，面临着满足各行业客户对专业开发服务日益增长的需求的挑战。作为一家提供工业设计、机械设计、材料选择、计算模拟、原型开发、测试、工业化、模具和质量保证等广泛服务的公司，M.TEC 需要灵活地访问各种软件工具。该公司也在不断发展，并努力成为德国领先的塑料和复合材料技术服务提供商之一。重点介绍的一个具体用例是对故障膨胀油箱的优化和重新设计，这需要对整个油箱模型进行全面的重新仿真和重新设计。

SOGECLAIR 航空航天公司是航空航天业的主要工程合作伙伴和主承包商，其任务是开发一种新的飞机机舱地板概念。我们面临的挑战是为所有类型的飞机打造更轻的结构、可调节面板，并确保更轻松的安装和维护。航空航天业一直处于重量优化和轻量化设计的前沿，因此航空航天业也是最早使用复合材料等替代材料的行业之一也就不足为奇了。工程师必须考虑相互矛盾的问题，例如重量、设计、最大尺寸、强度、刚度等。优化技术的使用是将所有这些约束与最佳复合材料布局相结合的解决方案。在此背景下，SOGECLAIR 航空航天研究创新材料和工艺，将其集成到设计、分析和优化中。

智能手机行业是电子行业发展最快、竞争最激烈的行业之一。新型号每隔几个月就会开发出来，上市时间的任何缩短都会对制造商的盈利能力、定位和声誉产生重大影响。然而，开发过程的某些方面（例如跌落测试模拟）仍然非常耗时且难以加速。跌落测试模拟是确保智能手机质量和稳健性的关键要素。尽管使用计算机模拟进行虚拟跌落测试，但由于智能手机中存在大量零件和组件、耗时的几何清理、简化和网格划分以及大量接触，LG电子 (LGE) 在缩短模拟时间方面面临着挑战需要许多手动步骤的定义。全面的测试涉及各种跌落和弯曲条件，其中分析设置非常耗时。后处理和生成报告也缩短了取得结果的总时间。平均而言，跌落测试模拟需要一到两周的时间来设置、执行和分析，其中建模和后处理占了投入时间的 60% 到 80%。

雷诺是欧洲最大的汽车制造商之一，面临着开发新型、高效、轻量化汽车动力系统的挑战。该公司旨在通过重新设计关键部件以使用最少量的材料，进一步减轻现有和正在开发的发动机的重量并提高其性能。由于需要满足欧洲、美国和亚洲更严格的法规，以及消费者对更节能车辆的需求的转变，这一挑战变得更加复杂。该公司还希望从开发过程一开始就使用设计优化技术，而不是作为在详细设计阶段解决重量问题的战术工具。然而，创建动力系统模型的复杂性和耗时性对这种方法构成了潜在的障碍。

Scuola Normale Superiore (SNS) 是一所位于全球研究前沿的公立大学教育机构，其使命是将 IT 创新转化为计算科学的机会。 SNS 理学院拥有多个国际公认的生物学、化学、物理和数学研究小组，涉及几乎所有科学领域的理论和应用研究。为了支持具有强大理论/计算背景的最先进的研究调查，SNS 建立了 DREAMSLab，这是一个致力于高性能计算 (HPC) 以及尖端可视化和虚拟现实技术的中心。 DreamsHPC计算设施的核心是戴尔集群，拥有超过2600个实时监控核心。然而，考虑到在 DreamsHPC 集群上运行的模拟的复杂性，有必要仔细规划要在基础设施上部署的软件层。关键要求是总体上易于管理现有的异构硬件，以及显着简化在现有结构中添加新计算节点以及计算程序在节点上的分布。

Panasonic Ecology Systems Co., Ltd. 面临着提高产品跌落测试可靠性的挑战。该公司在全球室内空气质量 (IAQ) 产品和解决方案的销售中发挥着关键作用，它了解在完工前通过跌落测试评估设计以减少损失的重要性。然而，传统的跌落测试方法无法提供所需的可靠性水平。该公司已经在使用 RADIOSS，这是一种领先的结构分析求解器，用于解决动态载荷下的高度非线性问题，例如冲击分析，作为其计算机辅助工程工具的一部分。面临的挑战是在不需要新投资的情况下有效利用这些资源，并将这种分析应用于其他产品领域的产品开发。

Toyota Motorsport GmbH (TMG) 在其各个部门使用各种开发软件，包括 CAE、CAD 等。这些软件工具对于工程师的日常工作至关重要，并且是从公司内的大型软件许可证池中检索的。然而，有效管理这一流程成为 TMG IT 部门面临的挑战。他们需要一个系统来监控软件许可证的使用情况，以了解每个许可证的使用时间和频率。这些信息对于管理团队了解公司内部软件的实际需求、确定需要许可证的领域以及确定公司是否拥有比实际需要更多的某种软件类型的许可证至关重要。

澳大利亚国家计算基础设施 (NCI) 运营着南半球最大的超级计算机 Raijin。超级计算机可处理各种规模和完成时间各异的作业类型。面临的挑战是确保整体系统平衡、可扩展性能和高质量的用户体验。架构和子系统需要随着软件和硬件的扩展而扩展，以保护应用程序性能。 NCI 需要一种高度可扩展、灵活且可靠的产品，能够满足其计算需求的规模和复杂性。 NCI 之前运营一个内部 OpenPBS 系统，该系统具有本地定制的调度程序和相关的会计系统来管理其资源。然而，维护该系统的开发和支持变得越来越困难，导致 NCI 开始研究 Raijin 工作负载管理器的新选项。

美国铁路车工业公司是一家领先的商用铁路车辆制造商，在修改铁路车辆设计方面面临着重大挑战。该公司必须设计最先进的汽车，同时考虑要运输的具体材料。例如，设计一辆用于运输氯（一种高腐蚀性物质）的汽车，需要符合联邦和州法规的稳健设计。该公司还必须确保轨道车具有成本竞争力，这意味着开发成本最低且效率高的设计。该公司多年来一直使用有限元分析软件，但该软件的局限性已经开始减缓他们的创新进程。该公司拥有各种类型汽车的基本模型，但每个客户都需要进行修改，以根据他们将运载的特定货物定制汽车。因此，工程师必须针对不同的负载情况重新运行模型。该公司还预计涉及结构动力学的项目将会增加，这些项目此前由于缺乏适当的软件而被外包。

联合利华的全球包装设计团队面临着在设计过程早期识别潜在包装问题的挑战。制造开始后发现问题可能会导致代价高昂的影响，有时需要对生产过程中使用的工具进行修改。这使得设计过程非常耗时，因为设计人员必须考虑各种可能的问题。该小组使用模拟来验证潜在的设计并确保它们可以生产。然而，考虑了外包模拟工作，这平均需要两个月的时间来开发和进行适当的测试。

国家超级计算中心 IT4Innovations 是捷克共和国 VŠB - 俄斯特拉发技术大学 (VŠBTUO) 的一个研究机构，面临着支持具有庞大、多样化用户群的大规模超级计算系统需求的挑战。该超级计算机由两部分组成，预计 2015 年建成后将成为世界上最强大的 100 台超级计算机之一。该中心有六个研究方向，涉及各种计算问题，包括实时流量分析/管理、洪水建模/预测、空气污染建模/预防、分子动力学模拟和新材料建模。鉴于用户和应用程序的多样性，IT4I 意识到他们需要为超级计算中心的用户提供可靠、高性能的工作负载管理产品。采购过程需要先进的作业调度程序和资源管理器以及用于利用率分析的先进工具。

Polaris 是一家著名的雪地摩托制造商，面临着减少迭代同时优化雪地摩托结构设计的挑战。雪地车底盘结构小组负责设计和测试，为三个不同的平台团队提供满足每组要求的底盘解决方案。该团队在开发过程中严重依赖计算机设计和有限元 (FE) 分析。然而，现有工具的效率不足以满足其优化目标。该团队需要一种解决方案，不仅能帮助他们在不影响性能的情况下实现减重目标，还能减少完成新型雪地摩托车结构设计优化所需的时间和精力。

Evenflo 是创新婴儿设备开发领域的全球领导者，面临着通过创新且易于使用的产品让儿童安全变得简单的挑战。该公司旨在通过工程和工业设计的结合来实现这一目标。设计过程中重点考虑的是安全性，但易用性和成本控制也是重要因素。眼前的挑战是重新设计汽车座椅释放手柄，这是将座椅外壳固定到座椅底座或婴儿车上的关键部件。重新设计的目标是改进样式并保持易用性，同时保持或降低相对于当前部件的成本。

开发和生产大型家用电器的中韩合资企业苏州三星电子有限公司的冰箱门盖面临着挑战。该公司正在考虑改变某些型号冰箱门盖的成分，以降低成本。传统上，ABS工程塑料用于制造上下门盖。然而，为了控制成本，该公司寻求使用高抗冲聚苯乙烯（HIPS）代替 ABS 来制作注塑盖。不幸的是，在物理可靠性测试期间，HIPS 覆盖层在温度循环过程中破裂。在门盖顶面的中间观察到裂纹，从门盖的前边缘开始。苏州三星的工程师对材料、结构和注塑工艺进行了分析，以确定破裂的原因。他们发现材料的变化是导致裂纹问题的因素之一。

联想作为一家领先的跨国科技公司，面临着计算机行业的激烈竞争，需要不断降低成本，提高产品质量和可靠性，缩短产品开发周期。传统的产品开发方法已不再能够有效地加快上市速度。联想试图在初始产品设计阶段使用计算机辅助工程（CAE）工具来优化性能，以模拟和评估其产品在冲击和振动等负载下的机械行为。然而，工程师将 80% 的时间花费在仿真过程中的预处理任务上。一些CAE软件提供的预处理工具不够强大，无法满足制造商的要求，并且预处理网格的质量也不可靠。联想需要一个强大的预处理工具来满足科学研究和工程创新的需求。

苏州三星电子有限公司是韩国和中国公司的合资企业，一直致力于优化其一台洗衣机的皮带轮设计。皮带轮是滚筒洗衣机的重要组成部分，传统上由铸铝制成。然而，随着成本压力的增加，该公司寻求通过优化设计和/或使用新材料进行生产来减轻滑轮的重量。面临的挑战是考虑替代材料，同时考虑其性能和成本。为了应对这些挑战，苏州三星决定采用拓扑优化技术。

克莱姆森大学的 IT 部门克莱姆森计算和信息技术 (CCIT) 在管理快速增长的用户群的工作量方面面临着重大挑战。该部门利用 Palmetto 集群（一个 17,032 个核心、262 TFlop HPC 系统）作为该大学的主要 HPC 资源。该系统被该大学的教职员工、学生和 144 名外部用户（包括其他大学的研究人员和教职人员）大量使用。该集群以“公寓模型”运行，用户可以购买节点以供自己优先使用。然而，CCIT 之前使用的开源 Maui 调度程序无法满足其不断扩大的用户群的可扩展性和可靠性需求。系统经常崩溃，一些高级功能无法正常运行，导致调度程序不可靠。

巴斯夫工程塑料是世界领先的化学公司巴斯夫的一个部门，其任务是在开发周期的所有阶段提供卓越的工程设计、模拟和测试支持。该小组的主要目标是在开发周期的所有阶段提供卓越的工程设计、模拟和测试支持。然而，各种客户对现代材料应用的支持往往需要新的概念，使材料的优点变得适用。由于需要不断开发现代虚拟方法来满足客户的需求，这一挑战进一步加剧，因为该公司相信数学零件优化将在未来几年内作为首选方法得到广泛接受。

德纳控股公司是传动系统、密封和热管理技术领域的全球领导者，在产品开发过程中面临着重大挑战。将 CAD 设计转化为原型、分析原型的故障点、重新设计原型并重新测试直至产品符合规格的传统方法被证明既耗时又昂贵。特别是，气缸盖和发动机缸体模型的预处理需要从 CAD 导入几何形状，然后由工程师进行清理，这项任务可能需要一到四天的时间。为了加快设计周期，Dana 决定实施“一次成功”的设计方法，即在构建原型之前进行分析。这个新过程需要一种更快的方法来预处理仿真模型。

Korg Italy是日本Korg公司的子公司，专门从事高端数码钢琴和电子琴的设计和生产。该公司在制造这些复杂的乐器时面临着重大挑战，这些乐器需要容纳复杂的电路和机制，同时保持风格和优雅。设计过程通常涉及在产品开发过程中对内部组件设计的修改。当工程师发现电气元件的尺寸与最初设想的尺寸不同时，通常需要进行这些更改。在产品开发周期的后期进行此类更改可能会导致相当大的成本。此外，该公司还必须管理这些仪器的包装和外壳的设计。

Bros Manifatture 是自 20 世纪 70 年代末以来领先的手工表带和高品质产品制造商，每年推出 200 多种新产品，面临着缩短上市时间的重大挑战。该公司已扩展到钢制时尚珠宝和手表的生产，需要为其设计师提供灵活性和准确性。时尚手表和珠宝市场每年都需要推出新款式，因此需要不断寻找新鲜创意。公司快速增长，从 2007 年的 18 欧元增长到 2400 万欧元，因此成立了造型中心以在内部培养新人才。然而，每年都会推出数十款新的珠宝和手表款式，所采用的软件工具不仅能加快产品上市时间，还能激发和解放设计师的创造力，这一点至关重要。

诺维里尼是欧洲卫浴产品行业的领先企业，面临着快速开发和升级各类中高端卫浴产品的挑战。该公司最初是 20 世纪 70 年代的一家小型手工公司，现已发展并扩大其产品范围，包括淋浴房、防蚊纱窗、漩涡浴缸、完整的房柜、配备的淋浴板、淋浴盘和毛巾散热器。 Novellini 的年产量超过 130 万台，需要不断升级其产品线，这些产品线以卓越的施工质量和设计而著称。该公司还面临着满足商业需求的挑战，这些需求通常需要极短的时间。此外，Novellini 需要为各种产品线开发装配说明。

石油和天然气行业是一个复杂的行业，需要复杂而高效的设计流程。传统的 CAD 设计方法通常会导致繁重、昂贵且耗时的概念设计。该行业不断寻求降低材料成本、减轻重量和加快概念设计过程的方法。此外，需要更好地了解不同的制造技术并对零件/组件有更全面的了解。挑战在于找到一种解决方案，既能解决这些问题，又能易于使用并与现有 CAD 系统兼容。