虛擬仿真涉及到大量的數(shù)學(xué)和力學(xué)問題。因此，傳統(tǒng)的CAE軟件被稱為“只有博士才能用好的軟件"，作為“陽(yáng)春白雪"的技術(shù)，長(zhǎng)期得不到普及應(yīng)用。如何能夠讓擁有豐富設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和制造業(yè)專業(yè)背景的工程師將CAE軟件應(yīng)用到產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)普及應(yīng)用，是一個(gè)十分重要的問題。

同樣的產(chǎn)品模型，應(yīng)用同樣的CAE軟件，但不同的分析工程師，由于知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的差異，分析出來(lái)的結(jié)果差異會(huì)很大。因此，企業(yè)如何建立自己的虛擬仿真規(guī)范和知識(shí)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬仿真知識(shí)的捕捉和重用，如何將經(jīng)驗(yàn)豐富的分析專家的仿真知識(shí)和仿真流程傳承給新入門的分析工程師，是企業(yè)真正應(yīng)用好CAE技術(shù)的關(guān)鍵。

對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行虛擬仿真涉及到十分復(fù)雜的流程，而應(yīng)用單元的CAE產(chǎn)品，需要手工管理仿真流程，導(dǎo)致虛擬仿真的效率不高。如何實(shí)現(xiàn)虛擬仿真流程的自動(dòng)化，創(chuàng)建完整的仿真流程模板，并且能夠根據(jù)各個(gè)學(xué)科仿真的需求動(dòng)態(tài)調(diào)整網(wǎng)格模型，對(duì)于提升虛擬仿真的效率和質(zhì)量非常關(guān)鍵。

如何將虛擬仿真與實(shí)際的物理試驗(yàn)結(jié)合起來(lái)，提高虛擬仿真結(jié)果的置信度，從而真正減少物理樣機(jī)和物理試驗(yàn)的數(shù)量，在提高產(chǎn)品性能的同時(shí)，降低產(chǎn)品研發(fā)成本，提高產(chǎn)品研發(fā)的成功率和研發(fā)效率。

各個(gè)領(lǐng)域的虛擬仿真結(jié)果得出了局部的性能仿真和改進(jìn)建議，但單元的CAE產(chǎn)品無(wú)法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品整體性能提升，只能解決局部?jī)?yōu)化問題，無(wú)法解決全局優(yōu)化問題。

在虛擬仿真的過程中，生成了海量的、不同類型的仿真文檔和數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)不同的分析結(jié)果。如何有效管理仿真文檔，如何建立分析文檔與產(chǎn)品模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系，是CAE技術(shù)深化應(yīng)用必須解決的問題

在解決一些復(fù)雜的仿真問題過程中，設(shè)計(jì)到多物理場(chǎng)耦合分析的問題，如流固耦合問題，這對(duì)于單純提供某個(gè)領(lǐng)域仿真技術(shù)的CAE廠商而言，是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。

在制造企業(yè)傳統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā)流程當(dāng)中，虛擬仿真技術(shù)還不在主流程之中，虛擬仿真技術(shù)人員往往屬于一個(gè)專門的部門。如何在企業(yè)中將虛擬仿真技術(shù)真正融入產(chǎn)品研發(fā)流程當(dāng)中，調(diào)整企業(yè)研發(fā)部門的組織架構(gòu)和研發(fā)組織體系，使仿真分析工程師與設(shè)計(jì)、工藝和制造工程師協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)從事多個(gè)學(xué)科虛擬仿真的工程師之間的協(xié)作，真正實(shí)現(xiàn)仿真驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。另外，如何在上下游企業(yè)之間進(jìn)行虛擬仿真的協(xié)同，則更是一個(gè)難題。

虛擬仿真軟件只能完成仿真計(jì)算，卻不能解決優(yōu)化問題，應(yīng)用虛擬仿真軟件是一個(gè)試錯(cuò)過程。因此，虛擬仿真技術(shù)如何與優(yōu)化技術(shù)有效結(jié)合，是一個(gè)重要挑戰(zhàn)。

目前，多核CPU、GPU、刀片工作站等硬件技術(shù)發(fā)展迅速，充分利用多核CPU、HPC、并行計(jì)算等新興技術(shù)，來(lái)提高虛擬仿真的效率，是一個(gè)重要的問題。