虛擬仿真涉及到大量的數(shù)學和力學問題。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“陽春白雪"的技術(shù)，長期得不到普及應(yīng)用。如何能夠讓擁有豐富設(shè)計經(jīng)驗和制造業(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)計過程當中，實現(xiàn)普及應(yīng)用，是一個十分重要的問題。

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，由于知識和經(jīng)驗的差異，分析出來的結(jié)果差異會很大。因此，企業(yè)如何建立自己的虛擬仿真規(guī)范和知識庫，實現(xiàn)對虛擬仿真知識的捕捉和重用，如何將經(jīng)驗豐富的分析專家的仿真知識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。

對產(chǎn)品進行虛擬仿真涉及到十分復雜的流程，而應(yīng)用單元的CAE產(chǎn)品，需要手工管理仿真流程，導致虛擬仿真的效率不高。如何實現(xiàn)虛擬仿真流程的自動化，創(chuàng)建完整的仿真流程模板，并且能夠根據(jù)各個學科仿真的需求動態(tài)調(diào)整網(wǎng)格模型，對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際的物理試驗結(jié)合起來，提高虛擬仿真結(jié)果的置信度，從而真正減少物理樣機和物理試驗的數(shù)量，在提高產(chǎn)品性能的同時，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。

各個領(lǐng)域的虛擬仿真結(jié)果得出了局部的性能仿真和改進建議，但單元的CAE產(chǎn)品無法實現(xiàn)產(chǎn)品整體性能提升，只能解決局部優(yōu)化問題，無法解決全局優(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

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

在制造企業(yè)傳統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā)流程當中，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、工藝和制造工程師協(xié)同工作，實現(xiàn)從事多個學科虛擬仿真的工程師之間的協(xié)作，真正實現(xiàn)仿真驅(qū)動設(shè)計，是一個巨大的挑戰(zhàn)。另外，如何在上下游企業(yè)之間進行虛擬仿真的協(xié)同，則更是一個難題。

虛擬仿真軟件只能完成仿真計算，卻不能解決優(yōu)化問題，應(yīng)用虛擬仿真軟件是一個試錯過程。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、并行計算等新興技術(shù)，來提高虛擬仿真的效率，是一個重要的問題。