日前，以“數(shù)字仿真，鑄造工業(yè)之魂”為主題的第16屆中國CAE工程分析技術(shù)年會(huì)暨第2屆中國數(shù)字仿真論壇在德清開幕。安世亞太受邀參加了大會(huì)，在會(huì)上發(fā)布了新書《苦旅尋真》和《仿真分析規(guī)范指南1.0》，并介紹了自主開發(fā)的通用仿真軟件PeraSim，以及自主工業(yè)仿真云平臺(tái)。此外，在年會(huì)的“數(shù)字仿真科技獎(jiǎng)”評(píng)選環(huán)節(jié)中，安世亞太董事長張國明獲“杰出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”，安世亞太自主仿真軟件PeraSim獲自主軟件創(chuàng)新獎(jiǎng)。

苦旅尋真——求解中國仿真解困之道

在大會(huì)首日的主論壇中，清華大學(xué)航天航空學(xué)院教授、中國數(shù)字仿真聯(lián)盟理事長莊茁與安世亞太高級(jí)副總裁田鋒共同發(fā)布了《苦旅尋真——求解中國仿真解困之道》新書?！犊嗦脤ふ妗酚砂彩纴喬呒?jí)副總裁、北京市綜合仿真實(shí)驗(yàn)室主任田鋒編著，我國工業(yè)制造領(lǐng)域?qū)＜?、中國航空工業(yè)集團(tuán)信息技術(shù)中心原首席顧問寧振波撰序并推薦，是我國工業(yè)制造領(lǐng)域一部全面剖析中國仿真過去、現(xiàn)狀及未來發(fā)展的專業(yè)著作。

新書《苦旅尋真》的內(nèi)容包括四大篇章，維谷叩天：仿真困局求解；迷途破曉：仿真體系修煉；云橋飛架：仿真生態(tài)衍進(jìn)；天路漫漫：仿真自主征途。書中以不同以往的視角綜述了現(xiàn)代工業(yè)仿真的本質(zhì)，綜合討論了中國仿真面臨的主要困局，大企業(yè)仿真效益安弱守雌；中小企業(yè)仿真門檻高不可攀；中國仿真自主研發(fā)山重水復(fù)。

《苦旅尋真》不僅回顧了中國仿真的艱苦旅程，更分析了這種苦旅帶給中國仿真人的體悟，最重要的是提出有效的解決方案。書中深度剖析了產(chǎn)生這些問題的原因，并分別就這三個(gè)困局及其破冰方案分三個(gè)專題詳細(xì)展開，提出了三大解決方案：提出企業(yè)仿真能力體系建設(shè)方法論，以提升大型企業(yè)仿真效益；提出基于工業(yè)云的仿真生態(tài)衍進(jìn)方案，以降低中小企業(yè)仿真門檻；提出中國仿真自主研發(fā)的雙驅(qū)路線——“高點(diǎn)起跳，賦能開道”。

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仿真作為工業(yè)產(chǎn)品研發(fā)制造中必不可少的技術(shù)，已經(jīng)被世界上眾多企業(yè)廣泛應(yīng)用到工業(yè)各個(gè)領(lǐng)域中，是推動(dòng)工業(yè)技術(shù)快速發(fā)展的核心技術(shù)知識(shí)，在產(chǎn)品優(yōu)化和創(chuàng)新活動(dòng)中扮演不可或缺的角色。但在中國，大企業(yè)的仿真普遍無法實(shí)現(xiàn)企業(yè)購買軟件的初衷，應(yīng)用程度不深；小企業(yè)由于資金、人才、技術(shù)上的“高門檻”，對(duì)仿真敬鬼神而遠(yuǎn)之；而自主核心工業(yè)仿真軟件的缺乏，使得仿真成為“卡脖子”的重要短板領(lǐng)域，“仿真軟件自主研發(fā)”已是中國仿真走出困局繞不開的路。

書中重點(diǎn)分析了中國自主仿真軟件發(fā)展的機(jī)會(huì)，詳細(xì)闡述了安世亞太自主仿真的雙驅(qū)策略“高點(diǎn)起跳、賦能開道”，提出“沒有成功的商業(yè)路線就沒有成功的技術(shù)路線”。目前國內(nèi)企業(yè)對(duì)國外仿真軟件依賴性還不強(qiáng)，可以通過賦能企業(yè)仿真，通過解決中國企業(yè)仿真應(yīng)用實(shí)效不高的問題，逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)國外軟件的替換。

自主創(chuàng)新的通用CAE軟件PeraSim

PeraSim是安世亞太基于25年仿真技術(shù)積淀和資源優(yōu)勢(shì)，通過聚焦國內(nèi)用戶需求，自主開發(fā)了大型通用仿真軟件。其中，包括PeraSim.Mech機(jī)械仿真、PeraSim.Fluid流體仿真及PeraSim.Emag電磁仿真三大模塊，提供了強(qiáng)大的面向工業(yè)用戶的結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁等學(xué)科的仿真計(jì)算能力。

安世亞太利用多年仿真實(shí)踐積累的上萬條實(shí)際工程案例，對(duì)PeraSim進(jìn)行了大量的工程化驗(yàn)證和結(jié)果比對(duì)，表明PeraSim能夠?yàn)楣I(yè)用戶提供強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁等學(xué)科仿真計(jì)算能力。

PeraSim基于插件架構(gòu)，便于擴(kuò)展。軟件支持Windows、Linux等操作系統(tǒng)，支持國際化及包括中文的多語言。PeraSim提供能夠支持結(jié)構(gòu)、流體、電磁三種學(xué)科的統(tǒng)一交互界面及一致的交互方式。同時(shí)，軟件具有完備的前后處理功能，能夠同時(shí)滿足結(jié)構(gòu)、流體、電磁仿真的前后處理應(yīng)用需要。PeraSim.PrePost前后處理器提供幾何建模、網(wǎng)格劃分、模型屬性定義、求解設(shè)置及結(jié)果后處理等功能。

PeraSim.Mech是通用結(jié)構(gòu)力學(xué)仿真分析系統(tǒng)，涵蓋線性、非線性、靜力、動(dòng)力、熱、熱結(jié)構(gòu)耦合等分析功能。PeraSim.Fluid是通用流體仿真系統(tǒng)，采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）數(shù)值模擬技術(shù)，包含能夠準(zhǔn)確模擬日常遇到的各種工程流動(dòng)問題的求解器，支持可壓、不可壓計(jì)算、傳熱計(jì)算、多相流計(jì)算。PeraSim.Emag是通用低頻電磁仿真系統(tǒng)，能滿足機(jī)電產(chǎn)品工程師的設(shè)計(jì)仿真需求，提供二維/三維的靜電場(chǎng)、直流電場(chǎng)、交流電場(chǎng)、電瞬態(tài)場(chǎng)、靜磁場(chǎng)、渦流場(chǎng)、瞬態(tài)電磁場(chǎng)求解功能。PeraSim具備高效的并行計(jì)算能力，支持高效分布式并行計(jì)算。用戶在PeraSim中的所有操作都能被實(shí)時(shí)錄制為Python腳本代碼，便于仿真分析的自動(dòng)化、參數(shù)化、定制等應(yīng)用需求。

PeraSim的流動(dòng)、傳熱、多相流分析等功能，能夠準(zhǔn)確模擬各種工程流動(dòng)問題，從而為各個(gè)行業(yè)的工程師提供流體問題解決方案。PeraSim的電磁場(chǎng)分析功能，能滿足機(jī)電產(chǎn)品工程師的設(shè)計(jì)仿真需求，大幅降低原型機(jī)測(cè)試和生產(chǎn)成本，提升高品質(zhì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力。

仿真是產(chǎn)品正向設(shè)計(jì)的核心，PeraSim提供通用物理場(chǎng)（結(jié)構(gòu)、流體、電磁）及耦合場(chǎng)分析功能，仿真驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品研發(fā)。通過強(qiáng)度、剛度、溫度、模態(tài)、頻響等分析，預(yù)測(cè)產(chǎn)品性能，評(píng)估產(chǎn)品設(shè)計(jì)是否安全合理，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期并降低風(fēng)險(xiǎn)。

自主CAE技術(shù)的探索之路

“中國工業(yè)軟件的短板很多自主研發(fā)國產(chǎn)軟件要從零開始，成功的可能性幾乎為零，資本的耐心也為零。因此，中國仿真自主發(fā)展高點(diǎn)起跳是必由之路?！碧镤h認(rèn)為，“國際大牌軟件功能強(qiáng)大，同時(shí)也使用復(fù)雜，中國企業(yè)目前能投入使用的功能也就十之二三，大部分功能其實(shí)購買后閑置，這無疑是采購經(jīng)費(fèi)的浪費(fèi)。我們只需要開發(fā)出這些大牌軟件30%-40%的功能，形成基礎(chǔ)模塊，已經(jīng)足以應(yīng)對(duì)80%~90%的應(yīng)用需求，甚至對(duì)于應(yīng)用不深的大企業(yè)或者尚未采納仿真技術(shù)的中小企業(yè)，這些功能已經(jīng)綽綽有余。所以，在國際仿真的珠穆朗瑪峰面前，我們?nèi)匀挥X得可以一戰(zhàn)的原因就在于此?！?

沒有商業(yè)成功路線，就沒有技術(shù)成功路線。自主仿真軟件能不能成功的終極標(biāo)準(zhǔn)是：如何在用戶業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)中占據(jù)一席之地甚至重要地位，在舶來品遍地的中國企業(yè)，中國自主仿真的成功標(biāo)志就是：成功遏制舶來品，甚至大批量地替換舶來品。為此，安世亞太提出賦能開道，利用安世亞太提出的仿真賦能體系方法論，發(fā)動(dòng)全國的服務(wù)力量為企業(yè)普遍賦能，通過解決中國企業(yè)仿真應(yīng)用實(shí)效不高的問題，逐步實(shí)現(xiàn)自主軟件的替換。

田鋒認(rèn)為，以前的軟件采購經(jīng)費(fèi)轉(zhuǎn)變成能力建設(shè)經(jīng)費(fèi)，用于企業(yè)的仿真體系建設(shè)。通過仿真體系建設(shè)方法論，培養(yǎng)中國眾多公司的咨詢服務(wù)能力，持之以恒地幫助企業(yè)建立仿真能力體系。這需要國家政策、項(xiàng)目指南和經(jīng)費(fèi)批復(fù)模式的引導(dǎo)。

中國企業(yè)已被各種仿真軟件洗禮，特別是這些軟件中不乏市場(chǎng)占領(lǐng)率高、應(yīng)用體驗(yàn)較好的仿真軟件。面對(duì)這種接近成熟的紅海市場(chǎng)，一款認(rèn)知度不高的新軟件在此發(fā)聲無疑困難重重，如果想有所作為必須有一定出其不意之處。

國產(chǎn)仿真軟件從弱小起步，非常需要一些特別舉措獲得市場(chǎng)的認(rèn)知，用較低的企業(yè)引入（替代）門檻來與國際大牌抗衡。我們建議采納的方案就是：基礎(chǔ)軟件免費(fèi)，高級(jí)模塊或?qū)I(yè)模塊收費(fèi)。利用免費(fèi)的基礎(chǔ)軟件獲得用戶群，培養(yǎng)出使用習(xí)慣后，對(duì)于深層應(yīng)用需求，高級(jí)或?qū)I(yè)模塊的有償提供便水到渠成。

云端產(chǎn)品是國產(chǎn)軟件對(duì)國外品牌實(shí)現(xiàn)超車的一個(gè)重要彎道。國產(chǎn)仿真軟件通過仿真體系建設(shè)咨詢服務(wù)的方式可以解決大企業(yè)的國產(chǎn)仿真軟件替代問題，同時(shí)解決了仿真能力的提升問題。對(duì)于數(shù)量眾多的中小企業(yè)，軟件可以免費(fèi)，但服務(wù)存在瓶頸。所以需要考慮新的商業(yè)模式，既要使得中小企業(yè)客戶無成本獲得軟件，又要有人愿意以較低的收費(fèi)為他們提供服務(wù)。因此，安世亞太提出通過仿真云生態(tài)將中國全社會(huì)仿真力量整合成為一個(gè)利益共同體，通過社會(huì)服務(wù)力量打通服務(wù)瓶頸，降低中小企業(yè)仿真應(yīng)用門檻。

田鋒還表示，仿真技術(shù)的持續(xù)發(fā)展離不開大量高端人才。由于中國仿真商業(yè)軟件的發(fā)展?fàn)顟B(tài)不佳，中國籍（或原中國籍）的仿真自主研發(fā)人才目前多分布在兩種機(jī)構(gòu)：一是中國高校和科研院所，二是全球其他國家的仿真軟件開發(fā)商。

中國高校和科研院所的人才在各自領(lǐng)域的科研過程中，都開發(fā)了具有一定核心技術(shù)和應(yīng)用特色的程序。他們相互之間有交流，但合作不多。雖然這些人才都對(duì)中國自主仿真軟件現(xiàn)狀痛心疾首，但無力回天?？梢栽O(shè)想，依據(jù)當(dāng)前的中國技術(shù)人才現(xiàn)狀和人才心里特征，如果中國出現(xiàn)一個(gè)目標(biāo)堅(jiān)定、志向遠(yuǎn)大的商業(yè)仿真軟件開發(fā)的事業(yè)平臺(tái)，將這些人聚合起來還是可能的。

“商業(yè)仿真軟件開發(fā)的事業(yè)平臺(tái)，是一個(gè)特別歷史時(shí)期的、具有特殊意義的平臺(tái)，是一個(gè)具有國家使命感和榮譽(yù)感的平臺(tái)，絕不僅僅是個(gè)常規(guī)的商業(yè)和技術(shù)平臺(tái)。所以平臺(tái)的建立和發(fā)展，都不應(yīng)該離開國家和政府的支持。”田鋒認(rèn)為，國家主管機(jī)構(gòu)應(yīng)在這個(gè)平臺(tái)的搭建與運(yùn)行方面發(fā)揮重要作用。在保持市場(chǎng)化模式的前提下，主管機(jī)構(gòu)在背書、資金和政策方面，都有巨大的發(fā)揮空間。