工業軟件站穩“風口”要警惕投機心態
作者： 2021年10月20日 來源： 瀏覽量：
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■周寶冰
工業軟件無疑正處于科技創新“超級風口”。風口意味著天時地利人和，勢能強大，對產業發展有利。風口同時也是“旋渦”，自主工業軟件要真正“站穩”風口，需警惕投機心態。
近期舉行的第三屆中國
■ 周寶冰
工業軟件無疑正處于科技創新 “超級風口”。風口意味著天時地利人和，勢能強大，對產業發展有利。風口同時也是 “旋渦”，自主工業軟件要真正 “站穩”風口，需警惕投機心態。
近期舉行的第三屆中國仿真技術應用大會暨中關村數字化創新國際論壇上，安世亞太高級副總裁田鋒在接受中國工業報采訪時指出：風口有利于工業軟件的發展，但如果步子踏錯了，產業風險將非常大。
例如，有些工業軟件公司在做別的公司不做的事情，以為這是一個差異化競爭。現實情況是做完以后，沒人 （企業）買單。“為什么沒人做？就是因為沒人買。工業軟件，要老老實實做產品技術。”田鋒說。
自主仿真軟件面臨五大障礙
如何理解工業軟件的天時地利人和？田鋒表示：天時，是我國經濟、工業、科技發展達到一定水平；地利，是工業發展到一定階段后對仿真工業軟件的真實需求增長；人和，是產業對人才的引力增強。
2019年，中國人均GDP達到1萬美元，進入中等收入社會。經濟理論認為，要避免“中等收入陷阱”，需在科技創新、產業基礎高級化上加大力度。中國提出從要素驅動向創新驅動，根本意義就在于要跨越 “中等收入陷阱”。
中國制造正邁向中國創造，創新的重要性更為凸顯。而工業軟件是創新的基本平臺，中國工業發展越來越離不開工業軟件特別是仿真軟件。 “但國際貿易摩擦和科技競爭，工業軟件卡脖子將是常態。”田鋒說。
《中國工業軟件產業白皮書 （2020）》指出，我國研發設計類工業軟件國產化率不足5%。工業軟件整體上存在缺乏體系化競爭力、核心技術缺失、人才短缺師資嚴重流失，以及工業軟件和工業深度融合不足等問題。
在仿真軟件 （CAE）方面，近年來，通用CAE產品市場雖有所突破，但關鍵技術自主可控程度較低，產品化、集成化、規模化嚴重不足。專用CAE軟件、系統級設計仿真軟件在仿真內核方面自主程度較高，但覆蓋度、成熟度、易用性仍有待時日。
外部有利環境下，自主仿真工業軟件一時間風頭無兩。但工業軟件并非一朝一夕建功，為此田鋒表示，技術的研究和積累、用戶剛需的準確識別、切實可行的工程化驗證、舶來品的替換能力和策略、商業化及規模推廣，是自主仿真軟件發展的五大障礙。一句話：仿真是時間的孩子，需久久為功。
仿真需求增長下的仿真 “困局”
2021年，中國制造業連續11年居世界第一。中國工業體系完備，是世界上工業體系最為健全的國家。在500種主要工業產品中，有40%以上產品的產量世界第一。中國的光伏、新能源汽車、家電、智能手機等重點產業躋身世界前列，通信設備、工程機械、高鐵等一大批高端品牌走向世界。工業的發展是中國自主工業軟件發展的根本土壤。
工業品的創新推動著仿真需求持續增長。仿真在本質上是工業品的力學、物理理論的軟件化，再反饋到工業品并優化工業品。與工業品需要物理驗證不同，仿真是一個 “透明的實驗”，能滿足產品尤其是復雜產品的工程驗證需求，具有成本低、效率高的特點。
復雜產品如航空航天，工藝復雜、零部件數目龐大、產品結構層次多、同時也具有高價值，傳統物理實驗的方式不能穿透且成本高昂，因此成為仿真最急迫的行業。還有一個重要的領域就是中小企業，如何相對低成本高質量獲得仿真應用。
但是，就目前的狀況來看， “鄰家仿真”（無自主仿真軟件）、 “無仿真” （中小企業無仿真），是仿真應用的難點。而尤其是 “假仿真”需要引起重視——在企業中，往往有個別仿真高手，但大量工程師仿真水平卻有待提高。
個別仿真高手往往并不能代表企業的整體仿真水平。企業要想把產品真正仿真化模擬，需要所有的仿真工程師都能達到一定的仿真水平并產生效果和效益。但在實際中，90%的企業都不是這樣，因為缺乏仿真體系。
企業做仿真，只有一種是最好的，不是技術最好、最精確，而是性價比最高。企業所有的仿真人都能掌握，所有的結果都能追溯，這就是真正的仿真。 “但這是個體系，不是仿真的一個局部、一個結果、一次計算。”田鋒說。
厚積薄發，自主仿真站上風口
一方面，雖然發展自主仿真軟件天時地利人和，但依然面臨客觀上的重重障礙；另一方面，國外仿真軟件占據95%以上的市場，國產替代甚至有可能成為偽命題。怎么辦？
安世亞太成立于1996年，率先將CAE技術帶入中國，這就是Ansys仿真軟件。在長期服務客戶的過程中，安世亞太發現，即便是應用水平很高的企業，國外仿真軟件的應用率也不足30%。
為此，經過多年的技術積累、工程驗證以及用戶需求的準確把握，2020年，安世亞太推出大型通用自主仿真軟件PERASIM，瞄準國際軟件40%~50%的功能。PERASIM有結構、流體、低頻電磁，還有高頻電磁、沖擊動力學，以及聲學軟件，能滿足90%以上的用戶需求。
“這些功能怎么來的？是安世亞太技術工程師在用戶現場服務過程中記下來、帶回來，經過邏輯梳理，精挑細選變成需求。它是從用戶產生的，被用戶追問的，是真正的剛需。”田鋒強調。
除了自主仿真PERASIM，與云的結合是另一個重要策略。2020年，安世亞太發布自主仿真云平臺，依靠技術降低中小企業仿真應用的成本。云平臺有兩種形式，一個是PERASIMOnline即云仿真，用戶登錄云端完成特定的仿真應用；另一個是PERASIMCloud仿真云，用戶登錄云端后，實現多仿真軟件應用。
13年前，安世亞太創造性地提出 “精益研發”理念，發布自主研發旗艦產品 “精益研發平臺 （PERA）”。經過多年持續完善，精益研發體系聚焦企業的整體仿真水平提升，為仿真應用提供了切實可行的方法論。如今，精益研發體系同時還演變有綜合仿真云平臺這一形式。
可以看到，基于多年的CAE軟件代理經驗，安世亞太厚積薄發，聚焦仿真應用的現實問題，以自主仿真軟件、云仿真、仿真體系方法論為抓手，以解決鄰家仿真、無仿真、假仿真為目標，站上自主工業軟件風口。
從PERASIM到數字孿生生命體
田鋒用 “糧食工程”與 “種靈芝”來形容其商業化軟件與定制化軟件。PERASIM商業化版本，在安世亞太內部叫 “糧食工程”，有望大規模產出，是守正，不是出奇。對于大型企業、重點行業企業的定制化需求滿足，則叫 “種靈芝”，靈芝填飽不了肚子。
迄今，安世亞太的仿真軟件代理業務依然份額較大，而自主仿真軟件PERASIM則處于成長期。一個公司，一個領域內的兩大產品，這兩者如何相處？采訪過程中，田鋒提出四個新賽道的概念，也就是 “自主與代理處于不同的賽道，碰不上”。
一是被禁售的賽道。如軍工行業、高科技企業，國外仿真軟件禁止銷售， “你都不能賣了我還不能做嗎？”。二是打擊盜版、保護知識產權產生的賽道。特點是買不起且必須用正版，這是自主工業軟件的機會。三是中小企業和高校賽道。例如仿真云。四是備胎賽道。由于正在使用的國外仿真軟件不知道哪天被禁，所以很多企業需要做備胎計劃、國產替代計劃。
除了推出自主仿真軟件，安世亞太還把目光轉向了數字孿生，于2020年提出 “數字孿生生命體”理念，參與數字孿生標準的研發。據安世亞太仿真專家楊振亞介紹，由于數字孿生包含很多內容，大家的理解都不一樣，對業界的交流造成了障礙。“數字孿生生命體”模型對孿生體的架構通俗化、形象化，比較易懂，很容易就能溝通清楚。
相比數字孿生， “數字孿生生命體”模型更綜合化，在這個生命體中，仿真是左腦，大數據是右腦。左腦一般從事理性思維，仿真恰恰是從事有明確機理的計算，因此也是理性思維的實現。很多時候前端的孿生的展示，后端起支撐作用的就是仿真。
楊振亞表示，數字孿生生命體不是研究好就一成不變的，而是通過物聯網與外界互通，是智能的，能自動進化的，而且以后孿生體之間也能互聯互通，實現共智。 “我們把數字孿生體的成熟度分為5級，共智是其中最高的一個級別，也是未來的愿景”。
過去，有行業專家曾用 “悲壯”一詞形容國產產品研發類工業軟件尤其是仿真軟件的發展歷程。現在，包括安世亞太在內，一批企業壯懷激烈，在自主的道路上已經起步。能否走得更遠，還需要時間。
從安世亞太的歷史來看，經歷過數次戰略選擇，但仿真一直是業務主線。第一次是2004年做自主精益研發平臺，從賣別人的軟件，到做自己的產品。第二次是2015年研發了一套以正向設計為牽引，基于增材思維的數字化研制體系，把工業軟件、制造、云服務都打包成一個體系。第三次即2020年，推出自主仿真軟件PERASIM。
“我們最早做仿真軟件，但那時不可能自主研發，所以就做研發平臺。現在做自主仿真，是 ‘天時地利人和’。”田鋒重復了這6個字。他于1996年加盟安世亞太，堅守仿真20余載。今天，老的夢想發了新芽。
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