读工业软件简史13中国CAE软件之路

1. 中国CAE软件之路

1.1. 就智能制造的殿堂而言，CAE软件是最为重要的基石，在高端装备制造方面更是如此

1.2. 美国仿真软件Nastran作为CAE软件的代表，已经成为飞机设计仿真分析的标配软件

• 1.2.1. 如果没用Nastran分析设计方案，根本无法通过美国FAA的适航取证

1.3. 从美国仿真CAE软件的发展历史来看，CAE软件无疑是一种国家战略意志的结晶

1.4. 每一次整合都会酝酿出一个更大的知识火山

• 1.4.1. 人类工业知识迅速聚集，使得这些工业软件企业也许成为了工业界最聪明的公司

1.5. 三十年前的一些版本，至今仍然有在运行的，飞箭、紫瑞等CAE软件至今仍有数百余套在使用中

• 1.5.1. 它们就像一辆辆几十年前的自行车，虽然老旧却还可以转动前进

1.6. SAP84曾经是一个响当当的名字，由北京大学力学系的教授主持开发

• 1.6.1. 这位教授当时以美国加州伯克利大学SAP80软件为基础，在没有经费支持的情况下，毅然走上了在个人计算机上开发计算力学软件之路

• 1.6.2. 在长江三峡大坝的初步设计、黄河小浪底枢纽工程抗震分析、北京西客站屋顶结构等工程中得到应用，此外也被用于客车车身优级强度验算等机械产品

1.7. 中国科学院研究员在1989开发出通用性仿真软件FEPG，其最大的原创性是有限元语言，执行效率很高

• 1.7.1. 这个创举被当时世界排名第二的仿真件公司MSC注意到

1.8. 飞箭公司之后一直紧跟科技最前沿的发展，2000年开发了全球首套互联网有限元软件，但是因为1999年互联网泡沫危机而流产

• 1.8.1. 飞箭公司推出了FEPG的升级版本，也就是并行计算pFEPG

1.9. 2009年，借助天津市的政策支持，以并行仿真技术为基础的元计算公司成立

2. 创新困境

2.1. 国外CAE软件厂商的发展，源头往往都是工业制造本身，最初是为了满足工业工程技术的需要，然后借助于资本和并购的驱动，实现撑杆跳的一跃

2.2. 中国CAE软件的发展，则基本上走了一条从高校科研出发、止步于科研院所成果的路线

2.3. 三个阶段

• 2.3.1. 基础研发、工程应用、商业转化

• 2.3.2. 这三个阶段的资金投入比，大概是1∶5∶25

• 2.3.3. 意味着，从基础研究走向真正的商业化，还需要90%以上的投入

2.4. 发展CAE软件的经验教训表明，单独依靠高校、科研院所发展工业软件并不可行

2.5. 在航空科研院所同样也存有转化不通的问题

• 2.5.1. 航空结构分析软件HAJIF，经过了几代航空研发人的打拼。该软件在20世纪70年代立项，研发期间不断扩展，到1985年的时候，已经发展到Ⅲ型

2.6. 除了国外软件的大举进入、盗版软件的挤压，国内用户对软件这种特殊商品的认识也存在偏颇

2.7. 软件公司正是依靠稳定的维保续费，才能保持高昂的软件开发和性能升级迭代的良性循环

3. 四大流派

3.1. 缺少国家的支持，这个行业只能以“饿着肚子往前冲”的姿态继续前行

3.2. 中国CAE软件市场一直活跃着四大流派，分别是学院派、传统派、代理派和在线派

3.3. 学院派

• 3.3.1. 是指从科研院所、高校发展而来

• 3.3.2. 包括中国科学院源头的元计算公司的IFEPG、空气动力研究所的围绕计算流体力学的风雷软件、中国飞机强度研究所的航空结构分析软件HAJIF（1975年开始研发）​、大连理工大学的仿真软件SiPESC（前身JIFEX）​、华中科技大学的冲压成型分析软件华铸CAE、西安电子科技大学的大规模并行电磁计算软件Laspcem和华中科技大学教授创办的苏州同元的MWorks软件

• 3.3.3. 特征是依靠院所资源，理论功底比较强，基本功很扎实

• 3.3.4. 最为传奇的是大连理工大学的产品

  • 3.3.4.1. 在悉心栽培下，从有限元分析软件DDJ（多载荷多工况结构分析）开始，到完善的有限元分析与优化设计软件系统JIFEX，几乎是三代人的传承

• 3.3.5. 中国仿真软件最大的亮点，来自建筑领域

  • 3.3.5.1. 土木工程结构分析软件PKPM，是由中国建筑科学研究院研制开发的

• 3.3.6. 由于仿真往往有非常强的专业性，很多场合只能通过专业仿真软件来实现

  • 3.3.6.1. 一套CAE软件价格不菲

• 3.3.7. 国产CAE软件仍有一定的市场缝隙，尽管生存得很辛苦

3.4. 传统派

• 3.4.1. PKPM是典型的传统派

• 3.4.2. 传统派的创始人往往是技术骨干，走垂直路线

• 3.4.3. 传统派包括大连英特、西安前沿，以及以透平为主攻方向的合肥太泽透平、以军工行业为主攻方向的上海索辰、走电磁仿真路线的上海东峻、以多场耦合见长的北京超算科技等公司

• 3.4.4. 北京希格玛仿真在压力容器行业做国产CAE工具，体量比较小，却是石化压力容器领域内与国外抗衡的唯一国产软件

• 3.4.5. 济南圣泉以行业里少有的战略并购眼光，从韩国收购了铸造软件AnyCasting，深耕铸造行业

• 3.4.6. 专注PCBA工艺设计仿真的上海望友，则致力于对标被西门子公司收购的EDA软件公司Mentor旗下的Valor产品线

3.5. 代理商自研的产品

• 3.5.1. 代理商为不同CAD软件、CAE软件进行二次开发，实现软件之间的数据传递，这些基本上属于客户定制化的开发，并没有触及核心算法

• 3.5.2. 基于自主研发，是迟早要赶的路

3.6. 新锐实力的在线派

• 3.6.1. 包括北京云道智造、上海数巧、北京蓝威、杭州远算科技，以及围绕压铸的北京适创科技等，都试图从在线领域撕开传统仿真巨头垄断的一个口子

• 3.6.2. 在线仿真与云仿真平台，作为一个面向未来的新兴市场，可以较好地避免盗版，为新兴企业留有一些利润空间

• 3.6.3. 其全新的架构设计和快速的服务响应，也更好地适应了中小企业的需求

4. 啃硬骨头

4.1. 对中国封锁的爆炸仿真软件LSTC公司，目前有100多位博士，全职开发LS-DYNA

4.2. 军方项目的长期支撑，保障了这款工业软件的持续发展

4.3. 要真正做到自主可控，中国必须啃下这块硬骨头

• 4.3.1. 因为CAE软件的安全，就是工业的安全

4.4. 通用仿真CAE软件发展成成熟的商业化产品，其投资规模可能会小于大飞机工程，但技术密集度却不低

4.5. 数字化转型则是时代的必答题

• 4.5.1. 数字化转型，意味着人们开辟了在物理世界之外的第二战场：数字空间的战场

4.6. CAE软件的重要性，正在得到广泛的认同

• 4.6.1. 激活数千万的中小企业，才是中国制造好戏连篇的开始

• 4.6.2. 中国的CAE软件，以一种崭新的面貌迎来了自己的时代