中國仿真軟件的坎坷之路

智能制造吸引了所有通向數(shù)字殿堂的好奇，而在大堂之內(nèi)，計(jì)算機(jī)仿真CAE是最為重要的基石。所有關(guān)于數(shù)字制造的設(shè)想，都在以隱蔽的姿勢，指向這個(gè)基石。高端裝備制造更是如此。美國仿真軟件NASTRAN作為CAE軟件的代表，已經(jīng)成為飛機(jī)設(shè)計(jì)仿真分析的標(biāo)準(zhǔn)軟件。如果不用NASTRAN分析計(jì)算過的設(shè)計(jì)方案，是根本無法通過美國FAA的適航取證。然而在高端仿真CAE領(lǐng)域，中國幾乎全軍覆沒。這個(gè)行業(yè)也成為幾乎不可見的“微生物產(chǎn)業(yè)”。

10月29日，美國商務(wù)部對(duì)國產(chǎn)新興存儲(chǔ)器企業(yè)福建晉華突下禁運(yùn)令。

10月30日，美國光刻機(jī)巨頭應(yīng)用材料、泛林等公司馬上實(shí)施對(duì)晉華斷供，駐廠人員瞬即撤走。美國的工業(yè)軟件也應(yīng)聲停止供應(yīng)。投資370億的晉華立刻陷入癱瘓。

中國好像睡著了

從美國仿真軟件CAE的發(fā)展歷史來看，CAE無疑是一種美國國家戰(zhàn)略意志的結(jié)晶。美國宇航局NASA、西屋核電和美國國防部的代碼轉(zhuǎn)移和扶持，使得美國早期CAE軟件公司，成功地從科研機(jī)構(gòu)，進(jìn)入了市場之中。隨后，這些CAE企業(yè)進(jìn)行了波瀾壯闊的并購。

在翻看國外工業(yè)仿真軟件CAE巨頭的鯊魚進(jìn)化史中，我們發(fā)現(xiàn)這些行業(yè)先鋒能活到今天，充滿了瘋狂并購的味道。在過去十年中，僅僅行業(yè)的Top5的仿真軟件公司，并購次數(shù)高達(dá)65次。每一次整合，都會(huì)醞釀出一個(gè)更大的知識(shí)火山。人類工業(yè)知識(shí)迅速聚集，使得這些工業(yè)軟件企業(yè)，成為工業(yè)界最聰明的工業(yè)公司。

圖1 深?？聃彛篊AE的并購狂歡史

（鳴謝南山工業(yè)書院的趙翰林繪制此圖）

這個(gè)市場，是人類工程師智慧的整體拼盤，也是一個(gè)帶有強(qiáng)烈的國際化知識(shí)流動(dòng)與融合的結(jié)果。這個(gè)市場，是一個(gè)大魚自由吃魚的海洋。

而這一切，都跟中國CAE的市場無關(guān)。

中國CAE本身發(fā)展動(dòng)靜不大，池子里魚也并不多，屈指可數(shù)，而且都很小，只在一些礁石縫隙里面才能找到。一邊是天天噴火的國際火山口，一邊是波瀾不驚的中國寧靜之湖。這是工業(yè)發(fā)展史上，最為奇特最不合拍的一幕。我們所有的制造業(yè)，都在緊隨國外潮流發(fā)展的時(shí)候，哪怕山寨都是倍有誠意亦步亦趨地跟著師傅走。只有在仿真這個(gè)領(lǐng)域，我們對(duì)國外軟件的發(fā)展出現(xiàn)了整體上的靜默，錯(cuò)失了三十年的大好機(jī)會(huì)。

打鐵鋪?zhàn)犹焯於＿蔬坂サ纳?，沒有驚動(dòng)悄無聲息的繡花鄰居。

不妨更加直接地說，中外CAE的差距，就是中國與發(fā)達(dá)國家國家工業(yè)化水平的最直接的標(biāo)尺。三十年，不過是它的一個(gè)基本量度。全世界最優(yōu)秀的工程師的經(jīng)驗(yàn)，高端行業(yè)研發(fā)過程的Know-How和最佳實(shí)踐，都在被編碼成一行一行CAE代碼，幾代人踩肩相傳。而中國，則處處都是斷層。

然而，這種說法對(duì)于那些曾經(jīng)奮斗青春的CAE斗士們，其實(shí)也不公平。上世紀(jì)80年代后期，中國CAE領(lǐng)域也出現(xiàn)了一個(gè)百花齊放的小陽春。以中科院、北大 、大連理工、清華等為代表的一批高校和科研人員開始做相關(guān)的軟件開發(fā)。一時(shí)間中科院梁國平教授獨(dú)樹一幟的有限元語言FEPG和飛箭、大連理工的顧元憲和張洪武教授的JIFEX、29基地的風(fēng)雷軟件、中航工業(yè)強(qiáng)度所的HAJIF軟件等都曾紛紛崛起。

然而到了今天，這些仿真軟件固然仍舊在發(fā)揮一些作用，但用戶量都極小，基本都不成氣候，深處閨中。令人倍感唏噓的是，三十年前的一些版本，至今仍然有人在運(yùn)行，飛箭、紫瑞至今仍有數(shù)百余套CAE軟件在被使用。它們就像一輛幾十年前的鳳凰自行車，嘎吱嘎吱地還可以轉(zhuǎn)動(dòng)幾下。

那些困惑的開路先鋒

2014年9月，一群國內(nèi)外趕來的原軟件開發(fā)人員和家屬，在北大燕園舉行了一次很小的聚會(huì)，慶祝通用結(jié)構(gòu)力學(xué)分析程序SAP84應(yīng)用三十年。只是，這是一次親情的聚會(huì)，與軟件無關(guān)、與行業(yè)無關(guān)。

SAP84曾經(jīng)是一個(gè)響當(dāng)當(dāng)?shù)拿?，這是由北大力學(xué)系袁明武教授主持開發(fā) ?；貒?，他以美國加州伯克利大學(xué)SAP80軟件（非現(xiàn)在的德國ERP軟件，而是80年代國內(nèi)最早廣泛應(yīng)用的一款結(jié)構(gòu)分析FEA軟件，早期以主機(jī)系統(tǒng)為主，輸入端為穿孔紙帶）為基礎(chǔ)，沒有經(jīng)費(fèi)支持的情況下，毅然走上了在個(gè)人計(jì)算機(jī)上開發(fā)計(jì)算力學(xué)軟件之路。經(jīng)歷了學(xué)習(xí)消化和自主創(chuàng)新階段，到1984年的時(shí)候，新版本功能大大超過了當(dāng)初的SAP80，這也是名字中含有“84”的由來。袁明武教授彼時(shí)已經(jīng)堅(jiān)定地認(rèn)為，開發(fā)工業(yè)軟件，是力學(xué)與工程實(shí)踐相結(jié)合的必由之路。

后來這個(gè)軟件的各個(gè)版本，被國內(nèi)一千多家用戶，應(yīng)用于在工程設(shè)計(jì)和研究的場合。在長江三峽大壩的初步設(shè)計(jì)、黃河小浪底樞紐工程抗震分析、北京西客站屋頂結(jié)構(gòu)等都有用過，此外也用于客車車身優(yōu)級(jí)強(qiáng)度驗(yàn)算等機(jī)械產(chǎn)品。然而，這個(gè)面向通用仿真的軟件，最終還是在商業(yè)應(yīng)用上折戟。 

圖2 SAP84的源程序和計(jì)算機(jī)

（2018年11月攝于北大）

到了后來，袁明武教授得出一個(gè)結(jié)論：CAE在中國沒有前途。這是一個(gè)傷透了心的結(jié)論。

另外則是一個(gè)還在苦守初心的例子。

中科院研究員梁國平在在1989開發(fā)出來通用性仿真軟件FEPG，其最大的原創(chuàng)性是有限元語言，執(zhí)行效率很高。這個(gè)創(chuàng)舉，連當(dāng)時(shí)世界排名第二的仿真軟件公司MSC都注意到了。從報(bào)紙上看到這條消息之后，MSC甚至跑過來跟梁先生談收購。不用說，MSC這種過于市場化的想法，在當(dāng)時(shí)的業(yè)界簡直是天方夜譚。

梁國平的成果得到了廣泛的肯定。一時(shí)間贊譽(yù)無數(shù)。

1993年7月26日的《人民日報(bào)》曾經(jīng)如此報(bào)道，“梁國平首創(chuàng)有限元程序自動(dòng)生成系統(tǒng)，數(shù)天內(nèi)可完成數(shù)月才能完成的編程工作”。

嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹锌圃鸿b定委員會(huì)1993年8月也給出了這樣的評(píng)價(jià)，“該系統(tǒng)不同于通常的有限元程序，而是有限元程序的生成系統(tǒng)，使用者只要提供相應(yīng)信息，就能自動(dòng)生成所需的有限元FORTRAN源程序...，該系統(tǒng)已達(dá)到國際領(lǐng)先水平。”

在1996年，科技部的前身，科技委在研究成果公報(bào)960960中，也正式公布了對(duì)這項(xiàng)成果的認(rèn)可。

此一刻，中科院數(shù)學(xué)所領(lǐng)導(dǎo)表現(xiàn)出非常開明的一面，鼓勵(lì)梁國平去做市場，并在中科院圖書館后面一個(gè)小樓提供場所。此時(shí)梁先生四處籌款之后，正式成立飛箭公司，打算大干一場，而他的人才標(biāo)準(zhǔn)也很簡單，“北大、清華、中科院”，別的學(xué)校學(xué)生都不要。梁先生并沒有細(xì)想過，高材生意味著什么樣的成本支出。

隨后梁先生一直緊跟科技最前沿的發(fā)展，2000年開發(fā)了全球首套互聯(lián)網(wǎng)有限元軟件，這是緊隨1999年互聯(lián)網(wǎng)泡沫危機(jī)而產(chǎn)。不用說，這種理念在當(dāng)時(shí)，實(shí)在是太過于領(lǐng)先了。

到了2006年，高性能計(jì)算HPC開始興起。不同于串行計(jì)算，并行計(jì)算可以在數(shù)千個(gè)CPU分配和調(diào)度任務(wù)。就在這一年，梁研究員推出了FEPG的升級(jí)版本，也就是并行計(jì)算pFEPG。2009年借助天津市的一點(diǎn)有利的政策支持，以梁的并行仿真技術(shù)為基礎(chǔ)的元計(jì)算公司成立。

這一年，也是美國確立計(jì)算仿真戰(zhàn)略高地的一年。美國總統(tǒng)信息技術(shù)委員會(huì)《計(jì)算機(jī)科學(xué)：確保美國競爭力》以及美國國家科學(xué)基金委的《基于仿真的工程科學(xué)SBES》的報(bào)告，先后被提交給了美國總統(tǒng)。幾乎同步，中科院也在2007年向國務(wù)院提出要發(fā)展建模仿真的戰(zhàn)略，可惜這個(gè)極具戰(zhàn)略遠(yuǎn)見的提議，后來不知卡在何處，石沉大海。

即使有著如此領(lǐng)先的意識(shí)和技術(shù)，然而資本的投入，卻是極為有限的。梁堅(jiān)持認(rèn)為，一心只做基礎(chǔ)研究就足夠。然而作為公司總要有一個(gè)公司的盈利原則。實(shí)際上，元計(jì)算公司，做了大量的工程研究的基礎(chǔ)工作，像是在做國家院所要做的事情。這種堅(jiān)持做通用型仿真的努力，對(duì)比國外仿真公司每年動(dòng)輒數(shù)億美元的研發(fā)投入，幾乎不值一提。對(duì)于梁國平先生而言，除了資金之外，更重要的是后繼無人，當(dāng)年非“三大院校”莫屬的招生規(guī)則已經(jīng)成為歷史，沒有年輕人會(huì)有時(shí)間來苦守如此寒窗 。

這是中國CAE搞正向研發(fā)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)縮影。這個(gè)縮影，正在逐漸縮小，也許很快就不再可見。

大學(xué)院所的創(chuàng)新困境

中國CAE發(fā)展之路，與國外相比，走過一條完全不同的發(fā)展路線。

國外CAE廠商的發(fā)展，源頭往往都是來自工業(yè)制造本身，很多脫胎于工業(yè)工程技術(shù)的需要，然后借助于資本和并購的驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)接連撐桿跳的跳龍門。美國早期CAE都是通過國家資助得以發(fā)展。像早期的商業(yè)化仿真軟件MSC、UG、SDRC都有美國宇航局NASA的影子，當(dāng)前最大的仿真軟件ANSYS背后有西屋核電的支撐。國家資助的項(xiàng)目，在經(jīng)歷過基礎(chǔ)研發(fā)之后，后期都會(huì)轉(zhuǎn)為公司做商業(yè)化擴(kuò)散。

而中國CAE，則基本上都是走了一條從高校科研出發(fā)、止步于院所的路線。盡管起步很早，早在1960s就提出有限元方法，完全與國際同步。但隨后的產(chǎn)業(yè)化，卻差強(qiáng)人意。三十年過去了，浪費(fèi)了大量的人力、少量的金錢（對(duì)工業(yè)軟件一向缺乏認(rèn)識(shí)的中國科技界，還真沒投什么錢），碩果無存。最重要的是，錯(cuò)過了最佳發(fā)展的時(shí)間窗口。

在中國，研究院所還可以得到一些有限的資助，做軟件的開發(fā)和嘗試。

然而課題一旦結(jié)束，軟件基本就會(huì)被封存。至于后期再進(jìn)行轉(zhuǎn)化，完全沒有經(jīng)費(fèi)支持。然而軟件工程的經(jīng)驗(yàn)，一個(gè)有效的軟件要走向市場，需要經(jīng)歷過三個(gè)階段：基礎(chǔ)研發(fā)、工程應(yīng)用到最后的商業(yè)轉(zhuǎn)化，這三個(gè)階段的投入為1:5:25。中國基礎(chǔ)研發(fā)過后，就再無下文。因?yàn)閺幕A(chǔ)研究，到真正的商業(yè)化，還有90%以上的投入未能到位。這是中國工業(yè)軟件未能從院所實(shí)驗(yàn)室成功轉(zhuǎn)化為社會(huì)化商品的最大遺憾。換言之，投入不足，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化不暢通。在科研院所，只能靠一波一波流水的學(xué)生“兵”，做零星的縫補(bǔ)工作，很少得到工業(yè)應(yīng)用的實(shí)際反饋和迭代提升。而對(duì)于所有在研學(xué)生而言，寫論文自然又是最為重要的事情。

中國發(fā)展CAE的失敗歷史表明，單獨(dú)從高校院所發(fā)展工業(yè)軟件并不可行。一個(gè)最為重要的問題是，大學(xué)院所往往都是引文數(shù)據(jù)指標(biāo)的SCI為導(dǎo)向，而評(píng)審專家在科研項(xiàng)目的結(jié)題驗(yàn)收時(shí)主要就是考察SCI統(tǒng)計(jì)結(jié)果。因?yàn)樵u(píng)審專家往往不能在一兩天內(nèi)全部了解掌握技術(shù)。事實(shí)上，通過國外CAE軟件進(jìn)行驗(yàn)證計(jì)算，所產(chǎn)生的SCI論文，會(huì)比自行研發(fā)CAE技術(shù)產(chǎn)生論文成果，要容易得多。許多行業(yè)的復(fù)雜分析，有時(shí)圈內(nèi)形成了一個(gè)事實(shí)上的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，需要使用某些權(quán)威軟件進(jìn)行結(jié)果標(biāo)定才能認(rèn)定，這樣，大大線墜了一些小眾的自研CAE軟件的市場應(yīng)用積極性。

可以毫不夸張地說，對(duì)于試圖走向工程化應(yīng)用、走向科技轉(zhuǎn)化的科研項(xiàng)目而言，SCI就是科技轉(zhuǎn)化的毒瘤。

在航天院所，同樣存有轉(zhuǎn)化不通的問題。航空CAE資深專家岳中第，在回憶幾十年前參與開發(fā)航空結(jié)構(gòu)分析軟件HAJIF的歷史，感覺當(dāng)時(shí)都是國家行政命令。

HAJIF經(jīng)過航空研發(fā)幾代人打拼，從上世紀(jì)70年代由強(qiáng)度專家馮鐘越開始立項(xiàng)，中間不斷擴(kuò)展，到1985年的時(shí)候，已經(jīng)發(fā)展到III型 。一時(shí)間，HAJIF應(yīng)用到在研的多種新飛機(jī)型號(hào)，其基本功能已經(jīng)覆蓋當(dāng)時(shí)國外主流系統(tǒng)。然而，由于缺乏持續(xù)的開發(fā)和運(yùn)營，缺乏市場化的動(dòng)力、資金和支撐機(jī)制，直到今天，HAJIF一直處于苦苦支撐的局面。機(jī)制不明，未見源頭活水，依然是掣心之痛。

中國CAE軟件發(fā)展的失敗，與國外軟件在中國的長驅(qū)直入也有著直接關(guān)系。彼時(shí)，國人尚不清楚如何保持稚嫩的工業(yè)產(chǎn)業(yè)，尤其是工業(yè)軟件這種幾乎看不見的領(lǐng)域。在1996年前后，國外仿真陸續(xù)進(jìn)入中國。美國商業(yè)化成熟度很高的ANSYS、MSC先后進(jìn)入中國市場，友好親和的用戶界面，奇快的計(jì)算速度，很快將剛剛起步的國產(chǎn)仿真軟件打下馬來。而四處蔓延的盜版軟件，則進(jìn)一步擠壓了市場空間。沒有大資金接應(yīng)，又沒有用戶的反饋，這些院所出身的CAE軟件很快陷入困境。

工業(yè)軟件最大的特點(diǎn)就是，它是從用戶的使用中成長出來的。

只有與用戶市場緊密地捆綁在一起，才是工業(yè)軟件發(fā)展的正面之道。而在中國，科技部和自然基金委往往只抓基礎(chǔ)研究，工信部會(huì)認(rèn)為工業(yè)軟件的研發(fā)是企業(yè)自己的事情（當(dāng)然，即使有資金也是有限得很），國資委和發(fā)改委所持有的裝備制造用戶大本營又很難對(duì)國產(chǎn)工業(yè)軟件開放。這三大各自為陣的擰巴體系，使得工業(yè)軟件這一投資巨大，需要多層轉(zhuǎn)化才能成熟的技術(shù)類型，毫不意外地走向窮途。

除了國外軟件的大舉進(jìn)入，盜版江湖的擠壓，高層人士對(duì)軟件這種特殊商品的認(rèn)識(shí)也存在偏頗。在科工局系統(tǒng)的條保中，一直對(duì)“軟件”采取“硬件設(shè)備”方式進(jìn)行參數(shù)描述和項(xiàng)目上報(bào)，而對(duì)每年的維保續(xù)費(fèi)，沒有單獨(dú)開列。殊不知，國外的軟件公司正是依靠穩(wěn)定的每年維保續(xù)費(fèi)，保持了高昂軟件開發(fā)和性能升級(jí)迭代的良性循環(huán)。

工業(yè)軟件的困境，其實(shí)也是中國多年倡導(dǎo)產(chǎn)學(xué)研但卻成果寥寥的一個(gè)微不足道的案例而已。

工業(yè)軟件淪為“微生物產(chǎn)業(yè)”頭天晚上工作組預(yù)備會(huì)

這個(gè)行業(yè)自己正在失去辨識(shí)度。隨著各家學(xué)院派軟件的凋落，行業(yè)里越來成為寂靜之地。2006年，曾經(jīng)是CAE行業(yè)聲音最為洪亮的一個(gè)年份。當(dāng)年中科院舉辦的《CAE自主創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》，高校院所、各大用戶如汽輪機(jī)廠、船舶工業(yè)等，紛紛端出自己的幾近工程化的軟件成果，吉林大學(xué)胡平教授的汽車車身結(jié)構(gòu)制造分析KMAS軟件、中科院力學(xué)所傅德薰的多尺度高精度計(jì)算HOAM軟件等，都是大家非常關(guān)注的對(duì)象。那真的是一個(gè)美好的時(shí)代，許多種子都在熱烈的發(fā)芽之中。而在更早的70年代，大連理工就有“上海小分隊(duì)”的故事。就是錢令希院士派遣，鐘萬勰院士帶頭，到上海研發(fā)軟件。當(dāng)時(shí)上海既有計(jì)算機(jī)等硬件條件，又有具體的工程任務(wù)。大連技術(shù)與上海硬件、上海需求的三體結(jié)合，造就了一段輝煌升騰的故事。

就在這次會(huì)議上，北大袁明武教授再次提出一個(gè)嚴(yán)肅的問題，自主CAE有了一些有限用戶，但想要繼續(xù)擴(kuò)大戰(zhàn)果，在資金上已經(jīng)完全難以為繼，進(jìn)一步研發(fā)已經(jīng)是“奄奄一息” 。

2008年以“發(fā)展CAE軟件產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略對(duì)策”的香山會(huì)議，應(yīng)該是最后一次像樣的產(chǎn)業(yè)吶喊了。

當(dāng)時(shí)鐘萬勰院士非常清晰地指出，“CAE已經(jīng)成為數(shù)字設(shè)計(jì)與制造的核心”，這是對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室反復(fù)試制模式，一次巨大的顛覆。這離2014年德國工業(yè)4.0開始廣泛引發(fā)人們對(duì)數(shù)字化制造的思考，整整提前了6年。在當(dāng)時(shí)，自然并沒有多少人注意。香山會(huì)議，也是學(xué)者們?yōu)橹袊鳦AE發(fā)展而歃血而盟最后一次的集體擔(dān)當(dāng)了。所有的問題，都已經(jīng)指出來了。但沒有部門牽頭推進(jìn)。

行業(yè)內(nèi)有一本非常專業(yè)的雜志，《計(jì)算機(jī)輔助工程CAE》，到了2012年開始改刊，從季刊變成雙月刊。此前大連理工的鐘萬勰院士，還一直在雜志上呼吁國產(chǎn)CAE軟件。在2012年最后一次刊有為自主可控CAE軟件一直奔波的陸仲績先生的文章之后，再無行業(yè)發(fā)展的消息。這個(gè)刊物就變成了國外仿真軟件交流的學(xué)習(xí)平臺(tái)。同樣，這種沖擊也發(fā)生在大學(xué)校園。許多大學(xué)放棄自主研制的方向，將課堂變成傳授如何使用進(jìn)口軟件系統(tǒng)的陣地。難怪行業(yè)里會(huì)問，“難道中國大學(xué)的計(jì)算力學(xué)教育，就是教授如何使用進(jìn)口軟件？”

這是一個(gè)曾經(jīng)大師閃耀，但現(xiàn)在卻寂靜無聲的舞臺(tái)。

這個(gè)舞臺(tái)之上，現(xiàn)在只能聽見國外CAE軟件的縱橫馳騁。在從上個(gè)世紀(jì)開始的數(shù)學(xué)家馮康、大工的錢令希教授、中航工業(yè)的岳中第、北京航空制造所的王普總工等，都曾經(jīng)創(chuàng)造了一代人的輝煌。然而，由于行業(yè)發(fā)展式微，許多原來在這個(gè)行業(yè)有所建樹的院士紛紛遠(yuǎn)離這個(gè)行業(yè)。只有大連理工兩位院士、清華大學(xué)的柳百成院士等少數(shù)派，仍然在不知疲倦地在為行業(yè)而孤獨(dú)地戰(zhàn)斗。按照鐘院士自己的說法是，“我是從1970年開始自主開發(fā)結(jié)構(gòu)有限元軟件，大連理工大學(xué)在此方向堅(jiān)持了6代人40余年，可謂屢敗屢戰(zhàn)。”

今年10月份發(fā)改委面向社會(huì)，征集《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)目錄（2016）》修改建議。旨在推動(dòng)國內(nèi)工業(yè)軟件發(fā)展的“工業(yè)軟件論壇”，發(fā)起了建議提升“工業(yè)軟件的目錄等級(jí)”的建議，鐘萬勰、程耿東院士迅速親自簽名，為CAE的發(fā)展而助威。彼時(shí)鐘院士還在醫(yī)院治療。他們太希望這個(gè)行業(yè)能夠恢復(fù)它應(yīng)該得到的重視。

然而在有些部委的項(xiàng)目中，居然要為這類軟件是否立項(xiàng)，進(jìn)行爭論。數(shù)字化設(shè)計(jì)和仿真軟件，不可一日停止攻堅(jiān)，因?yàn)檫@是中國制造走向未來的根基，沒有這些軟件的支撐，談什么智能制造、先進(jìn)制造，幾乎都是空談。重要的是，有了這類軟件國產(chǎn)陣地的堅(jiān)守，不過做的有多艱苦，就會(huì)留有一批人才和一手備用棋。在特殊時(shí)期，就是最溫暖的火種。而機(jī)制得當(dāng)，這些火種還是會(huì)扶搖而起。

美國商務(wù)部的出口管制清單中，對(duì)中國高科技屢屢設(shè)限。

然而中國每前進(jìn)一步，管制清單就會(huì)退一步。當(dāng)我們需要開發(fā)某項(xiàng)技術(shù)或者高科技產(chǎn)品的時(shí)候，國外就會(huì)通過“瓦格納協(xié)議”、“管制清單”進(jìn)行橫壓；然而中國一旦有突破，國外立刻就會(huì)放松限制，在市場用成熟產(chǎn)品碾壓中國剛起步的弱小幼苗。在今天，像歐拉型大范圍爆炸、水下爆破、高端氣動(dòng)彈性和高超聲速等仿真軟件，仍然實(shí)施禁運(yùn),許多CAE軟件都會(huì)禁賣給軍工企業(yè)。像在碰撞、爆炸行業(yè)領(lǐng)頭羊LS-DYNA軟件的很多模型根本不對(duì)中國銷售，全球非線性有限元軟件行業(yè)的標(biāo)桿MARC也曾經(jīng)禁運(yùn)過，而工程模擬的有限元軟件Abaqus，則通過限32核從而對(duì)計(jì)算能力進(jìn)行限制。

在上個(gè)世紀(jì)80年代剛剛起步的中國CAE、CAD軟件，最終沒能發(fā)展起來，與90年代大量國外軟件迅速進(jìn)入中國市場，從用戶體驗(yàn)和高校教育兩個(gè)維度的反復(fù)碾壓，而中國又未能提前規(guī)劃有效保護(hù)國產(chǎn)工業(yè)軟件，有著最為直接的關(guān)系。

中國工業(yè)軟件的三大代表軟件：CAD、CAE、EDA，已經(jīng)成為弱小“微生物產(chǎn)業(yè)”。作用巨大，但卻不可見，更談不上重視。然而，工業(yè)軟件就是這樣天生“嬌貴”的工業(yè)戰(zhàn)略品，初期的發(fā)展就是吸金巨獸（企業(yè)是萬萬承擔(dān)不起的），隨后是需要用戶百般呵護(hù)的“刁主”，最后百煉成鋼，才能成為一代工業(yè)天驕。

國之重器，緣何成為產(chǎn)業(yè)縫隙中無人關(guān)注的微生物？哀莫大于心死。一方面中國驚呼卡脖子之痛，一方面卡脖子行業(yè)自身被打入冷宮。作為工業(yè)明珠的行業(yè)江湖，居然門廳冷落。 這是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的“公地悲劇”。

中國CAE產(chǎn)業(yè)的四大流派

沒有國家的支持，這個(gè)行業(yè)只能以一種“餓著肚子鬧革命”的姿態(tài)，繼續(xù)前行。中國CAE市場現(xiàn)在活躍著四大流派，分別是學(xué)院派、傳統(tǒng)派、代理派和在線派。

學(xué)院派是指從院所高校發(fā)展而來。這里面包括中科院源頭的元計(jì)算公司的IFEPG、空氣動(dòng)力研究所的圍繞計(jì)算流體力學(xué)的風(fēng)雷軟件、航空工業(yè)強(qiáng)度所623的航空結(jié)構(gòu)分析HAJIF（這可是1975年 就開始研發(fā)的老寶貝）、大連理工的SiPESC仿真（前身JIFEX）、華中科技大學(xué)沖壓成型分析的華鑄CAE、西安電子科技大學(xué)的大規(guī)模并行電磁計(jì)算軟件Laspcem和華中教授所創(chuàng)辦的蘇州同元MWorks。這類學(xué)院派的特征就是依靠院所資源，理論功底比較強(qiáng)，基本功很扎實(shí)。這其中，最為傳奇的是大連理工，圍繞錢令希校長、鐘萬勰院士、程耿東院士等人的悉心栽培，從一開始的有限元軟件DDJ（多載荷多工況結(jié)構(gòu)分析）開始 ，到顧元憲和張洪武教授主要完善了JIFEX。一直到現(xiàn)在，幾乎是三代人的傳承，中間也有很多產(chǎn)品在市面上服務(wù)。盡管在90年代，當(dāng)時(shí)都沒有完整的說明書，以至于很難說是一個(gè)完全商業(yè)化的商品。但是這么多年，卻是前赴后繼，培養(yǎng)了很多人。

火種四處存放，或許只是在等待合適燃燒的時(shí)機(jī)。

仿真軟件最大的亮色，來自建筑領(lǐng)域。土木工程的結(jié)構(gòu)分析軟件PKPM，是由中國建筑科學(xué)研究院研制開發(fā)，由于加入了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，結(jié)合本土應(yīng)用，一舉成為我國用戶最多的自主開發(fā)的有限元分析軟件。

與高端設(shè)計(jì)軟件CAD高度壟斷市場有所不同，在通用仿真分析領(lǐng)域，盡管國外的仿真軟件如ANSYS、澳汰爾ALTAIR、MSC等占據(jù)了幾乎全部份額和用戶，但是由于仿真往往有許多非常強(qiáng)的專業(yè)性，很多場合只能通過專業(yè)仿真軟件來實(shí)現(xiàn)。再加上CAE軟件一套價(jià)格不菲。因此，國產(chǎn)CAE軟件仍然有一定的市場縫隙，不至于餓死。

這一點(diǎn)，尤其體現(xiàn)在傳統(tǒng)派。他們的創(chuàng)始人往往是技術(shù)骨干，但卻奏折垂直路線。包括大連英特、西安前沿、以透平為主攻方向的合肥太澤透平、以軍工行業(yè)為方向的上海索辰、國內(nèi)唯一商業(yè)化走電磁仿真專業(yè)路線的上海東峻、以多場耦合見長的北京超算科技。

如果蹲下來仔細(xì)查看，石頭縫里還是有很多國產(chǎn)的驚喜和盎然的生命力。

北京希格瑪仿真，壓力容器行業(yè)做國產(chǎn)CAE工具，體量比較小。但在石化壓力容器行業(yè)也是跟老外抗衡的唯一國產(chǎn)貨。而濟(jì)南圣泉?jiǎng)t以行業(yè)里少有的戰(zhàn)略并購眼光，從韓國收購了鑄造軟件AnyCasting，深耕鑄造行業(yè)。而專注PCBA工藝設(shè)計(jì)仿真上海望友，則致力于對(duì)標(biāo)被西門子剛剛收購的EDA軟件Mentor旗下Valor產(chǎn)品線。

第三類是代理商自研的力量，這可以算是老兵的新戰(zhàn)場吧。例如專注于高空高速流動(dòng)的專業(yè)CFD軟件的北京?；?、ANSYS的代理商安世亞太的協(xié)同仿真平臺(tái)等。在中國，做代理的，沒有不希望可以研發(fā)出自己的軟件。代理商為不同CAD、CAE軟件二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)軟件之間的數(shù)據(jù)傳遞，基本上屬于客戶定制化的開發(fā)，并沒有觸及核心算法問題。因此，基于自主研發(fā)，恐怕是遲早要趕的路。替別人抱養(yǎng)孩子的時(shí)代，已經(jīng)翻篇了。

值得眼前一亮的是代表新銳實(shí)力的在線派，包括上海數(shù)巧的SimRight、北京藍(lán)威的EasyCAE、北京云道智造、杭州遠(yuǎn)算科技的云格物，以及圍繞壓鑄的北京適創(chuàng)科技。還有在美國創(chuàng)業(yè)做結(jié)構(gòu)和熱分析的Welsim等，都在在線領(lǐng)域試圖撕開傳統(tǒng)仿真巨頭的一個(gè)口子。在線仿真作為一個(gè)面向未來的新興市場，一方面可以較好地避開盜版問題，為新興企業(yè)留有一點(diǎn)點(diǎn)利潤可以糊口喘息；另一方面則是其全新的架構(gòu)設(shè)計(jì)，和快速的服務(wù)響應(yīng)，更好地適應(yīng)中小企業(yè)的需要。由于這些公司創(chuàng)始人都非常年輕，而且往往都在國外大型仿真軟件公司有過長時(shí)間開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)下正是生命力蓬勃綻放的大好時(shí)機(jī)。這或許是未來中國仿真的種子力量。

硬骨頭必須啃下去

隨著數(shù)字制造的發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真越來越成為一種真正的核心底層技術(shù)。作為一個(gè)軟件企業(yè)，必須注重市場規(guī)則，避重就輕，不去啃這塊硬骨頭。然而要真正做到自主可控，國家必須吃硬干糧。因?yàn)镃AE的安全，就是工業(yè)的安全。

然而這背后首先需要回答的一個(gè)問題：仿真軟件，是不是國家戰(zhàn)略工業(yè)品？出乎很多的人意料，仿真軟件CAE要完成成熟的商業(yè)化產(chǎn)品，投資規(guī)模雖然會(huì)小于大飛機(jī)，但技術(shù)密集度并不低于殲-20的實(shí)現(xiàn)。

沒有技術(shù)固然可怕，更可怕的是對(duì)技術(shù)缺失的忽視。西方國家對(duì)中國直接禁運(yùn)的產(chǎn)品，中國還有意識(shí)去正面追趕；而很多可以拿錢買來的工業(yè)品，則往往不被重視。西方許多通用的工業(yè)商用軟件，似乎從來未讓中國產(chǎn)生擔(dān)心。然而美國工業(yè)軟件四月份對(duì)中興的禁售，卻是一次最為警醒的悶雷。一旦，工業(yè)軟件斷供，所有的國防武器裝備的設(shè)計(jì)制造，都存在巨大的風(fēng)險(xiǎn)。

中國自主的仿真CAE技術(shù)，在上個(gè)世紀(jì)80年代，曾經(jīng)跟是離國外技術(shù)最為相近的一刻?？上莻€(gè)時(shí)候并不知道工業(yè)軟件的價(jià)值。“拿來就用，大干快跑”的實(shí)用工具主義主宰了屆時(shí)的市場。中國的CAE，沒有輸在起跑線，卻在百米接力賽中敗在交接棒上。起跑線上本是一步之遙；幾圈下來，我們幾乎已經(jīng)不在賽道上。

然而，此知不歸,吾亦往已。到了繞不開而必須正面突破的時(shí)候了。兩代人的熱望，既有“白頭搔更短，渾欲不勝簪”之老夫守更，也有“小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上頭”的新秀登場，都是中國自主CAE行業(yè)堅(jiān)守的地方。中國工業(yè)軟件的發(fā)展并不是技術(shù)落后問題，而是如何工程化和商業(yè)化的問題。這是禁錮國產(chǎn)CAE發(fā)展的最大瓶頸。當(dāng)前中國制造正在面臨全新的攻堅(jiān)戰(zhàn)，各個(gè)戰(zhàn)場都走向了正面突破之路。而在仿真CAE領(lǐng)域，民營企業(yè)還在縫隙中堅(jiān)持著野百合式的春天，這是中國CAE市場僅存的一點(diǎn)希望了。

小 記

現(xiàn)在中國正在大力推動(dòng)軍民融合，其實(shí)美國的CAE發(fā)展歷史，就是在60、70年代，就是軍方大力支持CAE的初期發(fā)展，然后再普及到民品。這個(gè)需要國家戰(zhàn)略的重視，單純民間資本推動(dòng)，斷無可能。像前面提到的對(duì)中國禁運(yùn)的爆炸仿真軟件LSTC公司，目前有100多號(hào)博士，全職開發(fā)LS-DYNA。而更要提及的是，之前軍方的項(xiàng)目長期支撐，才能保持這樣的工業(yè)軟件繼續(xù)發(fā)展。

2018年，對(duì)于中國制造最大的一個(gè)警世恒言是：工業(yè)軟件的斷供，其實(shí)是很容易操作的。這是一顆現(xiàn)實(shí)版、隨時(shí)可引爆的遙控炸彈。

回顧中國仿真軟件發(fā)展的這一段就在身邊的歷史，讓我們重新端量那些燃燒過的初心之火：它還在閃爍之中。肅然起敬的回顧，也是找回工業(yè)思維的修復(fù)之旅。對(duì)工業(yè)軟件的重視程度，是一個(gè)國家工業(yè)文明的最好量尺。