工业软件要“站稳”科创风口需警惕投机心态
原创 cinn 周宝冰 工业互联网周刊 2021-10-09 15:44
工业软件无疑正处于科技创新“超级风口”。风口意味着天时地利人和，势能强大，对产业发展有利。风口同时也是“旋涡”，自主工业软件要真正“站稳”风口，需警惕投机心态。
近期举行的第三届中国仿真技术应用大会暨中关村数字化创新国际论坛上，安世亚太高级副总裁田锋在接受中国工业报采访时指出：风口有利于工业软件的发展，但如果步子踏错了，产业风险将非常大。
例如，有些工业软件公司在做别的公司不做的事情，以为这是一个差异化竞争。现实情况是做完以后，没人（企业）买单。“为什么没人做？就是因为没人买。工业软件，要老老实实做产品技术。”田锋说。
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安世亚太高级副总裁田锋在第三届中国仿真技术应用大会暨中关村数字化创新国际论坛上发表演讲
自主仿真软件面临五大障碍
如何理解工业软件的天时地利人和？田锋表示：天时，是我国经济、工业、科技发展达到一定水平；地利，是工业发展到一定阶段后对仿真工业软件的真实需求增长；人和，是产业对人才的引力增强。
2019年，中国人均GDP达到1万美元，进入中等收入社会。经济理论认为，要避免“中等收入陷阱”，需在科技创新、产业基础高级化上加大力度。中国提出从要素驱动向创新驱动，根本意义就在于要跨越“中等收入陷阱”。
中国制造正迈向中国创造，创新的重要性更为凸显。而工业软件是创新的基本平台，中国工业发展越来越离不开工业软件特别是仿真软件。“但国际贸易摩擦和科技竞争，工业软件卡脖子将是常态。”田锋说。
《中国工业软件产业白皮书（2020）》指出，我国研发设计类工业软件国产化率不足5%。工业软件整体上存在缺乏体系化竞争力、核心技术缺失、人才短缺师资严重流失、以及工业软件和工业深度融合不足等问题。
在仿真软件（CAE）方面，近年来，通用CAE产品市场虽有所突破，但关键技术自主可控程度较低，产品化、集成化、规模化严重不足。专用CAE软件、系统级设计仿真软件在仿真内核方面自主程度较高，但覆盖度、成熟度、易用性仍有待时日。
外部有利环境下，自主仿真工业软件一时间风头无两。但工业软件并非一朝一夕建功，为此田锋表示：技术的研究和积累、用户刚需的准确识别、切实可行的工程化验证、舶来品的替换能力和策略、商业化及规模推广，是自主仿真软件发展的五大障碍。一句话：仿真是时间的孩子，需久久为功。
仿真需求增长下的仿真“困局”
2021年，中国制造业连续11年居世界第一。中国工业体系完备，拥有41个工业大类、207个中类、666个小类，是世界上工业体系最为健全的国家。在500种主要工业产品中，有40%以上产品的产量世界第一。
中国的光伏、新能源汽车、家电、智能手机、消费级无人机等重点产业跻身世界前列，通信设备、工程机械、高铁等一大批高端品牌走向世界。重点领域的创新如重大装备制造取得重大突破，大国重器亮点纷呈。工业的发展是中国自主工业软件发展的根本土壤。
工业品的创新推动着仿真需求持续增长。仿真在本质上是工业品的力学、物理理论的软件化，再反馈到工业品并优化工业品。与工业品需要物理验证不同，仿真是一个“透明的实验”，能满足产品尤其是复杂产品的工程验证需求，具有成本低、效率高的特点。
复杂产品如航空航天等，工艺复杂、零部件数目庞大、产品结构层次多、零部件与产品之间变化关系多、同时也具有高价值，传统物理实验的方式一不能穿透二成本高昂，因此成为仿真最急迫的行业。还有一个重要的领域就是中小企业，如何相对低成本高质量获得仿真应用。
但是，就目前的现状来看，“邻家仿真”（无自主仿真软件）、“无仿真”（中小企业无仿真），是仿真应用的难点。而尤其是“假仿真”需要引起重视——在企业中，往往有个别仿真高手，但大量工程师仿真水平却有待提高。
个别仿真高手往往并不能代表企业的整体仿真水平。企业要想把产品真正仿真化模拟，需要所有的仿真工程师都能达到一定的仿真水平并产生效果和效益。但在实际中，90%的企业都不是这样，因为缺乏仿真体系。
企业做仿真，只有一种是最好的，不是技术最好、最精确，而是性价比最高。企业所有的仿真人都能掌握，所有的结果都能追溯，这就是真正的仿真。“但这是个体系，不是仿真的一个局部、一个结果、一次计算。”田锋说。
厚积薄发，自主仿真站上风口
一方面，虽然发展自主仿真软件天时地利人和，但依然面临客观上的重重障碍；另一方面，国外仿真软件占据95%以上的市场，国产替代甚至有可能成为伪命题。怎么办？
安世亚太成立于1996年，率先将CAE技术带入中国，这就是Ansys仿真软件。在长期服务客户的过程中，安世亚太发现，即便是应用水平很高的企业，国外仿真软件的应用率也不足30%。
为此，经过多年的技术积累、工程验证以及用户需求的准确把握，2020年，安世亚太推出大型通用自主仿真软件PERA SIM，瞄准国际软件40-50%的功能。PERA SIM有结构、流体、低频电磁，还有高频电磁、冲击动力学，以及声学软件，能满足90%以上的用户需求。
“这些功能怎么来的？是安世亚太技术工程师在用户现场服务过程中记下来、带回来，经过逻辑梳理，精挑细选变成需求。它是从用户产生的，被用户追问的，是真正的刚需。”田锋强调。
除了自主仿真PERA SIM，与云的结合是另一个重要策略。2020年，安世亚太发布自主仿真云平台，依靠技术降低中小企业仿真应用的成本。云平台有两种形式，一个是PERA SIM Online即云仿真，用户登录云端完成特定的仿真应用；另一个是PERA SIM Cloud仿真云，用户登录云端后，实现多仿真软件应用。
13年前，安世亚太创造性地提出“精益研发”理念，发布自主研发旗舰产品“精益研发平台（PERA）”。经过多年持续完善，精益研发体系聚焦企业的整体仿真水平提升，为仿真应用提供了切实可行的方法论。如今，精益研发体系同时还演变有综合仿真云平台这一形式。
可以看到，基于多年的CAE软件代理经验，安世亚太厚积薄发，聚焦仿真应用的现实问题，以自主仿真软件、云仿真、仿真体系方法论为抓手，以解决邻家仿真、无仿真、假仿真为目标，站上自主工业软件风口。
从PERA SIM到数字孪生生命体
田锋用“粮食工程”与“种灵芝”来形容其商业化软件与定制化软件。PERA SIM商业化版本，在安世亚太内部叫“粮食工程”，有望大规模产出，是守正，不是出奇。对于大型企业、重点行业企业的定制化需求满足，则叫“种灵芝”，灵芝填饱不了肚子。
迄今，安世亚太的仿真软件代理业务依然份额较大，而自主仿真软件PERA SIM则处于成长期。一个公司，一个领域内的两大产品，这两者如何相处？采访过程中，田锋提出四个新赛道的概念，也就是“自主与代理处于不同的赛道，碰不上”。
一是被禁售的赛道。如军工行业、高科技企业，国外仿真软件禁止销售，“你都不能卖了我还不能做吗？”。二是打击盗版、保护知识产权产生的赛道。特点是买不起且必须用正版，这是自主工业软件的机会。三是中小企业和高校赛道。例如仿真云。四是备胎赛道。由于正在使用的国外仿真软件不知道哪天被禁，所以很多企业需要做备胎计划、国产替代计划。
除了推出自主仿真软件，安世亚太还把目光转向了数字孪生，于2020年提出“数字孪生生命体”理念，参与数字孪生标准的研发。据安世亚太仿真专家杨振亚介绍，由于数字孪生包含很多内容，大家的理解都不一样，对业界的交流造成了障碍。“数字孪生生命体”模型对孪生体的架构通俗化、形象化，比较易懂，很容易就能沟通清楚。
相比数字孪生，“数字孪生生命体”模型更综合化，在这个生命体中，仿真是左脑，大数据是右脑。左脑一般从事理性思维，仿真恰恰是从事有明确机理的计算，因此也是理性思维的实现。很多时候前端的孪生的展示，后端起支撑作用的就是仿真。
杨振亚表示，数字孪生生命体不是研究好就一成不变的，而是通过物联网与外界互通，是智能的，能自动进化的，而且以后孪生体之间也能互联互通，实现共智。“我们把数字孪生体的成熟度分为5级，共智是其中最高的一个级别，也是未来的愿景”。
过去，有行业专家曾用“悲壮”一词形容国产产品研发类工业软件尤其是仿真软件的发展历程。现在，包括安世亚太在内，一批企业壮怀激烈，在自主的道路上已经起步。能否走得更远，还需要时间。
从安世亚太的历史来看，经历过数次战略选择，但仿真一直是业务主线。第一次是2004年做自主精益研发平台，从卖别人的软件，到做自己的产品。第二次是2015年研发了一套以正向设计为牵引，基于增材思维的数字化研制体系，把工业软件、制造、云服务都打包成一个体系。第三次即2020年，推出自主仿真软件PERA SIM。
“我们最早做仿真软件，但那时不可能自主研发，所以就做研发平台。现在做自主仿真，是‘天时地利人和’。”田锋重复了这6个字。他于1996年加盟安世亚太，坚守仿真20余载。今天，老的梦想发了新芽。
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发自「今日水木 on M2006J10C」
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