冯志强
教授联合创始人、首席科学家、国家“千人计划”特聘教授中瑞(重庆两江)产业园转化研究院 院长巴黎-萨克雷(Paris-Saclay)-埃夫里(Evry)大学特级终身教授,法国政府教学与科研骑士勋章获得者(2017年)。中国数字仿真联盟副理事长,中国工程物理研究院客座研究员,国际华人计算力学协会理事,西南交通大学特聘教授,西北工业大学、四川大学、大连交通大学,石家庄铁道大学客座教授。
北京云道智造董事长屈凯峰先生最近在“工业软件发展论坛”群里交流中提出几个问题:
1)为什么中国的工业软件没有发展起来?
2)中国的工业软件还能发展起来吗?
3)如果能发展起来,该怎么做?
这个群讨论的时间也不短了,然而并没看到这三个问题的真正答案在哪里。群里讨论的更多是技术,是生意,可能我错过了不少信息,没有看到从逻辑上给出的答案。水是有源的,树是有根的,凡事都是有原因的,找到原因,才能对症施药。
我根据个人感受来试着回答一下,就中国工业CAE软件谈谈自己的看法。
1、为什么中国的工业软件没有发展起来?
原因很多,主要有:
a)中国目前还没有培育出利于工业软件的生长土壤由于我国高校和研究机构的考核体制,长期坚持不懈开发软件的人才寥寥无几。另外尽管我国工业软件起步不晚,甚至一度“百花齐放”紧随世界一流,但由于我国某些主管部门和绝大多数工业企业“重硬轻软”忽视基础工业软件的研发投入和建设,关键工艺流程和技术数据“空心化”,再加上国家“863”计划支持政策的中断,致使我国自主工业软件市场占有率,在很多关键领域几乎全军覆没。国内的CAE市场几乎是欧美软件“一统江湖”。这让我想起 北京大学袁明武教授1997年在《现代力学与科技进步》的一段话:« 我国计算力学方面的软件在国际上还没有出现过一个有影响的软件系统,各个大专院校每年有数以百计的博士论文,数以千计的硕士论文都在写计算力学方面的程序、发表论文,但是最终大多成为一堆废纸。国家自然科学基金也曾支持过几个计算力学软件的开发,但都以发表几篇文章而告终 ······ 结论是:如果没有政策上和体制上的重大改革,在近十年内,我国计算力学软件不可能出现高质量的大型计算力学软件系统。»二十几年过去了,这种局面没有大的改变。
b)国家重视程度还不够美国政府非常重视CAE技术的前沿研究课题,从20世纪60年代开始在美国国家航空航天局的宇航计划中就要求利用计算机进行仿真分析,之后更是多次将“计算机仿真建模”列为优先发展的“服务于国家利益的关键技术”,而我国一直以来从投资方面更重视摸得着看得见的硬件,重视软件也主要是大量的IT软件,导致缺乏良好的自主 CAE 软件开发生态环境。
c)严重误区国内不少人认为只要用好国外先进的软件产品就够了,记得一位专家在其文章结论中这样写道:“CAE技术的应用能够有效地改变设计思想和方法,提高设计能力和技术创新能力,随着软件使用能力的提高和熟练,以ANSYS为代表的CAE分析软件将会促进我国计算机辅助工程技术的发展”。我个人认为这样的话会严重误导年轻人的发展方向,“促进”二字应该改成 “阻碍”才对。因为道理很简单:用得再好,还是客户!国外软件公司当然希望我们永远是忠实的客户。我们不但长期给他们提供了工业软件发展所必须的市场和资金,而且不断反馈使用过程中遇到的各种问题,更进一步促进了他们的发展,从而很大程度上打压了国产工业软件的发展。国外软件公司当然希望我们永远是忠实的用户。
d)市场环境不佳目前我国CAE软件市场几乎被国外产品垄断 (ANSYS, NASTRAN, ABAQUS, MARC, ADINA, COMSOL, …) ,我国自主开发商业化程度高、通用性强的CAE软件、尤其是开发带良好图形界面的前后处理器的工作还十分有限,很难推向市场。
2、中国的工业软件还能发展起来吗?
回答这个问题之前我先归纳一下自主开发工业软件的意义:
a) 国外尖端技术不可能放入通用商业软件;
b) 商业软件无法直接模拟诸多前沿科学问题;
c) 依赖商业软件集成自主建立的理论模型、高效算法等极其困难;
d) 大型计算机没能发挥应有的作用,主要原因是没有配套软件;
e) 提高科学知识积累和技术创新能力,保持国家在核心领域的竞争力。
我坚信中国的工业软件能发展起来!
申明一下,我的这个信念是很多年前都有了的。我1994年进入法国大学任教,2000年成为终身教授,10年前也加入国家千人计划,按理说早就衣食无忧了,但我仍然坚持写代码,从理论、算法、几何、网格、图形、软件架构等方面做技术积累,是很辛苦,但我深知做这件事的意义,因为从法国的经验看,中国一定会走出这一步,做自主的工业软件,只是早晚的事。交流中发现有一点国内极少关注,以为能开发出类似于Ansys、Abaqus的软件就行了,其实是不够的,上面已归纳几点理由。我曾领导一个《力学与热能》实验室(2007年—2018年),主持过一些合作科研项目,我深知欧美真正的核心技术一直对中国禁运,是不会集成在公开销售的商业软件里面,许多高端科技单位都有针对自己产品的定制软件,举个例子,空客就用到几百种不同软件,许多都是内部使用,不对外的。
3、如果能发展起来,该怎么做?
开发一款成熟的CAE软件需要数十年的技术积累,并不断吸收最新的科研成果来丰富软件的内容使之始终处于行业领先地位,CAE软件团队的核心成员需要具备如下条件:需要长期关注前沿的科研成果和先进技术;需要长期从事物理、数学等基础理论研究,具备跨学科的研究能力;需要长期探索CAE软件构架的合理性。
CAE软件是特殊的工业产品,其开发过程不仅需要时间上的积累,更需要通过长期的合作案例不断丰富和完善,也就是说开发是在实战中完成的。
我个人认为既然决定做这件事,就不要想得太复杂,沉下心来认真做,组织团队把现有的技术一点一点转化成产品並积极推向市场使其得到检验、改进和迭代,同时探索新的理论和技术。
最后谈点这么些年在西方国家生活的一点感叹。中西方因为政体的差异、文化的差异…近期内是不可能成为真正意义上的伙伴,有关系也仅仅是利益关系,最近美国打压华为很清楚的表明了这一点。以往对华为不够了解,最近一些交流让我感触很深,那种认技术不认人的态度特别让我钦佩。国家也好,企业也好,就应该这样。
华为真的不容易!支撑着一片天!我们一定要搭把手!也希望在中国像华为这样的注重基础科研和技术投入的企业越来越多,带动整个工业产业链的发展。
以上仅为个人观点,不妥之处望大家批评指正。
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