劉高升

無仿真 非智造

“仿真”一詞，外延很廣，工業(yè)領(lǐng)域常用“仿真”代指以CAE （Computer Aided Engineering，計算機輔助工程）軟件為核心的數(shù)值模擬技術(shù)，而其廣義則包括有限元CAE、專業(yè)仿真CAE（例如多體動力學(xué)、控制系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、IC設(shè)計仿真的EDA等）、系統(tǒng)級設(shè)計仿真等在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用到的所有仿真類技術(shù)。從仿真所涉領(lǐng)域可以看出，它是一門基于數(shù)學(xué)、物理學(xué)、信息科學(xué)等跨學(xué)科的綜合性技術(shù)，它構(gòu)成了數(shù)字化設(shè)計與制造的科學(xué)基礎(chǔ)，擔(dān)當(dāng)著智能制造的核心引擎角色。

業(yè)界專家共識：智能制造，起點在設(shè)計，難點在建模，焦點在仿真。作為工研軟件CAX（含CAD＼CAE＼CAM＼CAT＼CAPP等）家族中的核心一員，CAE覆蓋制造業(yè)的產(chǎn)品論證、設(shè)計、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)的各個環(huán)節(jié)，廣泛應(yīng)用于機理研究、產(chǎn)品設(shè)計、技術(shù)方案驗證、試驗結(jié)果分析、故障歸零、生產(chǎn)過程、裝配、工藝、質(zhì)量、檢驗等產(chǎn)品的全生命周期。今天，CAE軟件在機械工業(yè)、武器裝備、航空、航天、汽車、船舶、電子產(chǎn)品、建筑、醫(yī)療等各個領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用，并融合吸收了計算可視化、虛擬現(xiàn)實、知識工程、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計算等新成果，其準(zhǔn)確性、計算效能都大幅提升，早就超出了數(shù)值分析的范疇，業(yè)已成為定義智能制造的主要數(shù)字化工具和關(guān)鍵核心技術(shù)?？梢哉f，擁有仿真就等同擁有了未來智造的創(chuàng)新密碼。一言以蔽之：無仿真，非智造。

CAE仿真技術(shù)對于智能制造的主要作用體現(xiàn)在幫助智造工程師“多、快、好、省”地做設(shè)計、搞研發(fā)：“多”是指CAE軟件可以幫助工程師增加設(shè)計分析能力，開發(fā)出更多的“虛擬樣機”、替代更多的“物理樣機驗證”，貢獻更多的研發(fā)創(chuàng)新；“快”是指CAE軟件可以快捷模擬各種設(shè)計與試驗方案，減少設(shè)計與試驗時間，縮短設(shè)計和分析的循環(huán)周期；“好”是指CAE軟件幫助工程師采用優(yōu)化設(shè)計，找出產(chǎn)品設(shè)計最佳方案，提升產(chǎn)品質(zhì)量，并能在產(chǎn)品制造和工程施工之前預(yù)先發(fā)現(xiàn)潛在問題，或者事故之后分析、查找具體原因，降低研制和試驗的安全風(fēng)險；“省”是指CAE軟件幫助工程師提升產(chǎn)品設(shè)計的合理性，降低設(shè)計成本，以及減少“物理樣機”消耗，降低材料費用和試驗成本。

有普惠，更創(chuàng)新

提起“普惠”二字，廣為熟知的是普惠金融和普惠教育。財富和教育是人類發(fā)展的核心資源，科技也是如此。高科技的人類文明成果理當(dāng)以合宜的方式為人類所共享，并最終由形式上的普惠轉(zhuǎn)變?yōu)閷嵸|(zhì)上的公平。普惠不同于普適，普適是從技術(shù)本身出發(fā)，強調(diào)技術(shù)本身的能力邊界；普惠則是從技術(shù)倫理而言，強調(diào)技術(shù)的低門檻共享權(quán)利。普惠也不同于公益，它是廣義社會正義的一種體現(xiàn)，強調(diào)公平地普遍性供給。普惠著重表達的是供給的方式，而公益著重表達的是對供給對象的功能和價值。普惠仿真是以仿真技術(shù)大眾化、民主化為使命，立足于技術(shù)機會平等要求和產(chǎn)業(yè)可持續(xù)原則，以可負擔(dān)的成本，通過某種載體為有CAE技術(shù)需求的群體提供及時、方便、 高質(zhì)量、有效的仿真服務(wù)。也就是說，普惠化的仿真將給當(dāng)代智造帶來可得性、價廉性、便利性、安全性、優(yōu)質(zhì)性等多項價值。

CAE仿真技術(shù)縱有千般好，若不能普惠于智造，就會止步于廠商的逐利工具。拋去技術(shù)本身的問題，諸如準(zhǔn)確性、可靠性、運算能力等方面，就工程應(yīng)用而言，仿真技術(shù)的門檻也非常高，而且在國家、組織、個人的多個層面都有較高門檻，導(dǎo)致其目前很難普惠于智造業(yè)各群體。

從國家層面看，CAE仿真技術(shù)的國際分布是極度不均衡的。以中國與歐美對比為例，當(dāng)下我國工業(yè)仿真軟件市場幾乎被歐美公司所壟斷。在市場上能夠得到的歐美CAE軟件產(chǎn)品均為普通商用版本，而非最先進的技術(shù)，其高端部分的技術(shù)都是對外禁運的。21世紀(jì)以來，歐美CAE巨頭加快了并購的步伐，形成了越發(fā)強大的技術(shù)壟斷優(yōu)勢，仿真技術(shù)的“數(shù)字鴻溝”越拉越大，導(dǎo)致后發(fā)工業(yè)國在仿真技術(shù)上已經(jīng)望塵莫及，處于明顯弱勢地位。

從組織層面看，仿真技術(shù)門檻體現(xiàn)在其對企業(yè)的人、財、技術(shù)、觀念等綜合資源能力的高要求上。中小型企業(yè)缺乏足夠的人、財和技術(shù)，加上研發(fā)創(chuàng)新意識相對淡薄，所以，仿真技術(shù)對于中小企業(yè)來說，一度是難以企及的奢侈品，是實實在在的“成本中心”，買不起、用不起，也不敢買、不敢用。每遇到仿真的問題，直接到高校找專家搬救兵，或者請專業(yè)仿真咨詢公司提供技術(shù)支持，企業(yè)自身很難邁過仿真應(yīng)用的高門檻。大型企業(yè)單位為設(shè)計研發(fā)配備的資金、人才、技術(shù)等資源非常豐富，研發(fā)創(chuàng)新的重視程度遠高于中小企業(yè)，所以仿真技術(shù)在國內(nèi)外大機構(gòu)中的應(yīng)用更為普遍，相應(yīng)地，其創(chuàng)新能力也更強，馬太效應(yīng)越發(fā)凸顯。

從個體層面看，高門檻體現(xiàn)在對仿真技術(shù)的駕馭難度上。要應(yīng)用仿真解決工程問題，工程師需要多學(xué)科的知識儲備，至少具備諸如物理、軟件、數(shù)學(xué)等學(xué)科的知識，還需要學(xué)習(xí)與CAE軟件對應(yīng)的編程語言，更要掌握工程領(lǐng)域的KnowHow，只有軟件與工程俱佳的綜合型人才方能較好地駕馭仿真技術(shù)，因而也影響了仿真技術(shù)的普惠應(yīng)用。

盡管技術(shù)門檻高，仿真技術(shù)的普惠化仍然是勢不可擋的時代潮流。2015年8月，在NAFEMS（國際工程建模、分析和仿真社區(qū)協(xié)會）的網(wǎng)絡(luò)研討會上，業(yè)內(nèi)專家提出了仿真大眾化、民主化（Democratization of CAE）的議題，成為國際上倡導(dǎo)“普惠仿真”的先聲。與會專家一致認為，基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運而生的專業(yè)化仿真APP的形成和廣泛應(yīng)用，將引發(fā)仿真技術(shù)的普惠化革命和井噴式爆發(fā)。在不久的將來，仿真技術(shù)的使用者將由75萬發(fā)展到超過8000萬，仿真技術(shù)的市場總額也將越過300億美元大關(guān)。

普惠化的仿真技術(shù)不僅大大降低了應(yīng)用門檻，更能讓工程師從復(fù)雜的仿真基礎(chǔ)性知識中解放出來，成為研發(fā)設(shè)計的數(shù)字引擎，極大賦能智造領(lǐng)域的研發(fā)創(chuàng)新。在這個軟件定義制造的時代，如果沒有工業(yè)軟件，智能制造就無從談起，而如果沒有普惠化的仿真軟件，數(shù)字創(chuàng)新就無從做起。管理大師德魯克曾說，“未來管理的核心是有效定義具體知識的運用和組合”。工業(yè)領(lǐng)域通過普惠化的仿真軟件輕松定義的“新知識”，必將成為未來智造的主要創(chuàng)新來源。隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善，基于互聯(lián)網(wǎng)平臺，工程師可通過APP化的CAE軟件對研發(fā)資源進行優(yōu)化配置，實現(xiàn)智能設(shè)計、智能生產(chǎn)、智能服務(wù)的數(shù)字貫通和知識封裝，提升整體智造水平和創(chuàng)新能力。

仿真普惠，路在何方

從2015年到2020年，國際仿真界的普惠仿真“宣言”猶在耳畔，如今以CAE仿真為代表的工業(yè)軟件正處風(fēng)口浪尖，在國際風(fēng)云中成為了大國博弈的技術(shù)底牌。仿真技術(shù)本身也在兩種極具張力的趨勢中螺旋演進。一種趨勢是Autocratizing-CAE（獨占化、壟斷化CAE），即美歐的CAE巨頭持續(xù)并購，不斷形成壟斷的優(yōu)勢；另一種是Democratizing-CAE（民主化、普惠化CAE），即在新興市場的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)浪潮之下，普惠仿真的力量正不斷崛起。

普惠仿真之火正在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的推動下不斷燎原，并衍生出兩個顯著的普惠化路徑：云化及APP化。在云化方面，傳統(tǒng)的CAE巨頭ANSYS、達索等企業(yè)紛紛上云，推出云化版本和云計算服務(wù)。國內(nèi)外的云化CAE項目也不斷涌現(xiàn)。SimScale是德國慕尼黑的技術(shù)團隊建立的一個基于云計算的工程CAE仿真平臺，其在2020年1月獲得2700萬歐元的投資，足見資本對技術(shù)趨勢的敏銳嗅覺。與國外相比，國內(nèi)的云化CAE平臺也從2014年起不斷興起，并已形成了一定氣候。

在APP化方面，全球的CAE企業(yè)也都在爭先探索。早在2015年的國際工程建模、分析和仿真社區(qū)協(xié)會會議上，業(yè)內(nèi)專家就已經(jīng)展示了工業(yè)APP化的普惠仿真案例。其中，F(xiàn)ront End Analytics公司的總經(jīng)理Juan Betts就是普惠仿真的積極支持者，其將某種智能的仿真自動化專用工具稱為“SmartApps”。它具有高度可用性、網(wǎng)絡(luò)可得性、使用經(jīng)濟性以及較高智能性，代表了普惠仿真的方向，能廣泛惠及工程師，乃至非工程師群體。這種APP化的智能仿真工具的開發(fā)、推廣及普及，將革命性地驅(qū)動仿真技術(shù)市場乃至整個智造產(chǎn)業(yè)。如此精巧、智能又低調(diào)的APP化工具就是普惠仿真大戲的主角——仿真APP。

圖1 仿真技術(shù)普惠化過程

工業(yè)APP是傳統(tǒng)工業(yè)軟件在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代發(fā)展出的新形態(tài)；仿真APP也正是基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的CAE新形態(tài)，非常適合可以對流程和方法固化的一些特定的設(shè)計仿真問題。具體來說，仿真APP是基于統(tǒng)一的CAE平臺的專用仿真應(yīng)用程序，是對仿真知識和經(jīng)驗的靈巧封裝。仿真APP將專家經(jīng)驗、行業(yè)知識和仿真流程固化下來，供設(shè)計工程師直接使用，從而大幅降低了仿真技術(shù)的應(yīng)用門檻，解決了仿真技術(shù)“難學(xué)、難用、難推廣”的行業(yè)痼疾。

仿真APP是能實現(xiàn)特定工業(yè)產(chǎn)品的某些仿真試驗功能的數(shù)字化模型，可以讓每位工程師都能便捷開展仿真試驗。傳統(tǒng)仿真軟件“貴且難”，通常只有大型企業(yè)才能購買（中小企業(yè)買不起），只有具備數(shù)學(xué)、物理、工程及計算機等復(fù)合知識的專業(yè)仿真工程師才能使用（非專業(yè)仿真工程師用不上），嚴(yán)重制約了仿真技術(shù)的應(yīng)用范圍和使用價值。仿真技術(shù)的普惠化，就像個人電腦和智能手機的普及化一樣，讓信息技術(shù)推動新工業(yè)革命的飛速發(fā)展，讓更多的工程師、更多的企業(yè)能夠使用仿真技術(shù)，開辟仿真技術(shù)的全新市場空間。

除了云化和APP化，還有如開源化等源自市場的普惠驅(qū)動力，各國政府也都在布局旨在推廣仿真技術(shù)的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。中國于2018年成立了旨在發(fā)展工業(yè)軟件生態(tài)的國家數(shù)字化設(shè)計與制造創(chuàng)新中心，并于2019年成立了聚焦仿真技術(shù)的國家數(shù)字化設(shè)計與制造創(chuàng)新中心北京中心，也即北京數(shù)字化設(shè)計與制造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心，展現(xiàn)了國家層面對仿真技術(shù)和數(shù)字創(chuàng)新的高度重視?？梢姡诋?dāng)今全球智造的大格局之中，無論市場還是非市場因素都在高度聚焦仿真技術(shù)，普惠仿真的大幕已經(jīng)悄然拉開了。

普惠仿真 云道智造

“普惠”的內(nèi)涵強調(diào)供給側(cè)，普惠仿真的主力自然是市場化力量主體——企業(yè)。在國內(nèi)外眾多的仿真企業(yè)中，云道智造（Internet Based Engineering）盡管規(guī)模不大，卻是普惠仿真領(lǐng)域獨樹一幟的典型案例。云道智造的立業(yè)使命就是“自主匠心、普惠仿真”，憑借自主可控的“互聯(lián)網(wǎng)+仿真APP”模式創(chuàng)新地重構(gòu)仿真技術(shù)體系，使普惠仿真的理想照進現(xiàn)實。

如果說，云道智造使命中的“自主匠心”表征了生產(chǎn)力（技術(shù)維度）的革故，“普惠仿真”則體現(xiàn)出生產(chǎn)關(guān)系（生態(tài)維度）的鼎新。云道智造的普惠仿真事業(yè)堅持本源性創(chuàng)新，其核心產(chǎn)品充分借鑒智能手機的“iOS+APP”模式，用自主可控、互聯(lián)網(wǎng)化的“PaaS（大平臺）+APP（小應(yīng)用）”架構(gòu)重建仿真產(chǎn)業(yè)的生態(tài)體系，引領(lǐng)仿真技術(shù)從第二代CAE（Computer Aided Engineering）發(fā)展到第三代IBE（Internet Based Engineering）。IBE兼顧“仿真技術(shù)自主化”、“仿真知識（經(jīng)驗）軟件化”、“仿真工具專用化”和“仿真產(chǎn)業(yè)生態(tài)化”的聚合式系統(tǒng)創(chuàng)新，為智造者提供工業(yè)仿真試驗?zāi)Ｐ停ˋPP）的無代碼化便捷開發(fā)工具，以及配套云端平臺，建設(shè)仿真APP在線運行及下載商店，創(chuàng)造仿真APP的大規(guī)模社會化協(xié)同開發(fā)和應(yīng)用共享機制，使仿真技術(shù)能低成本、大范圍應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。

早在2013年，云道智造創(chuàng)始人屈凱峰博士受到蘋果iOS系統(tǒng)中APP商店的啟發(fā)，就提出了一條基于仿真操作系統(tǒng)的“互聯(lián)網(wǎng)+仿真”的普惠仿真思想，這在當(dāng)時的業(yè)內(nèi)還是石破天驚的“幻想”。七年來，云道智造團隊沒有投機取巧，規(guī)規(guī)矩矩地做笨功夫，老老實實地從一行一行的代碼編起，從一個一個的仿真APP做起。為了堅守“自主匠心、普惠仿真”的初心，云道智造堅持“三絕不”（一絕不靠代理國內(nèi)外軟件謀利，二絕不投奔高校，即不依賴某個高校的大旗，三是絕不為資本方所綁架），“痛并快樂”地堅持獨立自主、本源創(chuàng)新的發(fā)展路線。

士不可不弘毅，雖任重道遠也要風(fēng)雨兼程。2014年3月，云道智造在清華科技園注冊成立；2017年4月，經(jīng)過3年打磨的普惠仿真平臺——SimdroidV1.0橫空出世；2018年8月，SimdroidV2.0正式發(fā)布，該版本已經(jīng)具備完善的圖形交互式仿真開發(fā)環(huán)境，開發(fā)工程師無需掌握任何編程語言，通過簡單的鼠標(biāo)拖拽即可便捷完成仿真工作和開發(fā)仿真APP。從2019到2020年，復(fù)雜的國際局勢和全球疫情沒有影響SimdroidV3.0和SimdroidV4.0的相繼迭代問世，與此同時，云道智造還推出了SimCapsule仿真云平臺?；谌绱嗽鷮嵉募夹g(shù)積淀，云道智造牽頭申報成功多項國家級重大專項（例如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展工程中“面向虛擬仿真設(shè)計場景的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺測試床項目”等），系業(yè)界首次對“仿真平臺+仿真APP”的仿真安卓模式進行全方位的應(yīng)用測試。云道智造由此成為我國在仿真領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“換道超車”的重要攻堅力量。

云道智造堅持“用時代的技術(shù)，開發(fā)時代的產(chǎn)品，滿足時代的需求”，創(chuàng)造互聯(lián)網(wǎng)時代的IBE仿真產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系。其普惠仿真體系包括：仿真APP（工業(yè)產(chǎn)品的仿真試驗?zāi)Ｐ停?、APP商店（工業(yè)產(chǎn)品的仿真試驗?zāi)Ｐ蛶欤?、Simdroid（工業(yè)產(chǎn)品仿真試驗?zāi)Ｐ烷_發(fā)工具/運行平臺）和SimCapsule（細分行業(yè)專用仿真軟件云平臺）。

通過Simdroid這個仿真APP“操作系統(tǒng)”，工程師可開展固體力學(xué)、電動力學(xué)、流體力學(xué)和熱力學(xué)的仿真工作，并可通過無代碼化仿真APP開發(fā)環(huán)境，將專家經(jīng)驗、行業(yè)知識和仿真流程便捷地固化為仿真APP，從而推動仿真技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用場景深入到產(chǎn)品級，大幅降低仿真APP的開發(fā)門檻和仿真技術(shù)的應(yīng)用門檻。SimCapsule是一個細分行業(yè)專用仿真軟件的在線快速開發(fā)、運行和推廣的云平臺。開發(fā)者可以通過平臺支持的私有云和公有云部署，無需安裝仿真軟件，即可通過任何支持HTML5的瀏覽器，隨時隨地跨終端訪問平臺，在線使用仿真應(yīng)用，完成仿真全流程工作。這樣，SimCapsule就可以賦能開發(fā)者靈活、快速地開發(fā)垂直的Web仿真應(yīng)用，同時在線運行和推廣。

圖2 惠普仿真——實現(xiàn)仿真技術(shù)民主化/大眾化

作為一個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，云道智造不僅通過PaaS平臺助力快捷開發(fā)仿真APP，還能將第三方開發(fā)的APP整合到一個數(shù)字空間中來，建設(shè)一個各類仿真APP的數(shù)字王國。在開發(fā)Simdroid和SimCapsule兩個平臺的基礎(chǔ)上，云道智造進一步打造了Simapps的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。Simapps不只簡單的APP商店，它還包含仿真APP的上傳、搜索、購買、在線使用、編譯下載等功能。工業(yè)品全生命周期的工程師均可在仿真APP商店中搜索與工業(yè)品相關(guān)的仿真APP，在線調(diào)用超算資源進行仿真計算，或下載至本地運行；亦可聯(lián)系仿真APP開發(fā)者進行特定功能的定制開發(fā)。通過仿真APP開發(fā)平臺和仿真APP的綜合交易平臺，云道智造實現(xiàn)了技術(shù)和商業(yè)模式的雙重創(chuàng)新，使普惠仿真生態(tài)真正在智造中落地生根。

云道智造所倡導(dǎo)和構(gòu)建的仿真產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系支持仿真APP的大規(guī)模社會化協(xié)同開發(fā)和應(yīng)用共享?；谠频乐窃焯峁┑慕y(tǒng)一而強大的、開放不開源的仿真引擎，高校科研專家提供基礎(chǔ)算法，軟件工程師開發(fā)PaaS平臺，仿真工程師開發(fā)產(chǎn)品專用仿真APP，協(xié)同為工業(yè)企業(yè)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)、行業(yè)組織提供研發(fā)端工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案。為了進一步更好地營造普惠仿真生態(tài)，云道智造還分別于2018年入股國家數(shù)字化設(shè)計與制造創(chuàng)新中心，成為最大的發(fā)起股東之一；于2019年牽頭成立國家數(shù)字化設(shè)計與制造創(chuàng)新中心北京中心，同時獲批組建運營北京數(shù)字化設(shè)計與制造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心和北京設(shè)計創(chuàng)新中心；于2020年成立致力于數(shù)字仿真創(chuàng)新發(fā)展的“數(shù)字創(chuàng)新智庫”。普惠仿真不是一個企業(yè)和幾個企業(yè)能夠達成的，要著眼于產(chǎn)業(yè)生態(tài)的全局，因此，云道智造正努力打造一個普惠仿真的最廣泛的統(tǒng)一戰(zhàn)線，以“網(wǎng)絡(luò)化帶動數(shù)字化”、“市場化帶動國產(chǎn)化”，兼顧 “自主”與“普惠”，用全球領(lǐng)先的技術(shù)和產(chǎn)品助力全天下的普惠仿真事業(yè)。

智造日新，普惠可期

《易經(jīng)》中表征創(chuàng)新變革的《革》卦卦辭：“革，已日乃孚，元亨，利貞，悔亡”。工業(yè)互聯(lián)時代伊始，數(shù)字仿真產(chǎn)業(yè)的既有壟斷秩序已經(jīng)走過鼎盛階段，制造業(yè)各領(lǐng)域已開始“數(shù)字化轉(zhuǎn)型”，全球智造正在革故鼎新，中國智造也開啟了新圖景，普惠仿真大業(yè)可期。

工欲善其事，必先利其器。我們應(yīng)該知道，CAE仿真技術(shù)這樣的關(guān)鍵核心利器是無法買來和討來的。作為中國智造生生日新的底層軟實力，國產(chǎn)自主的CAE技術(shù)要想彎道超車，跨越國內(nèi)外30多年的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鴻溝，并開辟出普惠仿真的“天下大同”之路，首先要自力更生、自主可控。對于中國智造，“自主匠心”可以說是“普惠仿真”的應(yīng)有之義。因此，有必要進一步思考以自主匠心發(fā)展普惠仿真的“數(shù)字工略”。

目前，國產(chǎn)CAE的產(chǎn)品水平和產(chǎn)業(yè)生態(tài)與美歐發(fā)達國家還有較大差距。在技術(shù)體系上，國產(chǎn)CAE軟件整體實力已落后國外軟件20～30年，尤其在產(chǎn)品功能性和健壯性等方面劣勢更明顯。國產(chǎn)CAE軟件的功能相對單一，產(chǎn)品線太窄，大部分以單功能的技術(shù)突破為主，軟件成熟度偏低，用戶體驗較差，尚未達到產(chǎn)品級。除了云道智造的Simdroid這樣的新興PaaS級通用仿真平臺，國內(nèi)自主的CAE軟件很少具備較強的二次開發(fā)功能，多數(shù)產(chǎn)品或是專業(yè)性較強的小眾CAE軟件，或是基于國外CAE軟件的二次開發(fā)程序。加之，自主CAE產(chǎn)品因為缺乏工程用戶的反饋、打磨和迭代過程，難以取得行業(yè)客戶認同。在生態(tài)體系上，國內(nèi)仿真技術(shù)產(chǎn)業(yè)的上下游均不完備，從技術(shù)鏈、供應(yīng)鏈到產(chǎn)業(yè)鏈的生態(tài)系統(tǒng)均未建立完善。在過去二十年中，國外軟件大舉進入中國市場，遏制打壓了國產(chǎn)軟件的生存和發(fā)展空間，再次出發(fā)的國產(chǎn)CAE勢必要重建產(chǎn)業(yè)生態(tài)。面對這些現(xiàn)狀，無論是發(fā)展自主CAE技術(shù)，還是打造普惠仿真生態(tài)，都應(yīng)從政策、組織、工程、教育等多維度審視考量。

在政策戰(zhàn)略層面，相關(guān)主管部門應(yīng)制定發(fā)展國產(chǎn)CAE和推動普惠仿真技術(shù)的長期戰(zhàn)略和支持政策。CAE仿真的自主創(chuàng)新和普惠發(fā)展離不開友好的工業(yè)軟件政策環(huán)境，故應(yīng)制定長期的戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃。近年來，盡管我國政府已經(jīng)越來越重視工業(yè)仿真等“卡脖子”技術(shù)，但在政策制定的戰(zhàn)略高度和可持續(xù)性上仍存在改進空間。就目前形勢看，有必要做頂層設(shè)計，將發(fā)展自主CAE技術(shù)寫入“十四五規(guī)劃”等國家級戰(zhàn)略規(guī)劃中，從源頭上放長線制定推動仿真技術(shù)發(fā)展的政策。在政策制定上，應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃，避免重復(fù)，全方位考慮從中央到地方的縱向政策統(tǒng)一、調(diào)度配合，以及橫向的各利益相關(guān)群體的資源整合。鑒于我國高校院所與企業(yè)單位在仿真技術(shù)的側(cè)重點上差異顯著（或偏重于理論，或偏重于工程），對于相關(guān)部門的重點課題立項，應(yīng)兼顧科研機構(gòu)的基礎(chǔ)理論研究任務(wù)和商業(yè)機構(gòu)的實際工程應(yīng)用需求。

如果說大型企業(yè)單位是“自主匠心”的國產(chǎn)CAE目前的主戰(zhàn)場，中小企業(yè)則是“普惠仿真”的主要受益群體。政府可考慮通過設(shè)立“仿真優(yōu)惠券”等方式，補貼開展應(yīng)用仿真技術(shù)進行研發(fā)創(chuàng)新的中小企業(yè)，讓一部分中小企業(yè)通過普惠仿真把研發(fā)先做強起來。有次第地，先實現(xiàn)部分企業(yè)補貼示范應(yīng)用，然后逐步在行業(yè)范圍擴展推廣，進而推動整個制造產(chǎn)業(yè)的仿真普及。

在組織管理層面，建設(shè)自主、普惠的CAE產(chǎn)業(yè)生態(tài)，需要從上到下的整體協(xié)同，更需要國產(chǎn)CAE企業(yè)之間的緊密合作。工業(yè)互聯(lián)時代，網(wǎng)絡(luò)設(shè)施是基礎(chǔ)，產(chǎn)業(yè)協(xié)同是根本，要發(fā)展國產(chǎn)CAE和普惠仿真，勢必要先優(yōu)化“政產(chǎn)學(xué)研”多元協(xié)同的產(chǎn)業(yè)組織生態(tài)。首先，從“政”的維度，中央層面應(yīng)成立產(chǎn)業(yè)領(lǐng)導(dǎo)小組，加強協(xié)調(diào)工作力度和提高管理決策效率。其次，從“產(chǎn)”的角度，為打破長期以來國產(chǎn)CAE單位“小山頭”、“游擊隊”式的離散組織和重復(fù)建設(shè)，發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)和聚集效應(yīng)，可考慮在全國核心區(qū)域建設(shè)自主工業(yè)仿真軟件創(chuàng)新高地，作為國產(chǎn)CAE企業(yè)的“總部基地”，先打破物理空間的界限以開展緊密合作，再打破觀念意識和技術(shù)空間的界限以抱團做強，實現(xiàn)共享生態(tài)資源，共建技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，共謀產(chǎn)業(yè)發(fā)展。比如可以發(fā)揮北京地區(qū)的綜合產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新優(yōu)勢，建設(shè)“國家級工業(yè)軟件創(chuàng)新中心”，運用國家數(shù)字化設(shè)計與制造創(chuàng)新中心北京中心/北京數(shù)字化設(shè)計與制造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心、數(shù)字創(chuàng)新智庫、云道智造等單位已經(jīng)聚合的國家級仿真技術(shù)平臺資源，和已經(jīng)建好的中關(guān)村東升國際科學(xué)園幾千平米“工業(yè)仿真創(chuàng)新空間”，以開放、共贏的方式精準(zhǔn)鏈接國內(nèi)CAE代表型企業(yè)和專家團隊的技術(shù)、客戶資源，聯(lián)合開展技術(shù)攻關(guān)、市場拓展、人才培養(yǎng)和資本運營等工作。再者，從“學(xué)研”和“人才”的角度，教育和科研部門也應(yīng)聯(lián)動起來，集中各領(lǐng)域?qū)＜屹Y源，加強校企互動和產(chǎn)教融合，讓高端人才與產(chǎn)業(yè)需求精準(zhǔn)對接，同時，配套相應(yīng)的高標(biāo)準(zhǔn)人才與科研保障機制以建立可持續(xù)的組織管理體系。

在工程應(yīng)用層面，要讓國產(chǎn)CAE軟件和普惠仿真技術(shù)有用武之地。工業(yè)軟件是用出來的，要給國產(chǎn)CAE軟件和普惠仿真的項目參與實際工程的機會，讓它們在持續(xù)的工程應(yīng)用中迭代歷練。因此，應(yīng)加強與重要行業(yè)和重點工程相結(jié)合，從用戶和工程的細分需求出發(fā)，重點打造面向具體場景的APP化產(chǎn)品。在工程實踐中，從產(chǎn)品迭代和信息安全的角度出發(fā)，還應(yīng)考慮以國產(chǎn)化仿真軟件分階段替代國外產(chǎn)品，至少保證國內(nèi)外軟件在一段時間并行用起來，以此推動國內(nèi)仿真軟件加速成長。此外，在重點行業(yè)和重大工程中，各參與方應(yīng)共同建立起一套符合中國仿真產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系，既適應(yīng)中國國情，又能與國際標(biāo)準(zhǔn)體系接軌。

在教育科研層面，發(fā)展國產(chǎn)CAE軟件和推動普惠仿真要重視教育科研的基礎(chǔ)應(yīng)用。普惠仿真技術(shù)離不開普惠仿真教育，國產(chǎn)CAE軟件更要重視從教育科研系統(tǒng)先用起來。高校院所是CAE產(chǎn)品的絕佳早期試驗田，應(yīng)當(dāng)建設(shè)與完善CAE軟件相關(guān)的學(xué)科體系，加強仿真人才培養(yǎng)。例如以國內(nèi)學(xué)術(shù)會議和行業(yè)學(xué)會為平臺，形成高校CAE和行業(yè)CAE軟件聯(lián)盟，充分調(diào)動國內(nèi)各大高校、學(xué)會的科研資源。從高校的課程、人才、課題等項目開始，逐步驗證國產(chǎn)CAE軟件的可靠性和健壯性，然后再逐步走向產(chǎn)業(yè)市場。如能整合實施以上工略，則仿真自主化不是夢，仿真普惠路也不會遠。

2016年，谷歌CEO Sundar Pichai在給員工的一封公開信中談到：對我們而言，技術(shù)絕不僅僅是我們創(chuàng)造的設(shè)備或產(chǎn)品，因為那并不是終極目標(biāo)；技術(shù)是一種民主化的（普惠化的）力量（Democratizing force），它所提供的信息便是力量之源。CAE仿真正是這樣一種具有偉大普惠力量的技術(shù)，它源于科學(xué)，而不止于工具，而是旨在：為數(shù)字化立心，為智造業(yè)立命，為產(chǎn)業(yè)互聯(lián)鑄重器，為科創(chuàng)時代開太平。