CAE就是先進(jìn)制造業(yè)的敲門磚，在高端裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)維管理中，發(fā)揮著越來越重要的作用。追溯CAE在美歐與中國(guó)的不同發(fā)展路徑，美歐CAE頭部企業(yè)形成壟斷優(yōu)勢(shì)，中國(guó)CAE成長(zhǎng)之路布滿荊棘。高鐵及多家制造業(yè)企業(yè)智能制造平臺(tái)的開發(fā)給中國(guó)CAE崛起帶來了新的希望。

CAE軟件廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、船舶、軌道交通、重型機(jī)械、電子產(chǎn)品等多領(lǐng)域制造業(yè)。已成為先進(jìn)制造業(yè)提升產(chǎn)品性能、節(jié)省制造成本、縮短研發(fā)周期的核心能力之一。并成為推動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，推進(jìn)中國(guó)智能制造戰(zhàn)略不可或缺的環(huán)節(jié)。

CAE（Computer Aided Engineering）軟件從工程的角度說，是用計(jì)算機(jī)輔助求解、分析、優(yōu)化復(fù)雜工程和產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能，并把工程（制造）的各個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)地組織起來，應(yīng)用于工程（制造）的全生命周期。從分析的角度說，CAE軟件可以作靜態(tài)與動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)分析，并對(duì)線性與非線性問題等進(jìn)行研究。簡(jiǎn)言之，CAE是工程分析軟件。

廣義上說，CAE涵蓋了工程和制造業(yè)信息化的所有方面。打個(gè)比方，如果說CAD軟件使得傳統(tǒng)制造業(yè)甩掉了繪圖板，那么，CAE就是先進(jìn)制造業(yè)的敲門磚。實(shí)際上，CAE軟件的作用隨著制造業(yè)的進(jìn)步，由工程分析軟件成長(zhǎng)為數(shù)值仿真（模擬）軟件。在其六十多年的進(jìn)步過程中， CAE早已超出數(shù)值分析的范疇，在高端裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)維管理中，發(fā)揮著越來越重要的作用。

CAE在美歐與中國(guó)的不同發(fā)展路徑

CAE形成小氣候是在上世紀(jì)50年代末、60年代初。那時(shí)，美歐多國(guó)開始投入大量人財(cái)物，開發(fā)有限元工程分析程序。其中最為著名的案例是美國(guó)國(guó)家宇航局（NASA）在1965年委托美國(guó)計(jì)算科學(xué)公司和貝爾航空系統(tǒng)公司開發(fā)的NASTRAN有限元分析系統(tǒng)。此后，德國(guó)的ASKA、英國(guó)的PAFEC、法國(guó)的SYSTUS以及美國(guó)的ABAQUS、ANSYS等多家公司成長(zhǎng)起來。

從有限元技術(shù)主要針對(duì)結(jié)構(gòu)分析，以解決航空航天技術(shù)中的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度以及模態(tài)實(shí)驗(yàn)和分析問題，進(jìn)一步聚焦于大型商用CAE軟件的研究與開發(fā)。

1963年成立的MSC公司（美國(guó)），最初開發(fā)的是結(jié)構(gòu)分析軟件。到1965年也參與到NASA項(xiàng)目，主攻計(jì)算結(jié)構(gòu)分析方法。

1967年成立的SDRC公司，在1968年發(fā)布了世界上第一個(gè)動(dòng)力學(xué)測(cè)試及模態(tài)分析軟件包，1971年又推出了商用有限元分析軟件Supertab。

1969年，SASI公司成立。1970年發(fā)布商用軟件ANSYS。它的第一個(gè)顧客是SASI公司創(chuàng)始人John Swanson博士的老東家西屋公司。ANSYS程序最初僅能進(jìn)行熱分析及線性結(jié)構(gòu)分析。當(dāng)然，現(xiàn)在的年輕軟件工程師恐怕難以想象，它只是一個(gè)批處理程序，需要用打孔器在計(jì)算機(jī)輸入卡上打洞寫程序，所能做的是為大型設(shè)備做一些原始的計(jì)算，且只能在巨型計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。不僅CAE軟件，當(dāng)時(shí)的大多數(shù)軟件程序都是這樣運(yùn)行的。

中國(guó)國(guó)內(nèi)CAE軟件開發(fā)起步于20世紀(jì)60年代，基本上與美歐同步。

1960年代，劉家峽大壩設(shè)計(jì)中包含的計(jì)算問題作為一項(xiàng)國(guó)家攻關(guān)任務(wù)被提出，它奠定了有限元方法的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。之后，在CAE理論研究和應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，涌現(xiàn)出一批有突破性、原創(chuàng)性和關(guān)鍵性的重大理論成果與應(yīng)用成果。如在1970年代即自主開發(fā)的CAE軟件：JIGFEX（大連理工大學(xué)）、HAJIF（中國(guó)飛機(jī)強(qiáng)度研究所）、紫瑞、飛箭等。

同樣在1970年代，同濟(jì)大學(xué)研制和開發(fā)了計(jì)算機(jī)輔助工程設(shè)計(jì)及其相應(yīng)專用分析軟件、“有限元混合法岔管應(yīng)力分析”軟件、衛(wèi)星通訊結(jié)構(gòu)優(yōu)化軟件、“非線性薄壁空間桿件穩(wěn)定有限元”軟件、高塔整體吊裝分析軟件，以及虛擬激勵(lì)法軟件平臺(tái)DDJ。

大連理工大學(xué)開發(fā)了精細(xì)積分程序庫(kù)、汽車車身結(jié)構(gòu)精細(xì) CAE仿真技術(shù)。

南京航空航天大學(xué)開發(fā)的三維疲勞斷裂CAE技術(shù)，極大地提高了飛機(jī)等大型和/或復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效率和技術(shù)水平。

北京航空材料研究院開發(fā)的CAE軟件解決了先進(jìn)復(fù)合材料的數(shù)據(jù)問題和虛擬仿真問題。

北京理工大學(xué)開發(fā)出爆炸力學(xué)軟件。

上海交通大學(xué)摸索出柔性多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)單向遞推組集的建模方法，并建立了柔性多體系統(tǒng)剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)模型。

中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所研究出高精度計(jì)算流體力學(xué)并行軟件——HOAM-Open CFD。

那個(gè)時(shí)代最突出的例子，就是“兩彈一星”工程。在普通人的心目中，那些復(fù)雜的計(jì)算都是手工完成的，實(shí)際上是由CAD、CAE等軟件協(xié)助完成的。由此可見，中國(guó)CAE軟件的發(fā)展路徑是圍繞具體工程進(jìn)行的，具體解決工程中必須解決的各種問題，研究成果直接應(yīng)用于工程實(shí)際，根本沒有服務(wù)之類的概念。研究經(jīng)費(fèi)是國(guó)家一體投入的，關(guān)鍵的問題是沒有人也沒有機(jī)構(gòu)去考慮軟件開發(fā)與研究的費(fèi)用，給工程領(lǐng)導(dǎo)者的印象就是工程師的份內(nèi)事，應(yīng)該無償解決。這在計(jì)劃體制下，可以說是一種優(yōu)越性，也取得了巨大成就。但另一方面，這些軟件成果因?yàn)榕c工程合二為一，造成無法復(fù)用，更別說形成通用技術(shù)了?！爸赜草p軟”的觀念也由此形成并根深蒂固，至今難以根本改變。

美歐從一開始的路徑就是工程公司直接向軟件公司購(gòu)買服務(wù)，并向軟件公司反饋改進(jìn)意見，再由軟件公司改進(jìn)分析程序。一家軟件公司可以服務(wù)于多家工程公司，多家工程公司的不同反饋，使得軟件版本迅速更新。

中國(guó)CAE軟件在上世紀(jì)八十年代并不遜色

盡管中國(guó)與美歐所遵循的是不同路徑，但在20世紀(jì)80年代初期，通過引進(jìn)、移植和改造國(guó)外的CAE 軟件，中國(guó)CAE軟件出現(xiàn)了百花齊放的繁榮格局，與美歐產(chǎn)品良性競(jìng)爭(zhēng)，各展所長(zhǎng)，相互促進(jìn)。尤其在在核心算法和若干本土化的功能上，中國(guó)軟件并不比美歐軟件遜色。

1979年，美國(guó)的SAP5線性結(jié)構(gòu)靜力與動(dòng)力分析程序在中國(guó)被成功移植，引發(fā)應(yīng)用通用有限元程序分析計(jì)算工程問題一時(shí)成為熱潮。這與當(dāng)時(shí)分析軟件的開發(fā)和應(yīng)用被列為CAE技術(shù)水平的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)之一大有關(guān)系。有限元分析系統(tǒng)軟件被100家以上用戶使用的，就有大連理工大學(xué)工程力學(xué)系的FIFEX95、北京大學(xué)力學(xué)與科學(xué)工程系的SAP84、中國(guó)農(nóng)機(jī)科學(xué)研究院的MAS5.0和杭州自動(dòng)化技術(shù)研究院的MFEP4.0等。當(dāng)然，這個(gè)時(shí)候的主力軍就是科研院所。

同時(shí)，美歐的ABAQUS、ANSYS、NASTRAN等大型通用有限元分析軟件業(yè)已引進(jìn)中國(guó)，并在汽車、航空、機(jī)械、材料等許多行業(yè)得到實(shí)際應(yīng)用。但是，中國(guó)軟件的良好發(fā)展勢(shì)頭，被中國(guó)計(jì)算機(jī)分析軟件開發(fā)這個(gè)薄弱環(huán)節(jié)所制約。以當(dāng)時(shí)占主流的有限元計(jì)算分析軟件為例，世界市場(chǎng)的年份額達(dá)5億美元，每年的增速達(dá)到15%。與美歐相比，中國(guó)CAE軟件僅占有極少市場(chǎng)份額，且大多數(shù)集中在國(guó)內(nèi)。

即使如此，與現(xiàn)在中國(guó)CAE軟件衰微的局面相比較，、20世紀(jì)80年代竟是中國(guó)CAE最為火熱的年代，尤其考慮到資金投入的霄壤之別，真讓人徒生感嘆。當(dāng)然，那個(gè)時(shí)代最突出的特點(diǎn)是科研，而不是市場(chǎng)。僅此一點(diǎn)已經(jīng)讓人驚異，為何有如此局面？筆者的理解是思想解放的精神力量、民族振興的鼓舞力量。

中國(guó)CAE軟件在美歐擠壓下衰落

直至二十世紀(jì)90年代中期，中國(guó)CAE軟件的分析能力仍具有一定的競(jìng)爭(zhēng)力，甚至在某些方面并不遜于國(guó)外同類產(chǎn)品。但由于創(chuàng)新能力不足，在工程應(yīng)用和成果轉(zhuǎn)化上逐漸落后。

其實(shí)，落后的根由在20世紀(jì)70至80年代已經(jīng)埋下。這期間許多美歐CAE軟件公司成立并快速加入競(jìng)爭(zhēng)，如專注于發(fā)展高級(jí)工程分析通用有限元程序的MARC公司;聚焦于機(jī)械系統(tǒng)仿真軟件開發(fā)的MDI公司;專心于大結(jié)構(gòu)、流固耦合的CSAR公司、ADIND公司等等。

同時(shí)，技術(shù)能力的進(jìn)步也使得中國(guó)CAE軟件相形見絀。有限元分析技術(shù)在結(jié)構(gòu)分析和場(chǎng)分析領(lǐng)域獲得成功后，開始從力學(xué)模型向各類物理場(chǎng)（如溫度場(chǎng)、電磁場(chǎng)、聲波場(chǎng)等）分析拓展;從線性分析向非線性分析延展;從單一場(chǎng)分析向幾個(gè)場(chǎng)的耦合分析延伸。由此，誕生了許多著名分析軟件如Nastran、I-DEAS、ANSYS、ADIND、SAP系列、DYNA3D、ABAQUS等。CAE軟件在計(jì)算精度、速度及硬件平臺(tái)的匹配上有了長(zhǎng)足進(jìn)步。雖然這時(shí)的運(yùn)行環(huán)境仍然受限于大型計(jì)算機(jī)和高檔工作站這樣的硬件環(huán)境。

到了20世紀(jì)90年代，隨著超級(jí)并行機(jī)、分布式微機(jī)群、大、中、小、微各類計(jì)算機(jī)和各種操作系統(tǒng)平臺(tái)的出現(xiàn)，美歐CAE軟件又有了快速發(fā)展與應(yīng)用。CAE軟件在功能、性能、可用性和可靠性以及對(duì)運(yùn)行環(huán)境的適應(yīng)性方面，特別是用戶界面和前后處理能力上都有了大幅提升;軟件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和部分模塊，特別是數(shù)據(jù)管理和圖形處理程序，取得了巨大進(jìn)步，不僅匹配了硬件終端的升級(jí)，而且基本上滿足了用戶需求。美歐大型通用商業(yè)CAE軟件已經(jīng)發(fā)展到了很高水平。

美歐CAE軟件跑在了前面，并利用已形成的優(yōu)勢(shì)一步步擠壓中國(guó)CAE軟件。中國(guó)CAE軟件在市場(chǎng)與技術(shù)的雙重打擊下越落越遠(yuǎn)。

盡管此后十年，CAE數(shù)值計(jì)算的方法與理論并沒有新的突破，一些技術(shù)難點(diǎn)也沒有明顯突破，整體發(fā)展進(jìn)入平臺(tái)期，主要處在鞏固完善技術(shù)路線和拓展市場(chǎng)應(yīng)用階段，但中國(guó)CAE軟件與美歐之間的差距并沒有縮短，甚至相關(guān)公司僅是美歐CAE軟件的代理商、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)或二級(jí)開發(fā)商。

美歐CAE頭部企業(yè)的持續(xù)并購(gòu)形成壟斷優(yōu)勢(shì)

無論中外，CAE軟件公司都是依靠長(zhǎng)期技術(shù)積累發(fā)展起來的，企業(yè)并購(gòu)則被視為技術(shù)積累的一條途徑。因?yàn)榧夹g(shù)積累太過漫長(zhǎng)和艱難，而要獲取本公司短缺或不專精的技術(shù)，并購(gòu)競(jìng)爭(zhēng)一流對(duì)手被視為補(bǔ)上短板的一條捷徑。

從另一個(gè)維度說，CAE軟件必須由工業(yè)多學(xué)科、多運(yùn)行機(jī)理、多尺度的復(fù)雜局面去完成開發(fā)，其研發(fā)難度導(dǎo)致任何一家CAE軟件公司都不可能全部整合各種不同學(xué)科的仿真分析能力，不斷并購(gòu)就成為整合拓展學(xué)科能力的快速通道。而弱小的中國(guó)CAE軟件公司，既不能并購(gòu)別人，也不可能被別人并購(gòu)。唯一可行的途徑，只能是將現(xiàn)有的技術(shù)成果進(jìn)行轉(zhuǎn)化，并在此基礎(chǔ)上消化吸收、篩選整合、改寫重構(gòu)，踏踏實(shí)實(shí)向前追趕。

隨著新世紀(jì)的來臨，美歐CAE軟件公司開始了一系列并購(gòu)行動(dòng)，尤其是最近十年，CAE軟件市場(chǎng)的并購(gòu)事件越來越多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近二十年來僅ANSYS、MSC、達(dá)索、ESI和西門子這五家領(lǐng)先的CAE廠商，就并購(gòu)了超過100家的同行企業(yè)。其中1/3的并購(gòu)事件則發(fā)生在最近三年。

ANSYS在2000年收購(gòu)ICEM CFD Engineering、法國(guó)的CADOE;2003年，出資2100萬美元收購(gòu)AEA公司的CFX軟件業(yè)務(wù);2006年收購(gòu)Fluent（1995年收購(gòu)了最大對(duì)手FDI公司，1997年收購(gòu)polyflow公司以及Century Dynamics）;2008年并購(gòu)了Ansoft公司;2011年出資3.1億美元現(xiàn)金收購(gòu)Apache;2012年以4200萬歐元現(xiàn)金收購(gòu)Esterel Technologies;2013年4月收購(gòu)EVEN;2014年收購(gòu)SpaceClaim;2017年收購(gòu)3DSIM;2018年收購(gòu)OPTIS與Ansoft;2019年并購(gòu)LSTC……

創(chuàng)建于1963年的MSC，早在1989年就兼并了荷蘭公司PISCES;1998年兼并Knowledge Revolution;1999年收購(gòu)UAI和CSAR，遂成為市場(chǎng)上惟一一家提供Nastran商業(yè)代碼的供應(yīng)商;2002年，收購(gòu)MDI及Easy5;2011年收購(gòu)FFT;2012年收購(gòu)e-Xstream;2016年收購(gòu)焊接Simufact。但在2017年，MSC被與CAE關(guān)聯(lián)度極低的瑞典著名測(cè)量設(shè)備制造企業(yè)?？怂箍狄?.34億美元收購(gòu)。此外，?？怂箍颠€并購(gòu)了VERO、Q-DAS、SPRING TECHNOLOGY等CAD/CAM/CAE/質(zhì)量管理和工廠仿真等領(lǐng)域的知名軟件廠商。

西門子公司并購(gòu)了UGS、Innotec、LMS、CD-Adapco、Camstar、Mentor等諸多工業(yè)軟件公司。結(jié)果，西門子成為僅次于SAP的歐洲第二大軟件公司，名列世界十大軟件供應(yīng)商。

施耐德電氣先后并購(gòu)了INVENSYS、Aveva，并將施耐德電氣軟件部合并到Aveva，還控股了電氣設(shè)計(jì)軟件公司IGE+XAO，徹底由制造企業(yè)轉(zhuǎn)型為軟件公司。

法國(guó)達(dá)索公司收購(gòu)了美國(guó)醫(yī)療軟件公司Medidata、產(chǎn)品工程仿真軟件創(chuàng)新企業(yè)Exa、電磁（EM）和電子仿真技術(shù)領(lǐng)域的CST企業(yè)等等。

GE收購(gòu)了知名供應(yīng)鏈軟件開發(fā)商Shipxpress及云服務(wù)公司ServiceMax，人工智能初創(chuàng)公司Bit Stew Systems和Wise.io。

羅克韋爾自動(dòng)化也投資10億美元參股PTC，共同推進(jìn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

國(guó)內(nèi)也有類似的并購(gòu)案例，只是在數(shù)量級(jí)上完全無法與美歐相比：

用友收購(gòu)了以PLM見長(zhǎng)的重慶邁特科技公司，還有英孚思為等。

金蝶則收購(gòu)了PLM廠商普維科技、商祺軟件、北京開思、新亞賽邦、深圳歌利來、宏景科技等多家企業(yè)。

能科股份并購(gòu)了以PLM為核心、面向智能制造的整體解決方案提供商聯(lián)宏科技。

近十年并購(gòu)激烈的另一面則是CAE軟件技術(shù)在發(fā)展上進(jìn)入平臺(tái)期，總體上說就是技術(shù)水平提升緩慢，尤其是技術(shù)分析能力發(fā)展并不明顯。

理論上說，這是中國(guó)CAE軟件迎頭追趕的時(shí)機(jī)。

但從軟件技術(shù)、工程技術(shù)、市場(chǎng)價(jià)值三個(gè)方面來看，仍是困難重重。CAE不僅僅是軟件技術(shù)，它必須與工程技術(shù)相結(jié)合，才能體現(xiàn)市場(chǎng)價(jià)值。

軟件技術(shù)。CAE軟件技術(shù)包括計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、幾何造型、網(wǎng)格技術(shù)、用戶交互、核心求解器、高性能計(jì)算、優(yōu)化算法以及其他底層IT技術(shù)等。

盡管CAE軟件技術(shù)的核心算法和底層技術(shù)在上個(gè)世紀(jì)已經(jīng)成熟，如有限元方法、FDTD、FVM（流體）、Maxwell方程、ACIS/Parasolid 等一直在進(jìn)行版本更新，但理論算法并沒有大的突破。與之對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格技術(shù)、線性方程組算法、并行計(jì)算、用戶交互、性能問題和HPC也都在按部就班地提升，鮮見顛覆式創(chuàng)新。在其他領(lǐng)域備受推崇的開源工具，對(duì)CAE軟件技術(shù)的進(jìn)步卻并沒有產(chǎn)生突出的作用，因?yàn)榇蠖鄶?shù)開源工具在穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、可靠性、易維護(hù)性以及性價(jià)比與用戶體驗(yàn)等方面，難以達(dá)到要求。

工程技術(shù)。所有的工程技術(shù)都是從工程實(shí)踐中積累的經(jīng)驗(yàn)而來，比如運(yùn)輸機(jī)械與飛行器的設(shè)計(jì)參數(shù)、新型與隱形材料的配方、獨(dú)特的先進(jìn)工藝流程等，這很大程度上指向的是核心技術(shù)。通常來說軟件技術(shù)多被視為工具，而利用軟件技術(shù)積累起來的工程技術(shù)才是核心技術(shù)。但是人們?cè)絹碓秸J(rèn)識(shí)到了軟件技術(shù)的重要性，即使有核心技術(shù)，如果沒有軟件技術(shù)也無法得到呈現(xiàn)，更不必說工程技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)積累離開軟件技術(shù)幾乎不可能。誰也不否認(rèn)中國(guó)的動(dòng)車技術(shù)的先進(jìn)性，如果把動(dòng)車的設(shè)計(jì)仿真資料、流程以及工藝，集合成一款軟件，其市場(chǎng)受歡迎程度可想而知，但這是不可能的?？梢赃@樣理解，核心技術(shù)是不可以外泄的。由此也就不難理解，凡是在市場(chǎng)上能夠買到的軟件都只是工具，而不是工程技術(shù)，更不是“核心技術(shù)”。長(zhǎng)期積累而產(chǎn)生的核心技術(shù)，即使與軟件技術(shù)打包在一起，也不是非核心技術(shù)的擁有者一時(shí)半會(huì)能消化得了的?？上?，我們?cè)谶@方面的差距不可能由一代人去完成。

市場(chǎng)價(jià)值。投入成本、收入利潤(rùn)、營(yíng)銷策略、市場(chǎng)份額等，所有與商業(yè)有關(guān)的行為，最終歸結(jié)為市場(chǎng)價(jià)值，或由市場(chǎng)價(jià)值來衡量。

美歐國(guó)家成熟的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系，為CAE軟件的開發(fā)、銷售、維護(hù)，提供了嚴(yán)格的市場(chǎng)保護(hù)，也形成了較高的技術(shù)壁壘。充分的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)使得CAE軟件公司可以一心一意依靠已有的系統(tǒng)盈利模式良性發(fā)展，并心無旁騖地力圖保持技術(shù)先進(jìn)的活力，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)蓬勃發(fā)展。以Mentor為例，每年僅支付幾何圖形軟件開發(fā)工具的License費(fèi)用就高達(dá)五六百萬美元。這僅是軟件開發(fā)工具的使用費(fèi)，并不包括軟件專利費(fèi)，這是國(guó)內(nèi)不可想象的。這么高的價(jià)格，國(guó)內(nèi)恐怕不會(huì)有軟件公司去使用這些開發(fā)工具。怎么做呢？要么用盜版，要么找開源。市場(chǎng)不存，底層技術(shù)積累沒有基礎(chǔ)，上層應(yīng)用也就無法談起了。

美歐國(guó)家的一系列戰(zhàn)略謀劃使得中國(guó)CAE軟件失去了話語權(quán)

從 1995 年開始加速數(shù)字化建模和仿真創(chuàng)新戰(zhàn)略，到 2005 年美國(guó)總統(tǒng)小布什的報(bào)告提出計(jì)算科學(xué)，到 2009 年依靠建模和仿真，再到 2010 年高性能計(jì)算談到建模和仿真，以及近期的先進(jìn)制造伙伴計(jì)劃，都是以工具模塊化和開放式平臺(tái)為中心。

2007年，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NSF）啟動(dòng)“通過千萬億級(jí)模擬和分析手段在科學(xué)與工程領(lǐng)域加速探索”計(jì)劃，首選方向?yàn)榕c裝備結(jié)構(gòu)研發(fā)緊密相關(guān)的材料模擬、計(jì)算流體力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)算法。歐盟緊跟著在2008年推出類似計(jì)劃，重點(diǎn)資助多尺度計(jì)算與工程設(shè)計(jì)，引導(dǎo)大規(guī)模數(shù)值模擬在裝備研發(fā)和基礎(chǔ)研究中扮演重要角色。

實(shí)際上，發(fā)達(dá)國(guó)家飛機(jī)設(shè)計(jì)中已有近50%的氣動(dòng)數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)由計(jì)算機(jī)模擬完成。這樣做的結(jié)果，使得現(xiàn)代飛行器氣動(dòng)設(shè)計(jì)所需的風(fēng)洞試驗(yàn)時(shí)間減少了5～10年。

進(jìn)入新世紀(jì)，高端裝備制造紛紛被各國(guó)重新列為優(yōu)先戰(zhàn)略領(lǐng)域，使得CAE軟件需求越來越旺盛，重要性日益提高，戰(zhàn)略地位越發(fā)重要。

特別值得關(guān)注的是，在美國(guó)政府的先進(jìn)制造合作伙伴計(jì)劃中，數(shù)值仿真軟件系統(tǒng)成為該計(jì)劃的切入點(diǎn)。從國(guó)家戰(zhàn)略層面，美國(guó)從未停止過科學(xué)計(jì)算和建模仿真的投資，因?yàn)檫@被視為服務(wù)于國(guó)家利益的關(guān)鍵技術(shù)。

2014 年美國(guó)總統(tǒng)科技委員會(huì)確定的 11 個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域，根據(jù)對(duì)國(guó)家的影響等指標(biāo)進(jìn)行打分，這其中，可視化、信息化和數(shù)字制造被列為三大關(guān)鍵領(lǐng)域，都將數(shù)字化建模和仿真作為技術(shù)基礎(chǔ)。而最近的美國(guó)制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò) NNMI，與智能制造最相關(guān)的兩個(gè)創(chuàng)新中心，一個(gè)是數(shù)字化的設(shè)計(jì)與制造，一個(gè)是清潔能源的智能制造?；旧先允菄@著數(shù)字化建模和仿真核心技術(shù)來構(gòu)建。

當(dāng)然，這在美國(guó)也是有傳統(tǒng)的。CAE軟件巨頭MSC在1971年就曾獲得美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）Nastran程序的開發(fā)授權(quán)，并對(duì)Nastran改良后推出了MSC Nastran，成為美國(guó)仿真軟件的開山鼻祖，并奠定了其行業(yè)龍頭的地位。而圍繞著NASA成長(zhǎng)起來的不只有MSC一家。

盡管這方面是中國(guó)CAE最大的短板，但中國(guó)并不缺少這方面的政策。如在1980年以計(jì)算機(jī)總局的名義頒布試行《軟件產(chǎn)品計(jì)價(jià)收費(fèi)辦法》;1986年原電子部向國(guó)務(wù)院報(bào)送我國(guó)第一個(gè)關(guān)于軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的指導(dǎo)性文件《關(guān)于建立和發(fā)展我國(guó)軟件產(chǎn)業(yè)的報(bào)告》;1992年頒布《計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)登記辦法》;2000年6月發(fā)布《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》;2001年發(fā)布《關(guān)于印發(fā)國(guó)家規(guī)劃布局內(nèi)的重點(diǎn)軟件企業(yè)認(rèn)定管理辦法（試行）的通知》;2002年7月國(guó)務(wù)院下發(fā)《振興軟件產(chǎn)業(yè)行動(dòng)綱要》。以上多是行業(yè)性的計(jì)劃或協(xié)會(huì)的要求，然而在戰(zhàn)略層面卻有缺憾，也可以說，CAE并沒有得到應(yīng)有的重視，這與中國(guó)制造大國(guó)的地位顯然形成巨大反差。

除了以上所說，中國(guó)CAE的短板，也是中國(guó)工業(yè)軟件的短板，還有資金支持不足、技術(shù)積累薄弱、成果轉(zhuǎn)化稀少、人才流失嚴(yán)重、應(yīng)用生態(tài)缺失、開發(fā)人員薪酬不高等。

無疑，中國(guó)CAE軟件成長(zhǎng)發(fā)展之路滿布荊棘，但也并非全無成功的案例，如高鐵，以及多家制造業(yè)企業(yè)智能制造平臺(tái)的開發(fā)，希望就在前面。

目前最緊要的是，改變高校教育類似“有限元理論與××軟件”的教學(xué)方法，回到有限元理論與技術(shù)以及編程等理論基礎(chǔ)教學(xué)，而不要成為美歐CAE軟件廠商的吹鼓手。

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