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1、自主CAE软件产业的功亏得失连载之一发表时间：2010-4-20 陆仲绩 来源：e-works关键字：CAE 自主品牌 数值仿真 工程分析 信息化应用调查我要找茬在线投稿加入收藏发表评论好文推荐打印文本本文阐述仿真技术的作用和重要性，探讨了提出CAE技术的技术表现形式和产业发展进程，为科学制定合符国情的国家产业政策，提出建设自主软件产业的基础准备。目前主流CAE商业软件对于中小企业而言是“买不起”的奢侈工具，对于国家而言稍高端的模块则是“买不到”的禁运物质。虽然自主CAE软件技术的基础理论研究在多个领域已接近国际先进水平，并且已经拥有众多自主关键核心技术，也具有广泛的市场需求和国家战略发展目标
2、，且与先进制造业和生产服务业发展联动密切。然而受工程分析中不确定因素和对数值模型认识不当的影响，至今在很多时候、很多地方在使用商业软件进行模拟分析工作时对工程设计分析和认证考核流于形式，由此产生了对CAE理论研究的误解、CAE技术应用的误导、对CAE软件产品的误用，从而对自主CAE软件产业的重要性缺乏应有的认识和足够的勇气。 本文为陆仲绩先生对国内自主CAE软件产业的一个全面的分析与理解，对CAE软件在国内的地位、总体状况进行了分析，并对自主产品形成生态链规模化提出了宝贵的一件，详细的内容如下：第一章 数值仿真从工程辅助到工程分析的战略进步（地位） 本节阐述仿真技术的作用和重要性，探讨了提出C
3、AE技术的技术表现形式和产业发展进程，为科学制定合符国情的国家产业政策，提出建设自主软件产业的基础准备。前言 2007年下半年，中国科学院向国务院呈送了关于发展事关国家竞争力和国家安全战略的CAE软件产业的建议的报告，对此国内众多科研院所、应用单位和行业内专家学者反响热烈，深受鼓舞。于2008年下半年相继在北京召开了以“发展CAE软件产业的战略对策”和“我国高性能计算的发展与对策”为主题的香山科学会议，围绕推进产业结构调整和发展方式转变，各地区、行业纷纷根据自身特点和需求，交流技术发展成果、软件应用进展和共商产业发展对策，商讨自主CAE软件产业建设的功亏得失。目前普遍存在着的“重实施、轻规划，
4、重技术、轻管理”现象使得产业建设缺乏清晰的发展主线(产业化、规模化)，影响了国家战略新兴产业的产业定位、延迟了新兴产业建设的推进实施。从长远的规划和可以操作的管理层面来讲，存在以下三方面有待重视和解决的问题：一方面是CAE技术已经从计算机辅助工程到计算机分析工程所引起“质”的提升，这是提出建设自主软件产业的基础；另一方面要了解和剖析产业化现状和差距，从消除认识误区着手，在体制、机制和法制三大层面探索产业建设的创新模式；随着经济体制结构和管理机制结构的不断完善和调整，结合重大挑战性项目和若干基础科学问题，依此提出实际和具体的对策方案，以供人们议论、参考和决策。 目前主流CAE商业软件对于中小企业
5、而言是“买不起”的奢侈工具，对于国家而言稍高端的模块则是“买不到”的禁运物质。虽然自主CAE软件技术的基础理论研究在多个领域已接近国际先进水平，并且已经拥有众多自主关键核心技术，也具有广泛的市场需求和国家战略发展目标，且与先进制造业和生产服务业发展联动密切。然而受工程分析中不确定因素和对数值模型认识不当的影响，至今在很多时候、很多地方在使用商业软件进行模拟分析工作时对工程设计分析和认证考核流于形式，由此产生了对CAE理论研究的误解、CAE技术应用的误导、对CAE软件产品的误用，从而对自主CAE软件产业的重要性缺乏应有的认识和足够的勇气。 数值仿真技术应用是一项工程过程，从理论研究到软件集成，再
6、到工程应用，正是对工程品质的认识多样性和数值仿真的理解复杂性等诸多不确定性因素所造成的资源浪费，不仅使个人产生畏难情绪和对新兴产业的错误认识，而且加大了推广难度。然而在今日，计算科学（数值仿真）已经与理论研究、实验科学成为现代科学的三大支柱之一。计算科学以数值仿真技术作为工具和手段，借助于计算机作为理论研究的指导、实验科学的验证，帮助实验科学在无法模拟的条件状况中进行研究工作，并为理论发展提供依据和机会。从某种程度上说，事关国家竞争力的自主数值仿真软件产业直接关系着经济社会发展全局和国家安全。 经历了国际金融危机冲击，全球进入了空前的创新密集和产业振兴时代。面对这种情况，我们必须重视发展战略性
7、新兴产业，同时要在最有基础、最有条件的领域突破核心和关键技术。战略性新兴产业具有市场需求前景，具备资源能耗低、带动系数大、就业机会多、综合效益好的特征。正是转型和创新已到了势在必行之时，自主CAE软件产业作为国家的基础性、战略性产业，也将迎来春笋“拔节”的生长时机。“自主技术”成果转化推动传统制造业向先进制造业转变、“瓶颈技术”科技攻关促使信息服务业向生产服务业升级，自主CAE软件产业对于其他新兴产业产生明显、直接的推进作用，显现出具有调整经济发展方式的产业结构联动优势和放大新兴产业能量的作用。 近年来，有地方政府以提供专业技术公共资源服务的方式作为缓解中小企业利用商业CAE软件解决产品提高市
8、场竞争能力的需求，也尝试以公共服务平台方式推动自主CAE软件技术体现自身特色的应用实践。实践表明构建专业技术公共服务平台的方式，不失为在知识经济时代探索战略产业建设的一种有实际效果的创新模式。然而建设自主软件产业涉及到众多的应用行业和领域，蕴藏着丰富的跨行业商机和技术创新的生长点，在产业结构调整、促进发展方式转变的大背景下有着更深远的影响和优势。 建立一个在国内几乎是全新的新兴战略产业显然不是一件容易的事，而更不容易的是观念上要有所突破和创新。要在短时间内建设能赶上经济发展需求的自主CAE软件战略产业确实尚无先例可循，以往政府是在助力“引导”或“发展”上下工夫，而如今全新的“建设”难度就可以想
9、象了。当然首先要在政策上有所创新，其次是要突破体制机制上的障碍。随着市场经济体制的逐步完善和建立，并非所有的新兴战略产业都指望完全依靠技术专家来承担产业发展和企业建设的任务，产业建设不仅是技术专家的技术转移、实践的需要，将散布在各处的学术成果和应用技术整合成产业体系建设中关键一环应该是政府管理机构的职能和责任，同时也要摆脱新兴战略产业建设完全依赖“举国机制”才能发展的单一模式。知识经济时代更需要在社会环境（体制、机制和法制）和开发条件（学科研究、应用行业和知识资本）上创造适合产业发展的生态链规模化的环境。新兴战略产业建设是国家意志的体现，自主软件产业建设也该是一个从国家主导酝酿、国家引导创建、
10、政府扶植发展和在市场指导下逐渐培育成熟的渐进演变过程。以发挥政府引导为起始，成为既能体现政府管理职能、又有应用技术研发能力的机构来担当此重任，汇聚社会资源（包括社会科学和工程技术）组成筹建小组，筹建有政策影响力的产业研究中心。从而标志政府层面的产业实践进入了起步阶段，体现出政府对于国家战略产业的掌控指导和决心。只有代表国家意志的政府机构有能力形成实现宏观调控与市场机制有机融合的研发链、建立协调统筹与市场主体有机结合的企业链和促进科技与经济和供给与需求互动的市场链，以及贯穿整个知识经济时代的物质、知识和管理共赢的产权链，从而形成环链紧密相扣构筑成自主CAE软件产业所需的“产业生态链”。行使政府管
11、理职能的应用技术研发机构，对于利用各层面资源优势、促进产学研结合、促进科技与经济结合具有自身特有的优越条件，必须以其清廉公正的行为规范(政治基础)、开放专业的制度建设(组织保障)、不作同质低层次竞争(内在机遇)和探索实践的奉献精神(企业文化)，体现出能够胜任此重任的形象。 作为解决经济结构调整问题的方案，从产业政策上的“放水养鱼”和时间跨度上的“先紧政府小范围后宽社会大市场”作为探索过程，以循序渐进的方式形成有我国特色的体制创新、机制建设和法制观念增强、在国家层面实现资源整合的自主产业模式，尽快促进共性关键技术的规范化、规模化和产业化。 “上兵伐谋”，万事具备，已呈蓄势待发之势，自主CAE软件
12、产业建设蓝图或将呼之欲出。以往在市场商品化过程中“功亏一篑”的坎坷境遇，其经验教训是深刻的。在自主CAE领域，我们有核心技术，有开发人才，有国家内需，然而由于协调管理和资源整合的长期失落，只能处于“被动挨打”和出卖廉价知识成果的“守势”阶段。在全球化的知识经济时代，在战略产业建设这个环节中，新兴战略产业的成败，已经不再是企业与个人的得失，而是国家和民族之间的竞争，没有国家意志的强大体现，就只能都成为被伐者；产业结构调整就是有步骤、有计划、有规律的“伐谋”，作为一个不可能依附于发达国家的崛起中大国，既然不能消除“政治禁运”和商业垄断，何不自己动手推动自主资源的集成创新。“不战而屈人之兵”，让别人
13、知道我们也有同样的软件，而且有特色、有技术、有水平，形成了可与其相匹敌的工程化和产业化整合，目前遭遇的尴尬局面就将不复存在。 “故兵不顿而利可全，此谋攻之法也。” 感谢钟万劢先生题赠“上兵伐谋”字幅，苍劲老道，沧桑扑面，顿生清凉。第一章 数值仿真从工程辅助到工程分析的战略进步（地位） 以一名工程技术人员的视角，看到有限元技术从理论到工程项目应用所取得到的技术进步，以及逐渐成为数值仿真的核心理论基础的历程，就会明白数值仿真技术从工程辅助到工程分析的跨越式进步实属当今科技界所取得的一项巨大进步。循序CAE技术顺应工程研究需求而迅速发展的不同阶段，这是以理论(理论是基础)进步带动工程应用(应用是目的
14、)、程序编制(程序是工具)到软件系统(软件是商品)形成的发展过程，铸就了自主CAE软件技术在优化产业结构调整和提高自主创新能力的重大作用和对于国家战略安全的特殊地位。正是从理论到软件的发展过程，揭示了CAE技术已经从原先计算机辅助工程CAE（Computer Aided Engineering）到计算机分析工程CAE（Computer Analysis Engineering）所引起“质”的提升，由此作为提出建设自主CAE软件产业的依据，为制定合符国情的国家产业政策提供参考。 二十世纪六十年代冯康“独立于西方”给出了有限元法的数学证明，随着计算机技术、近代力学理论和工程研究需求的迅速发展和多学
15、科融合，CAE已经成为一项事关国家竞争力和国家安全战略的软件产业。2004年，严隽琪等提出了“建设有自主知识产权的CAE平台，应是一件十分有意义的事”设想，开始了推动自主CAE软件产业建设的探索；2007年，中国科学院向国务院呈送关于发展事关国家竞争力和国家安全战略的CAE软件产业的建议的报告，由此业界形成了自主CAE软件产业作为国家战略产业的共识。 作为数值仿真技术的核心CAE软件产业的形成和建设具有强烈的“扩散效应”，自主发展将给整个国民经济的稳定发展提供重要基础。从二十世纪六十年代自主奠定了CAE软件系统核心技术的数学基础以来，到至今依然依赖国外软件所形成的被动局面，其对国家竞争力和国家
16、安全战略的影响是巨大而深刻的。屡战屡败，屡败屡战，虽不放弃，但自主CAE软件产业面临形势严峻，经验教训沉重，已经成为自主创新道路上的拦路虎，更造成巨大的心理阴影。有没有必要、有没有能力，认识问题、消除误区是建设自主CAE软件产业的前提和基础。在产业结构调整中扬长避短、在服务国家战略中体现“海纳百川，有容乃大”，以不断融合、改革、发展的精神、从国家战略产业的迫切需求来认识数值仿真技术对于国民经济建设的重要性、从自主软件产业对于带动先进制造业和生产服务业的能量来认识CAE技术提高行业竞争力的可行性、从高新技术产业对于留住高端技术人才和科技成果的作用来认识自主产业建设的必要性、从全国上下同心同德推动产业结构调整的决心和信心来认识落实自主CAE软件产业的时代性。特别是当前的产业化建设氛围和条件都已今非昔比。把解决思想顾虑和实现自身发展结合起来，用产业整体发展和群体
