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实施制造强国战略亟需发展壮大自主仿真软件产业

   日期:2020-01-07     浏览:99    评论:0    
核心提示:近期中国工程院对制造业中的26类产业开展了产业链安全性评估,结果显示部分产业发展存在严重短板。其中,飞机、汽车、核工业、电子信息制造、机械、模具等重点行业的仿真软件(CAE,Computer Aided Engineering)长期
 近期中国工程院对制造业中的26类产业开展了产业链安全性评估,结果显示部分产业发展存在严重短板。其中,飞机、汽车、核工业、电子信息制造、机械、模具等重点行业的仿真软件(CAE,Computer Aided Engineering)长期被美欧仿真厂商垄断,存在严重的“卡脖子”风险。随着中美贸易战愈演愈烈,风险越显突出。当前,我国自主仿真软件产业基础薄弱,处于发展初期,面临着研发资金与技术人才相对匮乏,用户认可和工程经验严重不足,盗版软件长期泛滥掣肘产业发展等诸多问题,亟需进一步加强统筹部署力度,维护市场运行秩序,完善创新体制机制、打造闭环商业生态、落地创新服务模式等综合举措,发展壮大我国仿真软件产业,逐步缩小与世界强国的差距。围绕于此,中国电子学会提出研究观点及对策建议如下。

仿真软件产业发展态势

  一、全球制造强国将仿真技术 作为战略布局重点

  仿真技术正支撑并驱动着全球工业化的加速提升,已成为全球制造强国共同关注的重点。围绕仿真技术和软件的发展,各制造强国纷纷进行重点战略布局,例如美国白宫发布的《美国先进制造领导战略》中优先支持建模和仿真,以实现预测和改进产品性能和可靠性作为着力点。法国政府颁布《数字法国2020》将发展软件产业作为优先目标以促进研发和创新,通过系列举措推动数字模拟仿真工具的进一步加强。德国政府发布的《工业4.0》将数字孪生和工业软件发展作为重点任务。

  二、仿真巨头商业生态趋于 完善已形成强大壁垒

  随着CAE软件产业迅速崛起,美欧CAE厂商均重点关注商业生态的持续构建。通过持续性的研发投入、不断并购重组、产用结合协同开发、高校联合人才培养等综合举措,美欧CAE厂商逐步完成各自的商业生态布局,形成强大的技术和商业壁垒。目前已形成ANSYS(美国)、SIEMENS(德国)、DS Simula(法国)、Alair(美国)、MSC(原美国)和ESI(法国)六大CAE巨头垄断全球市场的格局。

  中国电子学会整理

  三、我国仿真软件产业基础 薄弱仍处在发展初期

  随着我国制造强国战略的不断推进,仿真软件的重要性日益突出。我国自主CAE软件产业发展处境艰难,各厂商均处于研发成果向商业转化的探索阶段。参照美欧CAE巨头发展路径,我国自主CAE厂商发展进程相当于美欧CAE厂商在二十世纪九十年代发展水平。总体而言当前国产CAE软件产业发展态势整体处于初级阶段,尚无力支撑我国制造业高质量发展的迫切需求。

我国自主CAE软件产业发展面临的问题

  一、研发资金与技术人才相对匮乏

  一是基础研发经费不足。CAE软件的基础研发工作量大周期长,需要对物理特性、算法实现、软件工程等进行综合研究,以及进行大量的物理对标实验,因此资金需求周期长且额度大。我国CAE厂商普遍规模较小,难以承担高额度持续性的研发投入。与此同时,我国高校和科研院所的相关科研经费以课题攻关为主,不足以支撑CAE软件基础研发的持续深入。二是高端技术人才稀缺且流失严重。CAE属于大型软件工程,研发工作对于物理学、化学、数学、软件工程等多学科融合能力要求极高,当前我国投入到CAE研发工作的跨学科顶尖技术专家数量稀缺。与此同时,国产CAE软件市场环境恶劣,企业很难在商业转化阶段获得应有收益,基础研发工作的投入产出失衡,导致高端技术人才流失严重。

  二、用户认可和工程经验严重不足

  目前在通用CAE软件领域,我国已形成了一定数量的软件厂商,在中低端领域有一定的用户数量,但普遍存在软件迭代滞后问题,其专业性、成熟度、适用度、计算精度、计算能力等与国外同品类软件相比差距较大,导致用户认可度较低。在专业CAE软件领域,国外CAE软件凭借技术成熟、产品线集成和复杂工程实施经验等优势能力,几乎垄断我国高端制造领域市场。除个别国家项目定点采购外,国产CAE软件很难通过竞争参与高端制造领域的仿真工程应用,导致国产CAE厂商的工程经验严重不足。

  三、盗版软件长期泛滥掣肘产业发展

  在巨大利益驱动下盗版CAE软件不断推出,大量用户版权意识淡薄,导致盗版泛滥。与此同时,国外仿真软件厂商出于培养用户使用习惯的目的,放任我国用户使用其盗版软件。盗版软件横行使我国CAE厂商生存环境进一步恶化,中低端用户大量流失,市场空间受到挤压,企业无法获得正常的市场营收,难以维系团队建设、深入开发和市场开拓所需的资金链,不利于我国自主CAE软件产业的良性可持续发展。

加快自主CAE软件产业发展的措施建议

  一、进一步加强统筹部署力度

  统筹部署CAE软件产业发展重大相关工作,引导政府、科研、教育、生产、用户、金融各方通力协作。一是引导民间资本进入,助推自主CAE软件的商业转化进程;二是引导和资助大型国有企业与自主CAE厂商合作围绕基础共性技术和关键工程技术开展仿真软件基础研发;三是倡导大型国有企业在可用前提下,优先使用自主CAE软件;四是鼓励产、学、研、用各方联合成立仿真重点实验室,培养仿真软件基础研发人才和中高端仿真应用技术人才。

二、进一步维护市场运行秩序

  一是有关部门采取有效措施掌握市场动态,一经发现盗版,马上明令禁止,采取专项治理,打击盗版软件制造者和散播平台,从根本上打击和遏制盗版的发行。二是大力整顿软件产业知识产权乱象,政府牵头,企业、高等院校、科研机构、知识产权管理机构和服务机构多方公共参与,建立健全企业保护自律机制,在自主CAE软件细分领域开展先试先行。

  三、进一步完善创新体制机制

  引导国内CAE软件厂商、大型制造业企业和研究机构通过企业并购和股权融资等方式组成创新联合体,针对“卡脖子”问题突出领域的专业仿真软件进行联合开发,以企业工程应用为牵引,促进各方创新能力、工业知识、工程经验和用户反馈的资源共享与优势互补,推动产用协同发展,加快国产CAE软件的基础研发与优化迭代进程。

  四、进一步打造闭环商业生态

  引导自主工业软件厂商合力构建闭环商业生态,形成CAD、CAE、CAM直至生产现场装备控制优化的工业软件价值闭环。促进CAE软件厂商与其上下游工业软件以及生产装备厂商的深度合作,将工程仿真计算优化结果转化为具有商业价值的生产装备控制与优化“工艺包”,通过构建仿真计算与工业生产装备控制融合的工业软件闭环商业生态,拓展自主工业软件厂商的市场空间实现共赢发展。

  五、进一步落地创新服务模式

  引导工业互联网平台与CAE厂商合作,加快打造云端仿真开发环境,构建开发者社区,引入低代码开发技术,吸引专业技术服务商和第三方开发者基于云端工业PaaS仿真平台进行工业APP研发。引导CAE软件厂商充分利用工业互联网平台,将仿真软件能力转化为平台 PaaS核心能力及SaaS应用服务,通过订阅模式来降低自身服务成本和用户应用成本,吸引中小企业用户使用仿真计算服务,构建基于工业互联网平台的新型商业路径。

 
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