仿真技術(shù)如何仿得更真？仿得更快？仿得更全？仿得更易？

春節(jié)期間，我認(rèn)真拜讀了田鋒先生的《苦旅尋真——求索中國(guó)仿真解困之道》一書，深有感觸，收獲頗豐。作者是我的良師益友，雙方企業(yè)也有長(zhǎng)期合作，我們還曾于2016年一起前往德國(guó)考察工業(yè)4.0。我十分敬佩作者長(zhǎng)期推進(jìn)仿真技術(shù)在中國(guó)制造業(yè)應(yīng)用、普及和見效的執(zhí)著與激情，更仰慕作者作為一位“理工男”，具有深厚的人文修養(yǎng)和妙筆生花的功力。讀完本書，有感而發(fā)，特撰本文。

讀這本書，仿佛是學(xué)習(xí)一門大學(xué)時(shí)代的必修課，我常常拿出紅筆圈圈點(diǎn)點(diǎn)，生怕漏掉一個(gè)細(xì)節(jié)。這本書并不是一本純粹介紹仿真技術(shù)的學(xué)術(shù)著作，而是結(jié)合作者長(zhǎng)期的工程咨詢服務(wù)和仿真軟件研發(fā)、推廣及應(yīng)用實(shí)踐，進(jìn)行的系統(tǒng)總結(jié)與戰(zhàn)略思考，是一本幫助制造企業(yè)將仿真技術(shù)應(yīng)用落到實(shí)處、發(fā)揮實(shí)效的指點(diǎn)迷津之作，實(shí)用性和指導(dǎo)意義很強(qiáng)。

作為智能制造和制造業(yè)數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的權(quán)威媒體和服務(wù)機(jī)構(gòu)，e-works一直非常關(guān)注仿真技術(shù)發(fā)展，曾多次組織仿真技術(shù)應(yīng)用的專業(yè)會(huì)議。記得我在主持一次仿真應(yīng)用圓桌討論時(shí)，提出的研討話題就是：仿真技術(shù)如何仿得更真？仿得更快？仿得更全？仿得更易？對(duì)于這些問題，作者在本書中進(jìn)行了全面的詮釋，并給出了具體的方法論和路線圖。

圖源：安世亞太

在中國(guó)制造業(yè)從Made in China走向Innovation in China的轉(zhuǎn)型過(guò)程中，制造企業(yè)必須從逆向工程轉(zhuǎn)向正向設(shè)計(jì)，而仿真技術(shù)的定位也從設(shè)計(jì)驗(yàn)證轉(zhuǎn)向仿真驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)。這個(gè)轉(zhuǎn)型過(guò)程對(duì)于每個(gè)企業(yè)而言，都是一段苦旅。而在緩步樹立知識(shí)產(chǎn)權(quán)意識(shí)的社會(huì)環(huán)境中推廣和普及仿真技術(shù)，更是一段艱難的苦旅，就像“西天取經(jīng)”沿途需要“斬妖除怪”一樣，需要百折不撓和求真務(wù)實(shí)的精神。我想，這正是本書書名的內(nèi)涵，也是作者的親身體驗(yàn)。

e-works曾組織過(guò)兩次網(wǎng)上大討論——“CAE如何走下神壇？”、“CAE普及應(yīng)用正當(dāng)時(shí)？”，這是當(dāng)時(shí)我們發(fā)出的對(duì)中國(guó)仿真技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的叩問。盡管那兩次大討論距今已有十多年，但這兩個(gè)問題如繞梁之音，至今仍然值得深思。我想，這也是作者的心中所惑，他在書中寫下——“仿真驅(qū)動(dòng)研發(fā)”是仿真人的夢(mèng)，但這場(chǎng)夢(mèng)屢屢淪為黃粱夢(mèng)。

伴隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，消費(fèi)需求日益?zhèn)€性化，產(chǎn)品生命周期越來(lái)越短，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇，眾多行業(yè)供過(guò)于求；同時(shí)，由于勞動(dòng)力成本迅速攀升，低附加值產(chǎn)品的制造已經(jīng)快速向低成本國(guó)家轉(zhuǎn)移。在這種背景下，中國(guó)制造企業(yè)要贏得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，比任何時(shí)候都更需要借助仿真技術(shù)的應(yīng)用提升自主創(chuàng)新能力。二十多年間，作者親歷了中國(guó)仿真軟件與服務(wù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，他在書中所描述的中國(guó)自主仿真的困境，以及提出的解決之道，值得每一個(gè)仿真領(lǐng)域從業(yè)者和智能制造領(lǐng)域工作者深思。

如今，仿真技術(shù)廣泛已經(jīng)應(yīng)用于各行各業(yè)，在新型飛機(jī)、汽車、裝備，乃至新藥與疫苗的研發(fā)與制造過(guò)程中，發(fā)揮著重要作用：通過(guò)系統(tǒng)仿真優(yōu)化產(chǎn)品整體設(shè)計(jì)方案，通過(guò)多物理場(chǎng)仿真提升產(chǎn)品性能，通過(guò)工藝仿真提高產(chǎn)品品質(zhì)和可制造性，通過(guò)虛擬試驗(yàn)減少實(shí)物試驗(yàn)，通過(guò)數(shù)字孿生實(shí)現(xiàn)虛實(shí)融合，優(yōu)化產(chǎn)品運(yùn)營(yíng)，改進(jìn)下一代產(chǎn)品的性能。

但是，仿真技術(shù)在中國(guó)制造業(yè)的滲透率還很低，應(yīng)用程度還不夠深入，總是“蒙著神秘的面紗”?？陀^來(lái)說(shuō)，我國(guó)制造企業(yè)對(duì)仿真技術(shù)的認(rèn)知和掌握程度遠(yuǎn)低于CAD、PDM等技術(shù)，熟練掌握CAE軟件的人才也相對(duì)稀缺，制造企業(yè)還十分缺乏對(duì)仿真知識(shí)的沉淀。

圖源：安世亞太

因此，不管是大型企業(yè)還是中小型企業(yè)，都面臨著一個(gè)顯而易見卻又無(wú)比困擾的問題——制造企業(yè)為什么要迎難而上應(yīng)用仿真技術(shù)？應(yīng)用仿真技術(shù)如何見效？

在《苦旅尋真》一書中，作者從正向設(shè)計(jì)模型出發(fā)來(lái)審視仿真的價(jià)值，把紛繁復(fù)雜的仿真技術(shù)和仿真軟件進(jìn)行了“庖丁解?！薄２还苁腔A(chǔ)的結(jié)構(gòu)仿真，還是深層次的多學(xué)科仿真與優(yōu)化應(yīng)用，只有打造專業(yè)的仿真團(tuán)隊(duì)，建立多專業(yè)協(xié)作的組織體系，形成企業(yè)的仿真知識(shí)庫(kù)、流程庫(kù)和模板庫(kù)，應(yīng)用協(xié)同仿真平臺(tái)，才能更好地發(fā)揮仿真技術(shù)的重要作用。

書中指出，誕生50多年的仿真技術(shù)已進(jìn)入相對(duì)成熟的發(fā)展期，成為國(guó)際先進(jìn)企業(yè)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的制勝法寶，仿真技術(shù)的效益越來(lái)越高，在產(chǎn)品創(chuàng)新和技術(shù)突破方面的作用也越來(lái)越大。然而，在我國(guó)很多制造企業(yè)中仿真仍然只是錦上添花，無(wú)法成為設(shè)計(jì)依據(jù)，因?yàn)楹芏嗲闆r下仿真人員自己都搞不清楚仿真結(jié)果是否可信？如何能得到穩(wěn)定的仿真結(jié)果？為什么與試驗(yàn)結(jié)果不一致？《苦旅尋真》將這些怪象概括為“大企業(yè)充斥著‘假仿真’，而中小企業(yè)受限于仿真的高門檻無(wú)法企及?！?/p>

對(duì)于這一系 列問題，《苦旅尋真》給出了務(wù)實(shí)的建議，作者的一些觀點(diǎn)也使我頗受啟發(fā)。對(duì)于大型企業(yè)仿真，應(yīng)該從制定仿真戰(zhàn)略著手，規(guī)劃仿真體系的成熟度，建設(shè)仿真標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，注重仿真人才與組織的建設(shè)，科學(xué)地開展仿真軟硬件選型，逐步構(gòu)建仿真平臺(tái)和仿真體系，實(shí)現(xiàn)仿真驅(qū)動(dòng)研發(fā)的目標(biāo)；對(duì)于中小型企業(yè)，雖然他們創(chuàng)新基礎(chǔ)較差，比如研發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施、人員儲(chǔ)備、技術(shù)積累等方面均無(wú)法與大企業(yè)相提并論，但是他們具有運(yùn)營(yíng)機(jī)制靈活的優(yōu)勢(shì)，所以云仿真、仿真軟件彈性租賃、仿真APP的訂閱等手段，都不失為一種可以探索的方案。

值得關(guān)注的是，《苦旅尋真》在探討云仿真議題時(shí)做了一定延伸，因?yàn)樵颇Ｊ脚c傳統(tǒng)工業(yè)軟件的運(yùn)營(yíng)方式不同，實(shí)現(xiàn)云仿真的基礎(chǔ)是完備的仿真生態(tài)，而仿真生態(tài)的生存基礎(chǔ)是仿真云平臺(tái)，三者環(huán)環(huán)相扣，缺一不可。

本書共四篇二十章，第一篇是“維谷叩天：仿真困局求解“，第二篇是“迷途破曉：仿真體系修煉”，第三篇是“云橋飛架：仿真生態(tài)衍進(jìn)“，第四篇是”天路漫漫：仿真自主征途“。每一篇的標(biāo)題對(duì)仗工整，內(nèi)容縝密，寓意深刻，體現(xiàn)了作者對(duì)我國(guó)仿真技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的系統(tǒng)思考。其中，我個(gè)人感覺收獲最大的是第二篇，而其中最重要的是第十章“仿真體系規(guī)劃與建設(shè)“，清晰地描繪出仿真體系建設(shè)路線圖。

綜合仿真體系模型

在我考察和服務(wù)過(guò)的眾多制造企業(yè)當(dāng)中，絕大多數(shù)企業(yè)還停留在一些單元仿真工具軟件的應(yīng)用，缺乏仿真體系和仿真組織建設(shè)，更缺乏仿真數(shù)據(jù)管理和仿真流程管理的規(guī)范。

作者在書中系統(tǒng)地介紹了仿真體系成熟度的五級(jí)模型（采納級(jí)、重復(fù)級(jí)、預(yù)測(cè)級(jí)、驅(qū)動(dòng)級(jí)、引領(lǐng)級(jí)），從戰(zhàn)略、人才、組織、流程、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、軟件、硬件和平臺(tái)九個(gè)維度來(lái)對(duì)仿真體系的成熟度進(jìn)行評(píng)估，給出了具體的積分卡和評(píng)估案例；作者在書中明確了仿真標(biāo)準(zhǔn)（如何做和如何做好仿真）與仿真規(guī)范（什么時(shí)候做什么仿真）的關(guān)系，指出如何標(biāo)定仿真結(jié)果的正確性，給出了仿真標(biāo)準(zhǔn)編制指南，列舉了某復(fù)雜產(chǎn)品企業(yè)的仿真體系建設(shè)過(guò)程，還提供了不少在為企業(yè)服務(wù)過(guò)程中的寶貴案例和模板。這些內(nèi)容對(duì)于正在推進(jìn)仿真技術(shù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新的企業(yè)非常有借鑒意義。

自主仿真是《苦旅尋真》書中的另一個(gè)核心議題。工業(yè)軟件被業(yè)界認(rèn)為是中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必由之路，而仿真軟件作為核心的工業(yè)基礎(chǔ)軟件，更是被放在重點(diǎn)發(fā)展的位置。這個(gè)進(jìn)程中，實(shí)現(xiàn)自主仿真的意義不言而喻。但是，中國(guó)仿真的自主研發(fā)之路一直崎嶇不平。從上世紀(jì)70年代開始，經(jīng)歷50年發(fā)展仍徘徊在主流之外。技術(shù)、人才、政策等原因有很多，究其根本是沒有找到商業(yè)成功之路。

關(guān)于自主仿真，作者有很多獨(dú)到的思考，諸如中國(guó)自主仿真應(yīng)對(duì)標(biāo)本國(guó)工業(yè)企業(yè)的剛需；自主仿真“風(fēng)口”的真正原因是中國(guó)工業(yè)和經(jīng)濟(jì)已達(dá)到分水嶺；技術(shù)鏈和商業(yè)鏈?zhǔn)钱a(chǎn)業(yè)基因的DNA；而沒有成功的商業(yè)路線，就不會(huì)有成功的技術(shù)路線；實(shí)現(xiàn)自主仿真可采取“賦能開道”策略；中國(guó)仿真需要深度合作、整合出海等。

我曾在多篇關(guān)于工業(yè)軟件的觀察文章中提到：我國(guó)工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，需要開放的心態(tài)、長(zhǎng)期的戰(zhàn)略、科學(xué)的態(tài)度、市場(chǎng)的機(jī)制和創(chuàng)新的組織模式，不能操之過(guò)急，更不能指望畢其功于一役；在鼓勵(lì)自主創(chuàng)新和國(guó)產(chǎn)化同時(shí)，也應(yīng)當(dāng)與國(guó)外工業(yè)軟件廠商開放合作；要大力推進(jìn)與工業(yè)軟件應(yīng)用相關(guān)的咨詢服務(wù)，讓企業(yè)真正用起來(lái)，打通業(yè)務(wù)流程，創(chuàng)造實(shí)際價(jià)值；要大力支持工業(yè)軟件和服務(wù)領(lǐng)域的“雙創(chuàng)”，并合理使用開源技術(shù)；政府應(yīng)大力支持那些真正有用戶基礎(chǔ)、有市場(chǎng)意識(shí)、有技術(shù)沉淀、有服務(wù)能力、有戰(zhàn)略定力的工業(yè)軟件企業(yè)和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)；同時(shí)還應(yīng)大力倡導(dǎo)企業(yè)尊重知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

相似觀點(diǎn)在《苦旅尋真》一書中被屢屢提及，譬如與國(guó)外成熟仿真軟件合作的“高點(diǎn)起跳”，通過(guò)仿真體系建設(shè)方法論培養(yǎng)中國(guó)公司咨詢服務(wù)能力的“賦能開道”，借助政府的政策和資金支持、信譽(yù)背書、吸引人才、保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，不能靠一場(chǎng)運(yùn)動(dòng)和一個(gè)項(xiàng)目就能解決仿真體系修煉，而需要廣大自主仿真軟件企業(yè)共同參與且長(zhǎng)期堅(jiān)持。

此外，《苦旅尋真》還非常系統(tǒng)地闡述了仿真生態(tài)的演進(jìn)以及云生態(tài)的發(fā)展等問題，作者結(jié)合多年來(lái)在仿真領(lǐng)域工作的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)給出了切實(shí)可行的建議。在實(shí)現(xiàn)自主仿真這個(gè)問題上，作者將其比喻成攀登珠穆朗瑪峰，行程何其漫長(zhǎng)兇險(xiǎn)，卻唯有篤定與堅(jiān)持。在攻堅(jiān)過(guò)程中，如何根據(jù)技術(shù)發(fā)展規(guī)律和工業(yè)需求來(lái)決定先后次序，作者從上百個(gè)技術(shù)與應(yīng)用維度進(jìn)行一一剖析和闡述，堪稱面面俱到、高屋建瓴。

總的來(lái)說(shuō)，《苦旅尋真》與市面上仿真有關(guān)的軟件入門、技術(shù)實(shí)操等應(yīng)用類書籍有著本質(zhì)的區(qū)別。這是一部展現(xiàn)作者憂思的啟示錄，揭示了中國(guó)仿真的真實(shí)現(xiàn)狀，回顧了中國(guó)仿真應(yīng)用的艱苦旅程，分享了這段苦旅帶給從業(yè)者的體悟，最重要的是提出了解決之道。

書中還有許多精彩論述和總結(jié)，需要反復(fù)研讀。我認(rèn)為，對(duì)于正在致力于向創(chuàng)新轉(zhuǎn)型的中國(guó)制造企業(yè)的高層管理者和技術(shù)人員，對(duì)于仿真業(yè)界的實(shí)踐者，本書都應(yīng)當(dāng)被列為值得深閱讀的必讀之書！

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