从我的经历谈谈CAE工业软件的困境

作为一个普通的CAE工程师，我加入过国内大型的数据中心的热仿真团队，进入过CFD技术咨询公司，也在头部外企做过CAE软件技术支持。我并不想从历史和 会的宏观角度去讲我们目前CAE工业软件面临困境的原因，这些话已经被说得太多了。我只从我的经历谈谈我所理解的前因后果。

CAE软件的大头客户为制造厂商，比如新能源整车需要用CFD手段帮助他们实现外气动优化设计、电池包热管理和乘员舱热设计等；医药和农粮方面的制造商希望CFD-离散元耦合技术可以帮助预测产品的分离过滤性能；以及目前半导体制造商想利用热仿真实现对于PCB板上最高温度的预测。

但前提是，大量的CAE仿真手段的对标和预测的成功是要建立在前期有充足的试验数据的基础上的。没有充分的试验数据，仅凭CAE仿真结果实际上无法判断仿真的可靠性。而CAE软件本身也是海量试验数据的结晶，例如一些CAE软件中材料的本构关系，并不是凭空存在的，而是通过无数次的应力——应变试验，并拟合出它们之间的曲线关系才能得到。在国内工业界，产业的滞后造成基层试验数据的缺失，即便能够开发出一款国产的CAE软件，但在遇到复杂非线性问题或是复杂几何问题时，仿真的的准确性必然大打折扣。

绝大多数的制造厂商为了实现产品的快速迭代及量产，肯定会使用已有的技术成熟的国外商业软件。像对于大多数整车厂商而言比较耗时的前处理工作，Altair公司的Hypermesh和Beta CAE System的ANSA占到了80~90%份额。在基于经典NS方程的常规热流分析方面，Ansys的Fluent、CFX等产品的领头羊地位更是难以撼动。而结构分析方面，有达索的Abaqus和Altair的Optistruct等。为了效率，厂商们是不可能用开源软件或国产商业软件去做一个产品的全流程开发的。开源软件或国产商业软件在功能上的不成熟和计算偏差，对于效率为王的国内厂商来说是不可接受的。

在80年代末90年代初改革开放的背景下，“造不如买”的思维深深贯穿着各行各业，工业软件也不例外。这种情况下，大批头部国外工业软件在中国长驱直入，深耕国内各大院校和制造厂商。以Ansys为例，因入场迅速，在高等院校广泛推进学生版和Ansys认证等项目，已经在无形中增加了高校用户对于其产品的认可度。

我曾经在某外企担任过CFD技术支持工程师，像这类西方工业软件公司，它们的法务部门对组织或机构的盗版行为是严厉惩治的，它们大多有比较强硬的法务部门去处理这类事件；但对于个人的盗版行为，他们却肆意放纵，不闻不问。有些软件我们很容易就在 上下到了破解版。这对于个人使用软件未必是坏事，但如果认为这是软件厂商们的“恩惠”，那可太天真了。

这实际上是西方软件厂商们的套路。他们这么做，一方面是因为追究机构级别的盗版行为是可以拿到巨额赔偿的；另一方面，个人盗版行为太多且即便能够得到补偿利益也很有限，再者放任个人盗版行为，尤其是学生的盗版行为，实际上是在培养学生或工程师们的软件使用习惯和倾向。打个比方，如果你上学期间就用到了盗版的Fluent，而且觉得很好用，那么大概率在你走上 会成为CFD工程师以后，你也会倾向于首先使用Fluent去求解一般的热流问题。

在某外企履职之前，我曾经经历过一个所谓的做自主工业软件的公司，从事一款验模和优化软件的开发与推广。国内的大多数做自主工业软件的公司规模不算大，平台实力有限，开发出来的东西是国外工业软件已经具有的模块，且功能上还远不如国外工业软件成熟，实际应用非常受限，我经历的这家公司它的产品就只能用于少数高校或科研院所。

打着“自主可控”的旗 去欺骗政府补贴的公司不在少数。这些公司拥有补贴，却给开发和技术人员的待遇十分微薄，加之公司的价值观存在种种问题。更有甚者，直接对开源求解器库套一张皮，搭上自己做的UI，美其名曰“自主开发”，却做着违反开源协议的事情。这个比毕业论文抄袭的性质还要恶劣！如果基于开源库进行开发，遵守开源相关协议我们都能理解，毕竟从头造轮子并非是很容易的事情；但直接把别人的东西拿来套个UI说成是“自主研发”，在行业道德上讲就非常恶心了。

我从事CAE仿真工作六年多，大多数时间使用商业软件从事制造厂和技术咨询的工作，少部分时间接触了基于开源库的求解器开发工作。我内心也希望国内能有一款通用化极高的全学科仿真软件。但由于国外的刻意制约和国内相关教育与产业的不完善，这条路还有很长的时间才能望到头。现在看起来虽然相关的开发岗位比以前有所增加了，但这类岗位仍有比较大的空缺，基本只有博士或功底扎实的硕士才有可能胜任，另外还需要良好的代码编写水平，兼以过硬的有限元底层原理知识。国内能真正胜任此类岗位的人实际上少之又少。

所以，想做成一个通用性高的全科仿真软件，其背后的实质是需要对包括乃至 会、教育、制度等方面做一个与之契合的配套改革的事情，并不简简单单是一个软件的事情。