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国产CAE仿真软件都有哪些?

2023-5-23 8:02:26      点击:
导读


国产仿真软件产业走过了数十年夹缝生存的发展历程,终于在近几年迎来了发展的春天。那么,国产仿真软件的星星之火何以燎原?本文概要回顾了国产仿真软件的发展历程,从市场、技术、产业总结了国产仿真软件的发展态势,最后针对知名的国产仿真厂商进行了盘点和介绍,敬请各界专家指正。


当今世界,随着客户需求日益个性化,产品生命周期越来越短,产品结构日趋复杂,仿真技术应用已成为支撑各行业企业进行产品创新的核心技术。我国制造业的蓬勃发展为国产仿真软件带来了发展机遇,不论是神舟系列飞船、华龙一号核电站、时速600公里的高速磁浮列车、C919大飞机等“国之重器”的成功研制,还是我国家电、汽车、电子、装备制造等行业的产品创新实践背后,皆有国产仿真软件的身影。

国产仿真软件产业走过了数十年夹缝生存的发展历程,终于在近几年迎来了发展的春天。那么,国产仿真软件的星星之火何以燎原?本文概要回顾了国产仿真软件的发展历程,从市场、技术、产业总结了国产仿真软件的发展态势,最后针对知名的国产仿真厂商进行了盘点和介绍,敬请各界专家指正。


历经坎坷

国产仿真软件行业静待花开


我国仿真软件的发展历程充满坎坷。我国的CAE软件的研发最早可追溯至上世纪60年代,在解决刘家峡大坝应力分析计算中,我国老一辈科学家研制出我国第一个平面问题通用有限元程序。国内的有限元方法及有限元软件诞生之后,被应用于航空航天、土木、建筑和水利等工程领域的多个大型工程。

20世纪70年代,大连理工大学研制出了DDJ、JIGFEX有限元分析软件和DDDU结构优化软件,北京农业大学的李明瑞教授研发了FEM软件;中国飞机强度所研制了航空结构分析软件HAJIF。进入20世纪80年代之后,通过引进、借鉴和吸收国外软件,国内CAE软件短暂呈现过百花齐放的繁荣格局,涌现出了不少优秀的仿真软件。例如,基于对SAP软件的移植和重大改进,北京大学的袁明武教授研制出了SAP-84;航空工业部研发出了结构多约束优化设计系统YIDOYU;中国科学院数学所的梁国平教授开发了有限元程序自动生成系统FEPG;郑州机械研究所联合中科院数学与系统科学研究所和北京大学开发出了结构分析软件产品紫瑞CAE;华中科技大学自主研发了铸造工艺仿真软件华铸CAE、注塑工艺仿真软件HsCAE;航空工业总公司开发的线性与非线性结构分析程序APOLANS等。这些国内仿真软件与国外同类产品相比,在核心算法和若干功能上有诸多特色,反映了我国学者在仿真软件研究中取得的成果。

然而,在20世纪90年代中后期,随着国内工业持续快速发展带来了仿真需求的加大,国际主流仿真软件厂商相继进入中国市场,本土仿真软件厂商遭到巨大冲击,陷入“既没有资金来源,又没有用户反馈”的发展困境,导致国内仿真软件在市场和技术上远远落后于国外厂商。

进入21世纪以来,随着我国汽车、工程机械、航空航天等应用领域对仿真软件的市场需求持续增大,国产自主仿真软件研发逐渐兴起。一批本土仿真软件厂商开始自主研发仿真软件,一些国际厂商的营销与服务合作伙伴企业也开始尝试走自主开发的道路,安世亚太、瑞风协同、索辰科技、世冠科技、同元软控、前沿动力、英特仿真、索为、霍莱沃、中仿智能、元计算、中国科学院电工研究所、海基科技、析模科技、超算科技、致卓信息、积鼎科技、荣泰创想、四海广达等国产仿真软件厂商逐渐脱颖而出。

近年来,在被西方国家“卡脖子”的背景下,国家对于仿真软件等核心工业软件加大了扶持力度,军工、汽车、电子、通信等行业的行业领军企业对于仿真软件的需求迅速增长,国产仿真软件企业得到创投机构的青睐,天洑软件、十沣科技、安怀信、云道智造、数巧科技、奥蓝托、华望系统科技、华如科技、太泽透平、适创科技、速石科技、麦粒软件、励颐拓、极道成然、创联智软、东峻科技、波客、智仿神州、迪捷软件、灵思创奇、希格玛仿真、蓝威数值、云翼超算、云际数字、梅卡尔科技、合工仿真、迈曦软件、至博力震等一大批国产仿真软件企业相继成立,国产仿真软件行业开始迎来了发展加速期,仿真软件成为创新创业的热门领域。


群雄并起

国产仿真软件厂商发展迅速


无论是安世亚太、索辰科技、瑞风协同、英特仿真、前沿动力、同元软控等老牌劲旅,还是天洑软件、十沣科技、安怀信、奥蓝托、数巧科技、云道智造等后起之秀,国产仿真软件厂商并没有对国外仿真软件的发展模式进行简单复制,而是以形成适合我国国情的产品研发模式和商业策略为路径。一些厂商通过找准定位,不断锤炼自身技术底蕴,形成仿真基础软件产品体系,并针对不同的垂直细分领域开发出了模块化的专用仿真软件和解决方案;还有一些厂商则采取了更加灵活的市场策略和营销模式,例如演化出基于云计算的仿真软件版本,探索SaaS化的产品服务模式。


国产仿真软件厂商概览

(按照成立时间排序)





首先,从市场的角度来看,国产仿真软件厂商通过集中自身、高校、科研机构和合作伙伴的优势力量来开展联合研究,纷纷加快新产品的研发和版本更新、融资与上市力度。需要指出的是,尽管这些国产仿真软件厂商在2022年针对基础仿真软件产品进行了相关研发和迭代更新,但与国外仿真巨头相比,他们在产品成熟度、算法完备性、行业覆盖度等方面仍有一定差距,仍需要积累相关细分行业技术和经验来持续完善产品形式和发展路线。


国产仿真软件厂商市场动态

(2022年-2023年2月)


其次,从技术的角度来看,云计算、AI、数字孪生等新技术发展迅猛,通过将仿真技术与新技术的融合,国产仿真软件厂商获得了源源不断的发展动力。例如,仿真与云计算的结合,有助于提供多端访问、资源分配的灵活性,用户通过访问仿真云平台,能够选灵活择所需要的计算资源,从而提升计算速度;借助AI技术,如人工神经网络、深度学习、强化学习、迁移学习等对非线性强耦合的加工过程和加工对象进行仿真建模,能够实现计算加速和快速决策;通过融合仿真技术的数字孪生,可形成基于知识与应用场景的基础上的行业数字孪生解决方案,实现对具体行业的全生命周期的管理和维护。

国产仿真软件与新技术融合概览


此外,从产业的角度,目前国产仿真软件尚处于技术研发和商业化初期,但得益于中国经济和工业的快速发展,以及我国对自主研发的政策支持力度不断加大,国产仿真软件厂商也迎来了前所未有的发展机遇。他们立足自身所擅长的专业领域,尝试在场景化、云端化、个性化等多方面突破创新,形成差异化的竞争优势。目前,国产仿真软件厂商在航空航天、汽车、电子电器、船舶、能源、交通基建等行业,为用户提供了细致且专业的产品和解决方