工业软件是工业制造的大脑和神经，更是智能制造的核心驱动力，在驱动全球制造业智能化转型的同时，也在被人工智能等新兴信息技术所改变

软件变革

尽管没有动辄几亿甚至十几亿的用户数，但却没有人会小看工业软件。工业软件，是工业制造的大脑和神经，更是智能制造的核心驱动力。早有专家表示，“软件定义已经成为新一代工业革命的核心，软件定义制造将是下一个趋势”。

而在软件变革制造业的过程中，不容忽视的一点是，软件本身也在进化和变革。近日，由海克斯康举办的2023工业仿真软件技术峰会在青岛举行，与会的企业代表围绕工业仿真软件的发展趋势以及行业应用进行了分享。以CAE（computer aided engineering，即计算机辅助工程）为代表的工业仿真软件是高端工业软件的代表，有人将其形容为工业软件“皇冠上的明珠”。以工业仿真软件为窗口，得以窥见近年来工业软件的发展和进化之路。

“高端”需求加速释放

工业仿真软件，顾名思义即利用计算机对产品的性能进行预测分析，通常用于制造业的前端研发环节，以辅助和优化设计。

据《中国工业软件产业白皮书（2020）》统计数据显示，在产品研发的早期阶段采用工业仿真软件即可对最终产品的成本和质量有着15-35倍的杠杆效应。

如此强大的改善提升效果来自很高的技术门槛。工业仿真软件往往不是单个分散的技术，而是一个集合了众多学科知识的体系，并且需要在生产实践中与各种知识融合，进行不断地更新迭代。

“工业仿真软件工程师至少都是硕士学历”“刚开始学习应用一款仿真软件，工程师需要3个月入门学习才能上手，要培养一个熟手可能要好几年。” 对当前工业仿真软件研发和使用现状，参会企业代表如是说。

尽管在航空航天、汽车制造等离散型制造领域，工业仿真软件早已经是企业的“标配”，但近年来，新技术的不断发展让企业对工业仿真软件涌现出越来越多新需求。

中车首席技术专家卜继玲在谈到工业仿真软件在高分子材料行业的应用时表示，过去企业更多将工业仿真软件应用在设计端，而未来生产制造业领域的仿真将越来越受关注，通过生产工艺过程的仿真更好保证产品质量的一致性。“目前金属件的工艺仿真已经比较多，未来高分子材料应用将越来越广泛，很多产品会取代金属，需要加快推进高分子材料工艺仿真技术的研发。”

瓦轴集团总工程师、国家大型轴承工程技术研究中心主任于长鑫也有类似感受。“过去，轴承产品多是对称结构的。现如今，随着产品升级，新产品很多都是非对称结构，就需要对工业仿真进行相应升级。”

事实上，越来越智能化的产品也在催生对工业仿真软件越来越多的需求。比如智能网联汽车从设计到测试，都需要大量仿真模拟。据Grand View Research数据，2023年全球CAE市场规模预计可达102亿美元，在2030年可达234亿美元。

近些年，多重因素影响下，制造业企业面临较大生存压力。在激烈的市场争夺过程中，工业仿真软件也在越来越多维度发挥作用，甚至已经成为“生存”的基本工具。

“我们的产品在海外开拓市场的过程中，已经不能单凭价格优势赢得客户。竞争对手间价格差别不会太大，那么就要依靠产品响应能力，本地生产以及后期运营维护能力。这些都离不开工业仿真软件。”卜继玲介绍，依托工业仿真软件可以迅速根据客户要求设计出产品，并将产品全生命周期都用软件展现出来送达客户，然后将生产制造能力在本地“复制”实现。

拥抱“GPT时代”

近几年，AI技术席卷各行各业，工业仿真软件也不例外。

美国国家工程院院士、海克斯康工业软件全球首席技术官Bruce Engelmann表示，伴随着高性能计算普及，运行模型越来越大、越来越保真，以及AI技术的全面介入，工业仿真软件市场将延续数量级增长态势。

今年以来，ChatGPT火爆全球，以GPT（Generative Pre-Trained Transformer，一种基于自然语言处理的人工智能模型）为代表的生成式人工智能加速成熟，未来将有望在一定程度上降低工业仿真软件的使用和研发门槛。

“对使用者来说，GPT可以帮助使用者以对话的方式快速获得帮助文件；对我们内部开发，GPT可以帮助我们改进软件开发流程。这两点目前是可以确定的。”海克斯康工业软件事业群设计与工程首席技术官徐明介绍。

事实上，不只是人工智能技术。随着第四次工业革命的到来，新的制造业模式和业态加速涌现，工业仿真软件也正在加速与各种工业新技术融合，实现产品进化。

Bruce Engelmann介绍，所有的仿真建模都是基于假设的一种数学算法，都需要在使用中不断完善。当前工业互联网的发展让企业生产制造全流程的数据都变得更加容易获得，通过利用这些数据信息，能帮助仿真软件更好改进和完善建模。与此同时，仿真软件也能帮助工业互联网更好发挥作用。“比如在应用需求非常强的预测性维护场景，仅仅依靠收集到的数据去做维护是远远不够的，因为并不知道机械装备的机理。而如果将收集到的数据与仿真软件相结合，就会更有效果。”他说。

任何硬币都有两面。新技术的不断应用给工业仿真软件产品带来持续进步的同时，也给开发人员带来了不少新的“烦恼”。如何更好平衡效果与效率就是一个十分典型的问题。当前，工业仿真软件的模型越来越大，网格数越来越多，各种条件设置越来越细，运行过程中需要虚拟样机、虚拟实验等手段，因此给求解时间带来了很大的挑战。因此，不论软件开发企业还是制造业应用企业，都需要根据实际需求做好权衡。

走向“普惠”

随着制造业转型升级的不断提速，来自中小企业的工业仿真软件需求也越来越多。很多中小企业希望通过利用工业仿真软件，进一步提升产品品质，从而获得开拓国际市场的机会。

但与此同时，传统的工业仿真软件不仅使用门槛较高，价格也较高，这对在人才、资金等方面都较为缺乏的中小企业来说是一个不小的阻碍。

让工业仿真软件走向“普惠”，是全行业正在共同努力的方向。值得庆幸的是，当前，新的软件技术以及信息技术的发展，为中小企业拥抱高端工业软件带来巨大助力。

海克斯康制造智能大中华区工业软件事业群总裁李亦震介绍，目前海克斯康已经将自己的工业仿真软件行云化处理后，放到自己研发的工业互联网平台上，中小企业登上平台便可以方便、快捷地使用所需的软件功能，而无须像过去一样必须购买一整套软件安装到本地电脑上才能使用。

从过去的购买整套到如今在平台上订阅所需功能，工业仿真软件的收费模式也已不同于过去。“过去那种买断的方式，一套软件动辄一两百万，对中小企业负担很大，现在用一天就付一天的钱，解决哪个问题就付解决这个问题的钱，大大降低企业使用的金钱成本。”李亦震表示。

加快制造业数字化转型，中小企业是关键群体。随着在中小企业中的应用越来越多，工业仿真软件也将在越来越多环节发挥作用。李亦震介绍，仿真不仅仅用在设计阶段，也应用于生产制造和质量检测方面，尽管目前企业仍是在设计阶段应用较多，但未来一定会在全流程推开。（青岛日报/观海新闻首席记者  孙欣）

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责任编辑：王亚楠