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1、·专家视点·发展自主CAE软件产业的战略探讨钟万勰继2006年中国科学院技术科学部和信息技术科学部在上海召开“CAE自主创新发展战略”论坛后,2007年中国科学院向国务院呈送《关于发展事关国家竞争力和国[1]家安全战略的CAE软件产业的建议》的报告.CAE软件产业作为需要国家关注的基础性、前瞻性的战略产业地位受到关注、得到肯定.CAE软件产业建设从宏观层面已进入到关键的发展时期;然而如何建设以自主创新为主体的软件企业尚需探讨.人们开始从知识经济时代的体制创新等相关角度,思考建设自主CAE软件产业的途径.1发展数值模拟仿真
2、软件是提高创新能力的需要1.1CAE是数值模拟仿真技术的核心仿真技术广泛应用于航天航空、交通、制造等领域的研究、设计和开发,CAE是仿真技术的核心.就工业化应用而言,CAE在西方发达国家已经达到较为普及和实用的阶段.然而,美国人依然清醒地认为“使国家在今后的日子里保持竞争力的领导地位,[2]发展计算科学是必需的”.美国政府确实重视“计算机仿真与建模”的前沿研究课题,从20世纪60年代初开始在NASA的宇航计划中就要求利用计算机进行仿真分析,以后更是数次将其列为优先发展的“服务于国家利益的关键技术”.CAE技术对工程结构与
3、产品的性能及其生产加工过程利用“虚拟制造”、“数字化制造”的技术进行分析、模拟、预测、评价和优化,对于传统的“试验、失败,分析、改进后再试验、再失败,直至成功”的研究开发模式形成巨大冲击,对制造业和国民经济的发展具有举足轻重的作用.企业在应用CAE软件时除了存在人力和财力方面的压力外,单纯花钱购买和掌握软件使用仍是不够的,使用人员还需要具有实际工程经验和对其行业领域有较高的熟知程度,需要有解决各种工程问题经验的积累.使用软件并非一蹴而就的简单过程,除对静力学可以有比较好的近似解,要获得动态性能与非线性方程的解就比较困难,
4、对分析技术和行业经验的理解会使实际结果产生很大差异.计算力学的发展和仿真技术的应用“已经成为科学研究、技术开发和工程设计的重要基石,特别是某些国防科技和前沿科学研究领域唯一可行的试验手段,成为大量[3]尖端科技领域和重大工程实施中必不可少的核心支撑技术”,“现在计算机发展迅[4]速,计算力学产生了CAE产业并成为新领域‘计算科学’的核心”.伴随着我国中、长期科技规划的需要,CAE技术在国民经济建设和国防建设的进程中必然发挥更加重要的作用.1.2CAE软件是提高自主创新能力的必争之地迄今为止,国外CAE商业软件真正把持国内
5、市场也就近10多年的时间.国外企业生意想做,然而很多关键技术给钱也不卖.市场垄断和商业赢利使得“本土软件更多是在为生存奋斗,其中的不怕苦、不信邪的‘斗士’仍在为振兴本土CAE产业四处奔走·Ⅰ·[5]讲学,让人肃然起敬”.20世纪60年代我国数学家冯康几乎与国外同步给出有限元法的数学证明,但因条件所限,更由于政治运动的影响,后来与国外的研究水平拉开差距.20世纪70—80年代,由于钱令希等学者的倡导和身体力行,同期出现一批有自主知识产权的有限元分析软件并获得业界欢迎,呈现出良好的发展趋势.航空领域研制出航空结构设计分析软件
6、系统等,应用到在研的多种新飞机型号,其基本功能已经覆盖当时国外主流系统,呈现出“百花齐放”的繁荣格局.20世纪90年代以来,由于国民经济高速发展的需要,CAE技术被广泛使用,大批国外软件涌入,国内市场受到强烈打压,最为严重的是一些跨国公司利用各种手段直接打压国内产品的自主创新,我国所取得的科研成果反而成为提供国外软件版本更新的营养.这种被动的局面对大学教学冲击巨大,有些大学甚至放弃自主研制的教育,变成教授如何使用进口软件系统的园地.人们提出问题:难道我们的计算力学就是教教如何使用进口软件吗?进入新世纪,严隽琪等提出“建设
7、有自主知识产权的CAE平台,应是一件十分有意义的事”的设想,寻求对产业结构调整的探索,尝试以服务创新和整合创新的方式,谋求突破自主发展CAE软件产业的“瓶颈”.显然,延续过去简单依靠财政直接投入和政策扶持,包括优先课题立项等措施只可促进CAE研究水平的提高,却不能由此营造出自主CAE软件产业的良好环境.从以往的经验教训看,如果自己没有良好环境,培养的人才及所取得的科研成果就可能继续被低廉地提供给国外的软件厂商,我国专家的努力变成为对手提供技术和人才的后方.1.3CAE产业体现知识经济整合的综合能力CAE软件是结合计算数学
8、、计算力学、相关工程科学、现代计算技术和工程管理[6]学形成的综合性、知识密集型信息产品.建设自主CAE软件产业更是知识经济时代(综合)整合能力的集中体现.虽然其投资规模远小于例如“大飞机工程”的国家级项目,但对于软实力和小产业的形成,其整合方式的难度在某些方面不会更简单.当前存在着很明显的工业经济时代发展模式.只依
