仿真是自主研發(fā)的驅(qū)動(dòng)力
2008-09-02 14:24:45
2007年12月21日，由中國(guó)一航自行研制生產(chǎn)的中國(guó)首架自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的噴氣支線客機(jī)ARJ21-700飛機(jī)總裝下線儀式，在中國(guó)航空工業(yè)第一集團(tuán)公司上海集團(tuán)上海飛機(jī)制造廠舉行。
上海超級(jí)計(jì)算中心的相關(guān)專(zhuān)家表示，“從2003年開(kāi)始，ARJ21支線飛機(jī)大型工程的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)方面的仿真運(yùn)算測(cè)試，幾乎都是在我們計(jì)算中心運(yùn)行的。在設(shè)計(jì)之初，會(huì)遇到支線飛機(jī)的機(jī)翼、機(jī)身如何設(shè)計(jì)，起飛后產(chǎn)生的空氣升力、阻力會(huì)有多大的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)大量模擬計(jì)算后，設(shè)計(jì)人員根據(jù)得到的反饋參考數(shù)據(jù)修改論證，然后得出最終方案。” 據(jù)悉，從ARJ21支線飛機(jī)零件設(shè)計(jì)到整機(jī)安裝投產(chǎn)，整整4年間，“曙光4000A”一直沒(méi)有停止過(guò)為其運(yùn)算。截至目前，有關(guān)仿真測(cè)試運(yùn)算量已累計(jì)40萬(wàn)個(gè)CPU·小時(shí)，相當(dāng)于一臺(tái)家用電腦24小時(shí)不間斷運(yùn)行整整30~40年。
近來(lái)，仿真技術(shù)的發(fā)展，除了應(yīng)用于國(guó)防、航天航空、能源、工業(yè)制造以及石油化工等重要領(lǐng)域，在汽車(chē)、電子產(chǎn)品、虛擬儀器、環(huán)境及安全科學(xué)等領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用。目前，中國(guó)仿真技術(shù)應(yīng)用處于何種水平？存在哪些機(jī)遇與挑戰(zhàn)？未來(lái)的發(fā)展方向又在哪里？
中國(guó)仿真技術(shù)應(yīng)用仍有提升空間
仿真科技作為信息時(shí)代除理論推導(dǎo)和科學(xué)試驗(yàn)之外的第三門(mén)新型科研方法，其技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)產(chǎn)品的研究、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、測(cè)試、生產(chǎn)、培訓(xùn)、使用和維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)。
如今，我國(guó)仿真產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r如何？ISEC（國(guó)際仿真工業(yè)展覽會(huì)暨工程師大會(huì)）歷時(shí)兩年做過(guò)一次“中國(guó)仿真產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀”的市場(chǎng)調(diào)查，調(diào)查顯示：
◇科技含量高、市場(chǎng)潛力大、學(xué)術(shù)性強(qiáng)是目前中國(guó)仿真市場(chǎng)的主要特點(diǎn)；
◇仿真屬于高科技領(lǐng)域，企業(yè)主要集中在國(guó)內(nèi)大中型城市；
◇中國(guó)仿真市場(chǎng)目前主要銷(xiāo)售市場(chǎng)仍然集中在國(guó)內(nèi)；
◇中國(guó)仿真企業(yè)普遍年輕，其中尤以1990~2000年及2004年后為主；
◇ 從事仿真技術(shù)的企業(yè)普遍抱著樂(lè)觀態(tài)度，對(duì)仿真行業(yè)市場(chǎng)容量擴(kuò)大抱有信心，目前需求主要是市場(chǎng)潛力開(kāi)發(fā)及新技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)一般。
近年來(lái)，隨著仿真技術(shù)的發(fā)展，中國(guó)仿真市場(chǎng)增長(zhǎng)異常迅猛，仿真技術(shù)在國(guó)防、航空航天等重大領(lǐng)域達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。但是在民用領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有差距。美國(guó)MSC.Software公司中國(guó)區(qū)總經(jīng)理張世民指出，“國(guó)外模擬仿真技術(shù)的普及程度相當(dāng)高，如高爾夫球的運(yùn)行軌跡，都會(huì)使用仿真技術(shù)來(lái)計(jì)算，然而在國(guó)內(nèi)的普及度遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到這一點(diǎn)。”飛昂軟件技術(shù)公司總經(jīng)理蔣輝國(guó)也持相同觀點(diǎn)：“仿真技術(shù)在民用領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用還處于學(xué)習(xí)階段，而航空航天方面的應(yīng)用已經(jīng)相對(duì)成熟。”
不過(guò)， 在民用工業(yè)中， 我國(guó)已自行研制生產(chǎn)出電力工業(yè)的大型電站(200MW/300MW/600MW)仿真系統(tǒng)、交通運(yùn)輸仿真系統(tǒng)等。這一點(diǎn)也是值得驕傲的。
CAE軟件產(chǎn)業(yè)需加強(qiáng)自主創(chuàng)新
國(guó)家統(tǒng)計(jì)局日前發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示：2007年上半年,我國(guó)制造業(yè)以及服務(wù)業(yè)的增速均在10.5%以上，我國(guó)企業(yè)在科技創(chuàng)新及技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域的投資正在穩(wěn)步上升。中國(guó)科學(xué)院鐘萬(wàn)勰院士表示，“軟件產(chǎn)業(yè)是最能全面體現(xiàn)理論創(chuàng)新能力和科技成果水平的載體，作為工程計(jì)算中最核心的技術(shù)和手段——CAE（計(jì)算機(jī)輔助工程分析）軟件的模擬仿真分析能力不僅是企業(yè)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的重要工具，而且也已成為與理論研究和物理實(shí)驗(yàn)同等重要的研究手段。如今，CAE技術(shù)對(duì)于我國(guó)從制造業(yè)大國(guó)向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變具有重要意義。”
多年以來(lái)，我國(guó)許多關(guān)鍵行業(yè)都遭到了國(guó)外的技術(shù)封鎖。“像在航空領(lǐng)域，有一些CAE軟件，我們尚未提出買(mǎi)源碼，而只是希望把軟件買(mǎi)過(guò)來(lái)裝在我們的曙光服務(wù)器上，與機(jī)器一起銷(xiāo)售，外國(guó)公司都不同意，做軟件代理也不行。我們不能對(duì)購(gòu)買(mǎi)國(guó)外的核心技術(shù)抱有不切實(shí)際的幻想。”
據(jù)2007中國(guó)（上海）國(guó)際仿真工業(yè)展覽會(huì)最新公布的《中國(guó)仿真產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和機(jī)遇》表明：80%以上受調(diào)查的從事仿真技術(shù)的企業(yè)認(rèn)為有必要繼續(xù)增加技術(shù)研發(fā)及創(chuàng)新投入。鐘萬(wàn)勰院士也指出，走以企業(yè)為主體、市場(chǎng)為導(dǎo)向和產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的自主創(chuàng)新之路，培育自主品牌并在市場(chǎng)上占有一席之地是發(fā)展我國(guó)CAE軟件產(chǎn)業(yè)的唯一出路。
堅(jiān)持走CAE自主創(chuàng)新之路的安世亞太集團(tuán)副總裁田鋒告訴記者，CAE和其他信息化產(chǎn)品最本質(zhì)的區(qū)別在于：其他信息化產(chǎn)品讓企業(yè)降低了成本，而CAE為企業(yè)產(chǎn)品帶來(lái)了高附加值，真正能為現(xiàn)代企業(yè)創(chuàng)造高額利潤(rùn)。 但是在民用方面，仿真技術(shù)應(yīng)用為何與國(guó)外相比有如此之大的落差呢？
“這主要是中國(guó)目前的研發(fā)環(huán)境所造成的。中國(guó)目前仍是一個(gè)制造業(yè)大國(guó)，但還不是制造業(yè)強(qiáng)國(guó)，缺乏自主創(chuàng)新的產(chǎn)品，自主研發(fā)的能力也需進(jìn)一步提升。而仿真正是針對(duì)自主研發(fā)企業(yè)才生效的技術(shù)。也就是說(shuō)，仿真是用來(lái)驅(qū)動(dòng)研發(fā)的。所以說(shuō)，仿真環(huán)境由研發(fā)環(huán)境決定。中國(guó)要做創(chuàng)新型國(guó)家，創(chuàng)新主體是企業(yè)。目前，自主研發(fā)有兩條路：第一，先做產(chǎn)品，再找市場(chǎng)，但是如果市場(chǎng)沒(méi)有建立起來(lái)，那么風(fēng)險(xiǎn)就很大。中國(guó)軟件產(chǎn)業(yè)的自主研發(fā)，如果從產(chǎn)品做起很危險(xiǎn)。而安世<
