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    我國制造業(yè)研發(fā)設計類(lèi)工業(yè)軟件,95%捏在別人手里

    岸峰:2022-03-07

    我國制造業(yè)研發(fā)設計類(lèi)工業(yè)軟件,95%捏在別人手里


    我國制造業(yè)研發(fā)設計類(lèi)工業(yè)軟件,95%捏在別人手里

      當工業(yè)企業(yè)走向高端的時(shí)候,新產(chǎn)品多了、加工精度和效率要求高了、就需要通過(guò)軟件來(lái)加工制造。計算機有很多優(yōu)點(diǎn),如運算速度快、計算精度高、出錯的比例低、可以持續長(cháng)時(shí)間運行、可以進(jìn)行復雜問(wèn)題優(yōu)化。這些都能讓工業(yè)設計軟件的價(jià)值體現出來(lái),它的內核是工業(yè)的積累,是將工業(yè)所涉及到的物理、化學(xué)、力學(xué)、材料科學(xué)等知識,以及設計、制造、工藝的積累,用程序的形式表現出來(lái)。

      按照用途,工業(yè)設計軟件可分為研究設計類(lèi)、生產(chǎn)管控類(lèi)和管理運營(yíng)類(lèi),其中技術(shù)含量最高的,是研究設計類(lèi),它包括解放設計師雙手、讓設計師在電腦上就能作圖的CAD(計算機輔助設計)、驗證設計出來(lái)的產(chǎn)品是否合格的仿真分析軟件CAE(計算機輔助工程),以及芯片設計軟件EDA。

      最近工業(yè)軟件快速發(fā)展,還有另外一個(gè)原因:技術(shù)條件發(fā)生了變化。這一點(diǎn),可以用IPO圖這種模型來(lái)解釋。任何軟件,都需要有三個(gè)要素:輸入(I)、處理過(guò)程(P)、輸出(O)。處理過(guò)程(P)的核心是算法或者模型。但算法或模型的執行的前提是輸入(I)要包含足夠的信息。而且,計算機的處理能力要足夠強大。這兩點(diǎn),可以解釋最近工業(yè)軟件快速發(fā)展的根本原因。

      過(guò)去,大型設備的3D模型占用空間很大,計算機性能低的時(shí)候,就會(huì )“放不進(jìn)去”。沒(méi)有輸入(I)充分的數據,算法也就沒(méi)有用武之地。同樣,計算工作復雜時(shí),處理過(guò)程(P)耗時(shí)可能是無(wú)法忍受的。所以,每當計算機存儲和運算能力增強、價(jià)格的降低,會(huì )讓工業(yè)軟件的應用迅速變得廣泛起來(lái)。

      在蘋(píng)果公司最新款的iPhone13手機上,采用了擁有150億個(gè)晶體管的A15仿真芯片,如果沒(méi)有EDA軟件,這150億個(gè)晶體管單靠工程師手繪的話(huà),就是一個(gè)“不可能完成的任務(wù)”。芯片之外,大到飛機、輪船,小到一輛汽車(chē)的研發(fā)設計,都離不開(kāi)工業(yè)軟件。它不僅能提高效率,還能極大地降低產(chǎn)品研發(fā)的成本。

      以飛機為例,在過(guò)去,一架飛機設計出來(lái)后,需要在風(fēng)洞中利用人工氣流來(lái)模擬飛機飛行過(guò)程中,周?chē)鷼饬鞯姆植己瓦\動(dòng)。這不光費事,還意味著(zhù)高額的投入。新中國成立之初,由于擔心影響西南地區的工業(yè)生產(chǎn),中國圍繞著(zhù)是否要停止風(fēng)洞建設,還出現過(guò)不小的爭議。最后還是在錢(qián)學(xué)森的堅持下,才得以完整保留。今天,盡管資金不再構成阻礙,但有了計算流體動(dòng)力學(xué)軟件CFD,許多風(fēng)洞實(shí)驗在軟件上就可以完成,成本可以降低數百甚至上千倍。

      遺憾的是,這些“大腦”和“神經(jīng)”都握在美國和少數歐洲國家手中:CAD軟件,超過(guò)90%的市場(chǎng)在德國西門(mén)子、美國PTC、Autodest和法國達索手中;CAE軟件市場(chǎng)則是Ansys、Altair和MSC三家美國公司的天下;EDA軟件也基本上被新思科技(Synopsys)、凱登電子(Cadence)和明導(Mentor Graphics)三巨頭壟斷,全球市占率超過(guò)60%。

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