我国CAE产业发展综述

　　1 概述

　　改革开放，打开国门，让我们看到了我国与工业发达国家的差距，同时，也激发我们追赶世界先进水平的决心和勇气。从引进、消化、吸收，到改进、创新，我国的科技工作者经过30年的共同努力，正在逐步缩小与世界的差距，我国自主品牌的产品越来越多，许多产品已走出国门，走向世界，有些行业的技术已经处于世界前沿。在当今经济全球化的环境下，21世纪的我国正逐步从制造大国向制造强国演变。

　　同样，伴随着改革开放30年，我国的CAE研究也走过了30年的历程。从上世纪70年代末引进国外线性结构静、动力分析程序SAP5租非线性结构分析程序ADINA，开启了我国CAE研究普及推广的时代，在引进消化国外软件基础上，通过“六五”、“七五”到“九五”、“十五”科技部、原机械工业部等国家部委的支持，完成了有限元软件开发、结构强度分析等方面一系列项目的研究，取得了可喜的成绩，并在全国范围内举办学习班推广，在全国掀起了应用通用有限元程序来分析计算工程问题的高潮。同时，大家也都开始认识到有限元分析工具的确是用来解决工程实际问题的重要手段。如今，国家提倡产品创新，企业需要有自主创新的产品和核心技术，才有竞争力。而产品的创新设计，离不开CAE技术，国内许多企业也意识到CAE技术的重要性，CAE技术的用途也越来越广，CAE产业前景良好。

　　然而，令人遗憾的是，目前我国市场上高端的CAE商品化软件几乎被国外公司占领或垄断，而国内CAE产业的发展步履维艰。面对国外软件对国内市场的大举进攻，我国CAE科技工作者应积极行动起来，本着对发展国产CAE产业负责的精神，探索一条有效途径，提高我国CAE软件的功能及软件商品化程度，使具有我国自主知识产权的CAE软件在国内乃至国际占有一席之地。

　　2 国内CAE软件的开发状况

　　有限元理论从上世纪六十年代已经成熟，之后开始有限元软件的开发。早期的有限元软件基于当时计算机条件的限制，其软件主要在分析功能上研发。随着图形工作站和基于图形的操作系统计算机的出现，有限元分析软件在友好的人机界面、自动化的前处理、计算结果可视化等方面有了很大进展。高校、研究所的许多科研人员在网格剖分、图形可视化方面做了大量的工作，取得了一定的成绩，在一些特定功能方面有自己的特色，但在软件整体功能与性能上与国外软件相比还有一定的差距。

　　我国从1979年引进大型结构线弹性系统静、动力分析程序SAP5，通过立项，进行软件消化、移植与推广，该项目获国家科技进步二等奖;83年引进非线性结构分析程序ADINA/ADINAT，进行装机、消化及应用，该项目获机械工业部科技进步二等奖。在引进消化国外通用有限元软件的基础上，提升我国CAE技术应用水平，同时也提高我国自主研发CAE软件的能力，为我国CAE产业的发展奠定基础。

　　在引进消化的基础上，我国科技工作者自主开发了许多有特色专用有限元软件，如大型复杂结构线弹性系统静动力分析程序及机械结构分析程序系统研制、二维三维弹塑性大变形接触问题程序研制、弹塑性断裂力学方法及其程序研制、三维弹塑性问题边界元法及其与有限元法耦合技术研究，二维三维电磁场分析程序系统、机械结构非线性分析通用程序系统、三维结构优化设计通用与专用程序研制，核电站机械设备抗震分析软件系统研制、机械CAE系统产业化开发、工程结构静动力特性优化设计通用程序及其与三维CAD系统集成的研究等。

　　通过一系列CAE软件开发，国内也初步形成几家具有一定规模的商品化CAE软件，如：中科院的飞箭软件、大连理工大学的JIFEX，郑州机械研究所的紫瑞CAE、北京大学SAP84等，但从整体来看，国内CAE软件在全国市场的占有率还是偏少。

　　3 我国CAE产业存在的问题

　　3.1重科研，轻成果转化

　　我国目前的科研体制是鼓励创新，对科研成果转化成生产力不够重视，尽管每年通过国家科技部、教育部、各省科技厅、教育厅、863、973、军工等各各审批的课题不少，鉴定的项目也很多，每年也评出很多科技奖项，但真正将科技成果应用到实际中的却少之又少，许多科研工作者一生就是申请项目——研究——鉴定——报奖——再申请项目——研究——鉴定——报奖，周而复始，尽管其一生科研成果不少，获奖证书也很多，但真正对社会起作用的成果却有限，项目报奖完就结束了。每年发表的科研文章都很多，但有价值的论文不多见，真正能形成拳头的产品少之又少，造成这一现象的主要原因与目前的科研体制有关，如教师、科研工作者要评职称，评职称要求有文章、成果等硬指标，造成科技工作者侧重追求论文的数量和成果的奖项;申报项目需要有创新点，有关键技术，而将科研成果转化成商品化需要一个较长的周期，需要一支稳定的队伍，需要有大量的经费支持，即所谓打市场，这部分工作申请项目较困难，但又是将科研成果转化成生产力很重要的环节。如何改变目前这种状况，也是我们需要探讨的。

　　3.2人员分散，各自为政

　　虽然目前我国从事CAE科技工作者数量也不少，分别分布在科研部门、高校和企业，存在着人员分散，各自为政等问题，大家都在作一些低水平的重复的劳动，严重制约我国CAE产业的发展。许多单位的CAE软件研究都是开发一些专用小模块，供本单位自己使用，形成商品化的软件屈指可数。有些单位人才断档，老一辈科研人员退休后，这个专业就消失了。

　　3.3投入高、风险大

　　软件行业是一个高投入的产业，需要有一个稳定的队伍进行长年坚持不懈的努力、研究、开发，才有可能形成产业规模，说白了就是人与钱。开发商品化软件与研究课题有很大差别，做项目在完成研究任务后举一两个实例验证其可行性即可通过鉴定验收，而开发商品化软件，在技术上要求千锤百炼，满足用户的各种要求，在功能上需要不断完善，版本不断更新，才有生命力，在市场上需要广告投入、媒体宣传、市场策划、培育用户等等一系列的操作，是一个费人、费时又费钱的行业。目前国内的研究机构主要有高校和研究所，高校的老师有教学任务，研究生流动性大;研究所属于企业，需要自负盈亏，其性质决定不可能大投入做基础研究。资金投入不足，严重影响到CAE人才队伍的稳定和CAE行业的发展。另外，软件行业还存在一个非常大的开发风险，那就是知识版权问题，一旦被盗版，后果难以想象。

　　4 建议

　　我国在“十五”，“十一五”期间大力推进制造业信息化和发展装备制造业，使得国内企业越来越意识到CAE的重要性，国外几大软件厂商，如ANSYS、NASTRAN、ADINA、ABQUS、COSMOS、MARC，ASKA等都看好国内市场，纷纷在国内设立办事机构和分公司，抢占国内市场。

　　通过几十年我国科技工作者的共同努力，我国在CAE研究上许多单位都有一些成熟的技术，但较分散，商品化成果少，市场占有率少.面对目前严峻的形势，希望能够通过国家重点支持，扶植国产CAE产业的发展，利用各方面优势，整合现有资源，强强联合，形成几个国家级拳头产品，把我国的CAE产业傲大做强。

　　5 结束语

　　改革开放，使我国的CAE研究从无到有，并得到长足发展。面对21世纪经济全球化，中国制造业面临更加白热化的市场竞争，企业需要有更好的、更实用的CAE技术来提高自身产品的核心竞争力。祝愿通过我国科技工作者的共同努力，我国的CAE事业能更上一个新台阶。同时，我也坚信我国CAE产业的明天会更美好。