工業(yè)仿真技術(shù)作為工業(yè)生產(chǎn)制造中必不可少的首要環(huán)節(jié),，已經(jīng)被世界上眾多企業(yè)廣泛地應(yīng)用到工業(yè)各個(gè)領(lǐng)域中。隨著智能制造,、工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新一輪工業(yè)革命的興起,，新技術(shù)與傳統(tǒng)制造的結(jié)合催生了大量新型應(yīng)用,，工業(yè)仿真軟件也開始結(jié)合大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實(shí),、大規(guī)模數(shù)值模擬等先進(jìn)技術(shù),，在研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造,、服務(wù)管理和維護(hù)反饋等工業(yè)各環(huán)節(jié)中凸顯出更重要的作用,。我國工業(yè)軟件廠商需把握新技術(shù)新市場帶來的機(jī)遇，彌補(bǔ)軟件技術(shù)短板,，找準(zhǔn)定位,，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)與壯大。

　　一、新技術(shù)引領(lǐng),，工業(yè)仿真軟件走向智能化

　　工業(yè)仿真是對(duì)實(shí)體工業(yè)的一種虛擬,，將實(shí)體工業(yè)中的各個(gè)模塊轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)整合到一個(gè)虛擬的體系中，在這個(gè)體系中模擬實(shí)現(xiàn)工業(yè)作業(yè)中的每一項(xiàng)工作和流程,，并與之實(shí)現(xiàn)各種交互,。工業(yè)仿真軟件承擔(dān)著對(duì)生產(chǎn)制造過程中的建模分析、虛擬現(xiàn)實(shí)交互,、參數(shù)效果評(píng)估等重要作用,，單純的建模軟件可視為CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）軟件，而當(dāng)前仿真和分析常常會(huì)結(jié)合在一起,，通常提到仿真軟件,，主要是指CAE（計(jì)算機(jī)輔助工程）軟件。隨著3D,、虛擬現(xiàn)實(shí),、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算,、人工智能等新技術(shù)逐漸進(jìn)入工業(yè)仿真領(lǐng)域,，工業(yè)軟件對(duì)工業(yè)元素描述更精確、更細(xì)致,，仿真模型得到持續(xù)動(dòng)態(tài)優(yōu)化，軟件與工業(yè)實(shí)際應(yīng)用結(jié)合更緊密,，虛擬仿真軟件成為了工業(yè)軟件未來發(fā)展重點(diǎn),。工業(yè)仿真軟件呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢：

　　工業(yè)仿真軟件技術(shù)與性能不斷演進(jìn)提升?；谟?jì)算機(jī)群的并行計(jì)算,、網(wǎng)格計(jì)算，基于云和互聯(lián)網(wǎng)的集成化協(xié)同使仿真軟件的計(jì)算能力不斷提升,，如美國ANSYS公司推出 Workbench仿真平臺(tái)包含高性能計(jì)算（HPC）功能和并行可擴(kuò)展性,，提升復(fù)雜仿真求解能力。另一方面,，工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)得到不斷豐富與完善,，更多部件模型、行業(yè)材料,、設(shè)計(jì)方案和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范信息納入仿真軟件數(shù)據(jù)庫,，ANSYS 在其EKM產(chǎn)品平臺(tái)中提供多物理場仿真數(shù)據(jù)管理，開放的數(shù)據(jù)交換功能可集成試驗(yàn),、第三方和其他物理場的工程數(shù)據(jù),。同時(shí)，計(jì)算機(jī)圖形處理能力、三維圖形算法和圖形運(yùn)算發(fā)展均有增強(qiáng),，虛擬現(xiàn)實(shí)等新技術(shù)應(yīng)用促進(jìn)實(shí)現(xiàn)了真三維和虛擬仿真,，沉浸式交互系統(tǒng)使工業(yè)仿真更加立體，圖形表現(xiàn)更加真實(shí),。

　　多體多態(tài)多物理場復(fù)雜耦合仿真迅速發(fā)展,。得益于計(jì)算處理、數(shù)據(jù)支持,、圖形化等基礎(chǔ)支撐技術(shù)的持續(xù)提升,，面向多相多態(tài)介質(zhì)、多物理場,、多尺度等復(fù)雜耦合仿真的新型工業(yè)軟件日漸豐富,，其實(shí)現(xiàn)形式主要有兩種：一是通過開放的數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行多仿真系統(tǒng)耦合的聯(lián)合仿真，如法國達(dá)索系統(tǒng)公司推出Dymola平臺(tái)軟件,，可基于FMI/FMU接口聯(lián)合AMESim,、PROOSIS、Simulink等十幾種不同建模工具和機(jī)電分系統(tǒng)進(jìn)行仿真,，實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域模型聯(lián)合求解仿真,；二是通過增加仿真模塊，融合先進(jìn)仿真技術(shù),，單系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域仿真,。如瑞典多物理場仿真軟件公司COMSOL不斷整合結(jié)構(gòu)、熱,、流體,、電磁等多領(lǐng)域世界領(lǐng)先公司和高校最先進(jìn)求解器技術(shù)，推出多物理場復(fù)雜耦合仿真軟件,，具備超過 30 個(gè)專業(yè)領(lǐng)域附加模塊,，在Desktop？集成環(huán)境中提供專用物理接口和工具,，并擁有世界先進(jìn)的復(fù)合材料求解算法和工程庫,。

　　二、產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,，工業(yè)仿真軟件領(lǐng)先廠商動(dòng)作頻頻

　　全球工業(yè)仿真軟件產(chǎn)業(yè)格局相對(duì)固定,，以ANSYS、MSC Software,、達(dá)索系統(tǒng),、Altair、西門子PLM等為代表的國際CAE/CAD軟件巨頭在技術(shù),、產(chǎn)品,、市場等多方面均以較大優(yōu)勢領(lǐng)跑,。隨著工業(yè)仿真應(yīng)用日趨廣泛和復(fù)雜，并向多學(xué)科多物理場景的智能仿真發(fā)展,，國際工業(yè)仿真軟件廠商也開始通過收并購,、研發(fā)合作等方式，推出新的產(chǎn)品,，以期繼續(xù)引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)甚至新一輪工業(yè)革命的發(fā)展,。

　　并購整合，從單一領(lǐng)域向綜合領(lǐng)域進(jìn)軍,。ANSYS近幾年收并購動(dòng)作頻頻,，通過納入多種類型仿真軟件公司的領(lǐng)域和能力，擴(kuò)展了自身工業(yè)仿真軟件的使用范圍和客戶群體,。例如其并購ANSOFT和Apache公司,，補(bǔ)充強(qiáng)化了電子電磁仿真領(lǐng)域直流、交流電路設(shè)計(jì),、無線藍(lán)牙設(shè)計(jì),、電磁爐和微波爐的電磁場計(jì)算；通過收購軟件開發(fā)商Fluent,，其加強(qiáng)了流體仿真分析軟件（CFD）功能,，提高了模擬流體流動(dòng)、傳熱,、化學(xué)反應(yīng)等問題的準(zhǔn)確度,；收購Gear Design Solutions公司，借助其半導(dǎo)體和電子系統(tǒng)的專用大數(shù)據(jù)平臺(tái),，增強(qiáng)設(shè)計(jì)驗(yàn)證的預(yù)測精確度,。

　　廣結(jié)盟友，實(shí)現(xiàn)仿真軟件工業(yè)功能擴(kuò)展,。部分廠商通過開發(fā)平臺(tái)，聚集并對(duì)接了大量產(chǎn)業(yè)鏈伙伴,，利用行業(yè)資源針對(duì)特定工業(yè)需求進(jìn)行仿真軟件的二次開發(fā),，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)仿真功能的擴(kuò)展。例如歐特克（Autodesk）公司推出工業(yè)制造仿真平臺(tái)fusion 360,，支持3D打印實(shí)用工具,，并集成了來自多個(gè)合作伙伴的服務(wù)和應(yīng)用，包括BriteHub的服務(wù),、CADENAS的parts4cad應(yīng)用等,，通過不斷擴(kuò)充優(yōu)化工業(yè)模型與行業(yè)資源庫，使其仿真軟件應(yīng)用范圍從單一產(chǎn)品仿真擴(kuò)展到工藝與生產(chǎn)線裝配仿真等領(lǐng)域,。

　　三,、國內(nèi)工業(yè)仿真軟件產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步發(fā)展,，兩大難題有待破解

　　據(jù)IDC統(tǒng)計(jì)，2015年CAE軟件在制造業(yè)各領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛,，全球保持8%左右的增速,，制造企業(yè)在產(chǎn)品生命周期各階段對(duì)仿真軟件的應(yīng)用逐漸增多。國內(nèi)市場上,，2015年仿真分析類軟件繼續(xù)保持較高增速,，實(shí)現(xiàn)了近15%的增長，明顯高于其它工具類軟件的增幅,。從細(xì)分領(lǐng)域來看,，航空航天及軍工行業(yè)是CAE應(yīng)用的主要行業(yè)，約占42%的市場份額,；其次為汽車及交通運(yùn)輸行業(yè),，占據(jù)20%的市場份額；電子高科技和工業(yè)裝備行業(yè)分別占14%和13%市場份額,。從應(yīng)用趨勢來看,，工業(yè)仿真技術(shù)主要應(yīng)用于大中型離散制造業(yè)，尤其是航空航天和國防,、汽車,、裝備制造及電子高科技等行業(yè)企業(yè)，同時(shí),，能源,、鋼鐵、石化等行業(yè)的大型企業(yè)均開始涉足CAE等仿真軟件產(chǎn)品應(yīng)用,。

　　雖然我國工業(yè)仿真軟件市場發(fā)展良好,，但仍面臨產(chǎn)品技術(shù)和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用兩大方面的困難和不足。一是產(chǎn)品技術(shù)方面,，國內(nèi)工業(yè)仿真與設(shè)計(jì)軟件核心算法產(chǎn)業(yè)化能力不強(qiáng),，國外廠商掌握CAE有限元算法和CAD核心幾何內(nèi)核算法并對(duì)其進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化推廣，應(yīng)用最多的是Parasolid和ACIS內(nèi)核,，國內(nèi)企業(yè)只能通過授權(quán)經(jīng)營方式使用國外幾何內(nèi)核,，基本不具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CAE企業(yè)，多數(shù)廠商基于國外產(chǎn)品二次開發(fā)和定制化的基礎(chǔ)上推出產(chǎn)品,。二是仿真技術(shù)產(chǎn)品的應(yīng)用兩極分化明顯,，廣大中小型企業(yè)在仿真技術(shù)應(yīng)用水平上與大型企業(yè)有很大差距，工業(yè)仿真軟件應(yīng)用與工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)部門脫節(jié),，只能將仿真技術(shù)作為驗(yàn)證手段,，缺乏仿真流程規(guī)范、材料數(shù)據(jù)庫,，仿真技術(shù)應(yīng)用的專業(yè)人才缺口較大,。

　　四,、緊抓機(jī)遇，推動(dòng)我國工業(yè)仿真軟件跨越發(fā)展

　　我國工業(yè)仿真軟件市場潛力巨大,，中國制造2025等一系列行動(dòng)計(jì)劃將促使對(duì)國內(nèi)對(duì)工程軟件產(chǎn)品的需求進(jìn)一步擴(kuò)大,，雖然國內(nèi)當(dāng)前面臨技術(shù)、市場,、應(yīng)用等多方面問題,，新一輪工業(yè)革命仍然是我國工業(yè)仿真軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展不可多得的機(jī)遇，需夯實(shí)基礎(chǔ),，補(bǔ)齊短板,，盡快實(shí)現(xiàn)新一代設(shè)計(jì)仿真技術(shù)在工業(yè)中的廣泛應(yīng)用。

　　一是需要加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)和系統(tǒng)研究,，完善工業(yè)仿真軟件產(chǎn)業(yè)與政策環(huán)境,。重點(diǎn)針對(duì)沉浸式仿真、三維圖景可視化,、衍生式設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)能力和產(chǎn)業(yè)薄弱環(huán)節(jié),，出臺(tái)相應(yīng)扶持政策與保障措施，加快推動(dòng)國內(nèi)工業(yè)仿真軟件體系化發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,。

　　二是突破虛擬現(xiàn)實(shí),、大數(shù)據(jù)分析等高端核心技術(shù)，把握新興增長點(diǎn),，加強(qiáng)新型工業(yè)仿真軟件的研發(fā)和推廣,。支持開發(fā)通用的三維產(chǎn)品設(shè)計(jì)平臺(tái)、數(shù)字化工廠仿真平臺(tái)等新型工業(yè)仿真平臺(tái),，促進(jìn)行業(yè)需求與軟件技術(shù)結(jié)合,，全面推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)，加緊搶占市場優(yōu)勢,。

　　三是加強(qiáng)行業(yè)需求結(jié)合,，通過試點(diǎn)示范推動(dòng)傳統(tǒng)工業(yè)仿真軟件重點(diǎn)應(yīng)用升級(jí)。促進(jìn)軟件仿真技術(shù)與工業(yè)技術(shù)深度融合,，通過聯(lián)盟,、論壇、會(huì)議等形式打造工業(yè)領(lǐng)域與仿真軟件領(lǐng)域的技術(shù)交流與需求對(duì)接平臺(tái),，選擇信息化基礎(chǔ)較好的工業(yè)企業(yè)開展工業(yè)軟件的試點(diǎn)示范與創(chuàng)新實(shí)踐,，持續(xù)提升工業(yè)仿真軟件應(yīng)用水平,。