近期，在國產大型工業軟件生態建設大會上，來自中國航天科技集團、中國航空工業集團、中國船舶集團、中國兵器裝備集團、中國航空發動機集團等軍工單位的20余家研究院所，均在會上指出了國外工業軟件的應用問題，并發布了對國產工業軟件的相關需求。

下文，我們從將幾個典型的問題和需求中總結：軍工單位對國外軟件的共性問題和擔憂、軍工單位對國產工業軟件的共性需求，以及國產軟件發展的現狀和挑戰。

共性問題：軍工單位對國外研發設計軟件使用擔憂

中國航空工業集團某研究所相關負責人指出了研發設計工業軟件的四個現狀：

1. 重大裝備的研制中廣泛應用結構分析軟件，其中90%以上仍依賴進口；

2. 國內結構分析軟件整體對外依存度高，受制于人的狀況嚴重；

3. 國外軟件的后門問題嚴重影響我國的國家安全；

4. 國外軟件的核心敏感模塊和數據庫對我國實施禁用風險。

中國船舶集團某研究所相關負責人也指出了同類的問題：

1. 目前使用的設計工具、專業分析軟件等大多數為國外產品；

2. 部分專業軟件大部分功能相近，重復建設問題嚴重；

3. 軟件升級費用高、升級難度大等現狀問題突出

4. 有些真正有用的功能模塊面臨著禁用風險；

5. 部分軟件存在“后門”，數據安全面臨危險、泄密風險大；

6. 各軟件數據格式不統一，數據共享和交互難度大，集成應用難。

針對以上兩個單位指出的現狀，某軍工集團的計算所從軟件的使用角度提出了一些堵點和痛點：

1. 老產品的二維CAD圖紙需要很多人工操作才能轉換成三維模型；

2. 目前不斷更新的新技術、新工藝沒有相應的設計仿真工具支持；

3. 產品的部分性能指標還依賴實物試驗驗證，沒有對應仿真手段；

4. 設計與仿真工具依賴于成熟商業軟件，不能完全符合產品特點；

5. 同一個CAD設計模型需要根據不同仿真生成多種CAE簡化模型；

6. 結構、電路、電氣等多專業相互之間的協同設計仿真程度不高；

7. 設計與仿真的手動操作比較多，耗時占據了大是個人工作時間。

現場某專家稱，根據各專業仿真分析需求，他們配置了涵蓋結構力學、流體動力學、熱工水力、聲學、核動力裝置、復合材料、發配電、電磁兼容、電子熱學等主要專業領域的70余種CAE仿真分析軟件(國外商用軟件為主)，實現多專業高精度定量分析。

除了以上三個研究院所外，其他單位也提出了相關的使用現狀。從中不難發現，軍工單位普遍擔憂的問題有三：

第一，國產軟件可替代性問題，尤其是應用于不斷更新的新技術和新工藝方面的需求；

第二，工業軟件的數據一致性和安全性的問題，不斷成為智能化、自動化變革的掣肘；

第三，國外軟件的費用較高、關鍵功能模塊面臨著禁用風險，但是國產軟件重復建設嚴重，選擇合適的軟件比較困難。

共性需求：軍工單位對國產研發設計軟件的需求急迫

針對以上問題，他們也都提出了相關需求。比如某研究所指出產品研制的緊迫需求：貫穿了“預發展-設計-制造-試驗-服役”全環節的數據協同和關鍵功能。由于通用分析需求和專用分析需求共有40余項，本文僅以結構設計分析的維度為例說明：

1. 預發展階段的結構方案選優、結構布局設計等需求；

2. 設計階段的公差分析、非線性分析等需求；

3. 制造階段的裝配變形分析、超差件處理等需求；

4. 試驗階段的試驗件變形分析、仿真一致性等需求；

5. 服役階段的服役狀態評估等需求。

同樣，中國兵器集團某研究院所也提出了各環節之間的優化和數據連貫性問題，他表示在裝備設計研發過程中，各種指標之間嚴重耦合、多目標沖突，給設計-工藝-制造一體化協同帶來了極大困難。故此，他們亟需設計-制造-試驗多目標優化技術來改善。

除此之外，他還提出數字孿生體的建模與管理技術，如高保真度的數據收集、存儲及處理技術的實驗方式，不同數據孿生數據中有效信息的提取和綜合及安全管理等。

 

某院所對國產軟件在工業設計平臺、模型驅動的工藝準備/設計，以及復合材料設計與分析軟件等領域提出急迫需求。

當然，不同專業場景和行業領域的需求也不盡相同。在船舶領域則對專業模塊的三維設計軟件的需求較為迫切，同時還對結構、流體、聲學、電磁兼容等專業CAE分析軟件，多領域、多學科的全船虛擬驗證平臺，以及全數字模型驅動的跨系統聯調試驗平臺的需求。

共性挑戰：國產工業軟件迎來最佳時機但也面臨挑戰

針對以上提出的擔憂和需求，中國航空工業集團某研究所相關負責人又談到了國產工業軟件的發展環境：

在市場需求方面，裝備研制已經從逆向分析到正向研發轉變，對工業軟件的需求成倍增加，尤其是國內企業的特定需求，亟需國產軟件打造差異化競爭產品，形成有力支撐，并有機地融入裝備研發流程。

在政策支持方面，政府對國產軟件的發展持支持態度，為國產強度分析軟件提供了政策保障和發展機遇，而且各大部委持續投入，多渠道支持自主工業軟件。

在技術進步方面，軟件研發團隊擁有解決裝備研制問題的自主代碼，掌握軟件架構、程序源碼、軟件產品。另外，國內在軟件開發和計算機技術方面取得了長足的進步，為國產軟件的應用提供了強有力的支撐。

 

其中，工信部專家也對國產工業軟件現有產品及體系化發展提出了三個困難：一是幾何建模、約束求解等核心技術“卡脖子”問題突出；二是工業化進程滯后，工業知識技藝積累薄弱，工業技術軟件化能力仍不足；三是工業軟件產品生態化部署不足，自身缺乏統一軟件標準，企業的產業鏈上下游采購不同主流廠商軟件，數據格式、接口標準難以協同，缺少工業數據共享標準規范。她還指出，研發設計類國產軟件歷經近5年的發展，已達到10%的市場份額，主要是個別細分領域的拉動效應明顯，如CAT公差分析軟件賽道的誠智鵬科技，在新增市場占有率已達33%，并且增長勢頭良好。

緊接著，他針對結構分析CAE軟件提出了三大挑戰，側面反映了國產工業軟件發展的共性難題：

挑戰一：從工具到平臺跨越難，一是體現在功能開放擴充難、軟件持續發展難等環境多樣化；二是體現在仿真數據類型多、計算數據規模大等仿真數據巨量化；三是場景交互擴展難、流程規范融入弱等用戶交互廣泛化。

挑戰二：從單一到體系跨越難，一是體現在全機尺寸規模大、構型復雜細節多等；二是體現在生源機理差異大、傳播分析效率低等；三是體現在強度評估精細化、設計要求精準化等。

挑戰三：從數據到知識跨越難，一是體現在材料數據庫少、關鍵性能缺失等數據完備性；二是體現在建模標準化匱乏、模型標定校驗差的分析標準性；三是體現在準則適應性不明、經驗化問題突出等理論先進性。