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工業(yè)軟件行業(yè)在新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新模式等方面發(fā)展情況和未來(lái)趨勢(shì)
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院    2023-04-12

(1)以仿真為核心的“正向設(shè)計(jì)”是我國(guó)工業(yè)自主創(chuàng)新的必經(jīng)之路

“正向設(shè)計(jì)”是指在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中,從需求出發(fā),通過(guò)各種設(shè)計(jì)理念、方法和工具設(shè)計(jì)出產(chǎn)品的各類要素,以制作一個(gè)全新的產(chǎn)品,與此對(duì)應(yīng)的是“逆向工程”,是指對(duì)一項(xiàng)產(chǎn)品進(jìn)行逆向剖析及研究,從而演繹并得出該產(chǎn)品的各類設(shè)計(jì)要素,以制作出功用相近,但又不完全相同的產(chǎn)品。

我國(guó)工業(yè)在發(fā)展過(guò)程中,從產(chǎn)業(yè)鏈角度,偏加工、組裝和制造,但是前端的產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中,原始創(chuàng)新不足,正向設(shè)計(jì)能力欠缺,更多的是做“逆向工程”,然后通過(guò)人口紅利、原材料價(jià)格等獲得的成本優(yōu)勢(shì)而拓展市場(chǎng),導(dǎo)致在高端制造領(lǐng)域與部分發(fā)達(dá)國(guó)家存在一定的差距,成為制約我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要因素之一。

黨的十八大以來(lái),我國(guó)經(jīng)濟(jì)由高速增長(zhǎng)轉(zhuǎn)向了高質(zhì)量發(fā)展,轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)換增長(zhǎng)動(dòng)能已經(jīng)成為了刻不容緩的重要任務(wù)。在此背景下,推進(jìn)新一代信息技術(shù)和工業(yè)制造業(yè)深度跨界融合,更加注重基礎(chǔ)研究、注重原始創(chuàng)新、正向設(shè)計(jì),提升企業(yè)的底層自主研發(fā)設(shè)計(jì)能力,成為實(shí)現(xiàn)從“中國(guó)制造”向“中國(guó)創(chuàng)造”轉(zhuǎn)型的必由之路。

CAE 仿真軟件作為重要的研發(fā)設(shè)計(jì)類工業(yè)軟件,可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化、提升產(chǎn)品性能、縮短開發(fā)周期、減少設(shè)計(jì)成本,并通過(guò)模擬仿真預(yù)測(cè)產(chǎn)品功能可用性、可靠性、效率和安全性等,是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品正向設(shè)計(jì)、原始創(chuàng)新的核心工具軟件。

(2)CAE技術(shù)融入到制造業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié),重要性愈加凸顯

隨著競(jìng)爭(zhēng)的加劇和客戶需求的多樣化,低附加值的產(chǎn)品或服務(wù)已經(jīng)不能滿足市場(chǎng)和環(huán)境發(fā)展的要求,現(xiàn)代制造業(yè)產(chǎn)品越來(lái)越復(fù)雜、功能越來(lái)越齊全,產(chǎn)品設(shè)計(jì)呈現(xiàn)數(shù)字化、專業(yè)化、集成化等特點(diǎn)。作為一種功能強(qiáng)大的工具軟件產(chǎn)品,CAE 軟件正在成為數(shù)字空間和物理世界融合的最重要的工具,其所帶來(lái)的核心變革是在產(chǎn)品全生命周期持續(xù)利用 CAE 技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)的替代。

當(dāng)產(chǎn)品處于早期概念設(shè)計(jì)階段時(shí),開發(fā)人員可以通過(guò) CAE 技術(shù)測(cè)試初始概念并尋求初始參數(shù)的最佳解,從而獲得可靠的初步產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案;在產(chǎn)品系統(tǒng)或詳細(xì)設(shè)計(jì)階段,開發(fā)人員可以通過(guò) CAE 技術(shù)對(duì)產(chǎn)品或工程方案進(jìn)行模擬,從而對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案進(jìn)行不斷優(yōu)化;在產(chǎn)品制造階段,CAE 技術(shù)與人工智能的結(jié)合有助于確保成品制造的一致性,保證產(chǎn)品精確度和降低成本。

總體而言,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,CAE 軟件的功能不斷加強(qiáng),能夠融入到制造業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié),成為制造業(yè)企業(yè)提升創(chuàng)新創(chuàng)造能力的重要手段。

(3)工業(yè)軟件國(guó)產(chǎn)化趨勢(shì)

依托于工業(yè)體系的發(fā)展,歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)率先建立了較完善的工業(yè)體系,其在設(shè)計(jì)仿真分析技術(shù)領(lǐng)域有較強(qiáng)的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。安西斯、達(dá)索、西門子等國(guó)際知名工業(yè)軟件企業(yè)憑借成熟的技術(shù),在我國(guó)研發(fā)設(shè)計(jì)類軟件市場(chǎng)占有主導(dǎo)地位。近年來(lái),我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)步伐不斷提速,多部門頒布智能制造發(fā)展相關(guān)政策,以推動(dòng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化發(fā)展,大力推動(dòng)自主可控工業(yè)軟件推廣應(yīng)用,提高企業(yè)軟件化水平。

2019年以來(lái),我國(guó)多家科研機(jī)構(gòu)和研究所被禁用基礎(chǔ)工業(yè)軟件,工業(yè)軟件領(lǐng)域核心技術(shù)國(guó)產(chǎn)化的重要性愈發(fā)突出,面向國(guó)家重大需求,在關(guān)鍵領(lǐng)域、卡脖子的領(lǐng)域努力實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控的需求較為迫切。出于對(duì)先進(jìn)制造和信息安全問題的考慮,國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件進(jìn)入國(guó)內(nèi)大型企業(yè)的步伐也將加快。在國(guó)內(nèi)政策推動(dòng)及宏觀環(huán)境影響下,工業(yè)軟件國(guó)產(chǎn)化將成為工業(yè)軟件行業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展趨勢(shì)。

(4)工業(yè)軟件云端化趨勢(shì)明顯

工業(yè)云平臺(tái)本質(zhì)屬于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),是智能制造的重要載體,依托信息技術(shù)針對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析,實(shí)現(xiàn)工業(yè)制造過(guò)程的全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈的顯性化與數(shù)字化。

根據(jù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展報(bào)告》,2020年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)核心產(chǎn)業(yè)(工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)涉及的網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)、安全等軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施)增加值達(dá)到6,520億元。

云計(jì)算通過(guò)虛擬化技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)底層 IT 資源的池化,即將過(guò)去獨(dú)立的服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備組成一個(gè)規(guī)模更為龐大的算力資源池,云計(jì)算技術(shù)能夠提供彈性、可擴(kuò)展、高性能的計(jì)算資源。通過(guò)搭建仿真云平臺(tái),可以將仿真技術(shù)在中小企業(yè)中普及推廣,中小企業(yè)可通過(guò)購(gòu)買服務(wù)的方式進(jìn)行仿真設(shè)計(jì),降低研發(fā)創(chuàng)新成本,滿足激發(fā)中小企業(yè)創(chuàng)新活力的需要。

(5)通過(guò)仿真模擬,構(gòu)建數(shù)字孿生體

隨著新一代信息技術(shù)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)的加速融合,工業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化演進(jìn)趨勢(shì)日益明顯,催生了一批制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型新模式、新業(yè)態(tài),其中數(shù)字孿生日趨成為產(chǎn)業(yè)各界研究熱點(diǎn),未來(lái)發(fā)展前景廣闊。數(shù)字孿生是充分利用物理模型、傳感器更新、運(yùn)行歷史等數(shù)據(jù),集成多學(xué)科、多物理量、多尺度的仿真過(guò)程,在虛擬空間中完成對(duì)物理實(shí)體的映射,從而反映物理實(shí)體的全生命周期過(guò)程。

企業(yè)在開發(fā)新產(chǎn)品時(shí),可以事先做好數(shù)字孿生體,以較低成本,在數(shù)字孿生體上預(yù)先做待開發(fā)產(chǎn)品的各種數(shù)字體驗(yàn),直到在數(shù)字空間中把生產(chǎn)、裝配、使用、維護(hù)等各階段的產(chǎn)品狀態(tài)都調(diào)整和驗(yàn)證到最佳狀態(tài),再將數(shù)字產(chǎn)品投產(chǎn)為物理產(chǎn)品,一次把產(chǎn)品做好做優(yōu)。基于數(shù)字孿生的數(shù)字體驗(yàn)是對(duì)工業(yè)技術(shù)的極其重要的貢獻(xiàn)與補(bǔ)充,是產(chǎn)品創(chuàng)新的嶄新技術(shù)手段。

(6)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識(shí)不斷增強(qiáng)

近年來(lái),我國(guó)企業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識(shí)不斷增強(qiáng)。2009年至2021年,我國(guó)專利申請(qǐng)量、專利授權(quán)量、計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)登記量的年均復(fù)合增長(zhǎng)率分別達(dá)15.03%、18.81%和34.02%,均實(shí)現(xiàn)了快速增長(zhǎng)。

數(shù)據(jù)來(lái)源:國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局和中國(guó)版權(quán)保護(hù)中心

推進(jìn)軟件正版化是尊重和保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重要舉措,軟件正版化是實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略、加快創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)的必然要求。我國(guó)政府高度重視軟件版權(quán)保護(hù),并將軟件正版化作為專項(xiàng)工作來(lái)推進(jìn),逐步強(qiáng)化知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù),大力打擊各種侵權(quán)行為,將惡意侵權(quán)納入社會(huì)信用體系,鼓勵(lì)創(chuàng)新創(chuàng)造。

自2001年以來(lái),國(guó)家兩次修訂《著作權(quán)法》和《計(jì)算機(jī)軟件保護(hù)條例》,不斷加大軟件版權(quán)保護(hù)力度,一方面大力鼓勵(lì)扶持國(guó)產(chǎn)軟件企業(yè)的發(fā)展,一方面嚴(yán)厲打擊各類侵犯軟件知識(shí)產(chǎn)權(quán)的行為,凈化軟件市場(chǎng)環(huán)境,大力推進(jìn)使用正版軟件工作,取得了重大成效。

未來(lái)軟件正版化將持續(xù)成為我國(guó)軟件行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì),激發(fā)軟件企業(yè)的研發(fā)創(chuàng)新活力,推動(dòng)軟件企業(yè)快速發(fā)展壯大,促進(jìn)軟件行業(yè)得到健康可持續(xù)發(fā)展。

編輯:曾婉甜

來(lái)源:思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 索辰科技

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