中国仿真软件自主发展策略初探

田锋

中国仿真软件与世界领先仿真软件的主要差距不完全在技术本身，更在于将其从科学计算程序转向软件工程。发展中国本土仿真软件，成功的商业路线是首先需要考虑的问题。但在技术路线的选择上，也需要一点不走寻常路的精神。我们的思路，可以用“中国仿真自主软件发展的双驱策略”来表达：高点起跳，赋能开道。

近两年“卡脖子”一词成为中国高科技行业的热词，包括仿真软件领域，“发展自主仿真软件势在必行”已成业界共识。当我们认真研究“中国自主仿真是怎么被卡住脖子”的时候，我们却发现另有迷局！

中国仿真软件与世界领先仿真软件的主要差距不完全在技术本身，更在于将其从科学计算程序转向软件工程。从分散在各行业内部的仿真相关程序的水平看，差距有二三十年。从仿真软件的商业化进程看，我们与国外的差距至少有40年，还达不到国外20世纪80年代的水平，而且还存在被逐渐拉大的势头。

与工业软件领域发展具有相同时代背景、相似国际格局、类似国内环境的工业设备类和硬件类产品却有着不一样的发展态势。经过改革开放40年的发展，在这些领域，中国制造不一定是最强，但至少是最大的。中国仿真软件发展应该探索更深层次原因，跨越更难逾越的障碍。

中国仿真软件自主研发核心障碍

总结下来，中国仿真软件自主研发的核心障碍有以下五个。

障碍一：技术上很难在短时间内追平国际对手，用户缺乏耐心。

即使让用户认可了发展和支持本土软件的必要性和重要性，因国内仿真软件的功能与性能与国际大牌软件有30～40年的差距，也很难在短时间内赶上对手。如果用户对软件的完整功能和顶级性能的需求是刚性的，这种差距用户基本不可能接受，也没有耐心等待国内公司的追赶。

障碍二：仿真软件的开发成本巨大，一般公司难以承受。

国际大牌仿真软件公司一年的研发投入动辄数亿美元，据测算这个数字是我国所有工业软件研发投入三个“五年计划”的总和。这种研发成本当前的中国公司是不可能承受的。

障碍三：研发企业难以短时间实现盈利，资本缺乏耐心。

用户认可难度大，研发成本高，仿真软件自主研发企业的短时间盈利就成了小概率事件。社会资本的逐利本性，使得这种投资几乎不可能发生。

障碍四：知识产权保护如果不进一步加强，获得国际顶级软件的成本可能为零。

之所以把这一障碍放到最后来讲，是笔者认为它对中国仿真软件自主研发的影响太大。如果对这四个障碍做一个取舍，只能保留一个的话，那我毫不犹豫保留最后这一个。

知识产权保护问题

知识产权保护问题是国家一直不懈努力要解决的问题，但这需要有个过程，需要时间。仿真软件这样一个小众软件始终在市场上存在各种形态的盗版，用户有可能以零成本获得仿真软件，这让后发软件企业根本没有生存空间。

软件的一个重要特点是复制无成本、功能不降低、质量不下降。盗版软件的存在，让中国仿真市场规模与工业增加值明显不匹配。类比欧美日市场，按照当前中国工业增加值，仿真软件市场规模应该在目前的数倍以上。

所以，如果用户用的每份软件都是合法授权的，偌大的中国工业体系造就的巨大市场，总是有中国本土软件由小到大成长的空间。

近年来，我国相关机构打击知识产权侵权行为的力度日益加大。随着时间的推移，相信市场环境将会有所好转。但我们还是希望这种力度再大些。

其实，对于盗版，有的国外原厂也不会视而不见，还有可能利用这一现象设置陷阱和地雷，使其逐渐成为国外原厂新的收入来源。在互联網时代，软件供应商收集用户的盗版软件使用证据如探囊取物。在证据面前，轻则补缴，重则受罚，而且有企业已经被苛以重罚，即“今天你被割的韭菜，都是当年盗的版”。

中国仿真软件的机会

中国仿真软件发展虽有障碍，但也不乏机会，尤其在国际贸易摩擦和科技竞争的国际背景下，这种机会明显增加。

第一，中国仿真软件虽然落后，但对国外软件的应用程度尚不深，依赖尚不强。

相比CAD软件，中国企业对仿真软件开发程度远远不够，用户的依赖性还没那么强。这反倒给中国仿真软件一定的喘息之机，因为一切都还来得及。因此，我对中国仿真软件的自主化之路信心更强。

第二，中国仿真软件代理模式培育了众多仿真技术公司和技术人员。

中国仿真技术公司和技术人员众多，不过目前是一盘散沙，各为其“主”：第一个“主”是资金，这些公司生存并不容易，为了活下去必须在市场上战斗。第二个“主”是国外软件供应商。同类软件之间要竞争，同一软件的不同代理为了争夺同一个客户也要竞争。如果有一种机制让这股力量凝聚起来的话，将是中国仿真软件发展的生力军。

第三，中国企业意识到危机，对工业软件本土化的要求越来越强烈。

中国的先进企业都是仿真软件的巨大受益者，对仿真软件的应用开发已经到了很深的程度。今天，这些公司有些被断供，或受到断供威胁，有些企业在目睹兄弟企业或兄弟行业的断供后，危机感越来越强。大家都已经意识到，仿真软件的本土化势在必行。

第四，中国政府对工业软件空前重视且投资可观，并具有制度优势。

自从制造强国战略提出以后，工业软件的重要性被专家和政府推向越来越重要的位置。特别是国际贸易摩擦和科技竞争，让工业软件的自主研发受到空前重视，投资也越来越大。相信在中国工业软件的自主研发方面，我们的制度将继续发挥集中力量办大事的作用。

第五，中国知识产权保护力度的加大将激发和释放出更多需求。

由于我国加大了知识产权保护的力度，以前通过非正常手段获得软件的途径被切断，正常途径增加的需求增加了让本土软件获得青睐的可能性，至少用户需要软件公司的服务能力。

第六，中国市场潜力和需求潜力巨大，具有足够的发展空间。

中国市场之大，让不论多小众的产品都有一定的需求，仿真软件也是如此。如果把中国市场中的仿真需求完全激发出来，中国仿真软件还有更多市场空间。

第七，仿真技术和需求的求异特征，给仿真软件发展留下足够空间。

仿真软件具有求异特征，使得国际仿真软件并非几家独大，而是百家争鸣。仿真软件不同于CAD软件，很难被几家公司垄断，用户总是会在任何一个行业或企业看到几款你不熟知的仿真软件。我们观察国际市场也发现，任何一款仿真软件总是能找到一定数量的用户。只要软件有一些特色，就不会被完全打死，总是有生存空间。

总之，以上机会给我们强烈而明确的信号：如果充分利用中国的市场特点、应用特征、服务能力和制度优势，是可以找到一条工业软件可行的发展路径的。

商业应用能否成功

在当前技术和市场格局之下，仿真自主研发的成功更多的不是技术问题，而是商业应用能否成功的问题。仿真作为一项较为成熟的学科，理论、方法和技术已经相对稳定。当前中国的自主仿真之路现在还没有必须突破的技术难题，或者说，我们现在的发展阶段，还没有到去解决顶尖技术难题的时候。按照常规发展路线，发扬工匠精神，持之以恒，假以时日，达到满足中国市场当前需求的技术能力是没有问题的。但最大的问题是，如果商业成功路线不通，就无法持续获得企业持续研发的资金。

所以，发展中国仿真，成功的商业路线是需要考虑的首要问题。但在技术路线的选择上，也需要一点不走寻常路的精神。我们的思路，可以用“中国仿真自主软件发展的双驱策略”来表达：高点起跳，赋能开道。

高点起跳

从起步开始进行仿真软件的研发，成功的可能性为零，资本的耐心也为零。即使有可能在短时间内达到相对较高的技术水平，但在软件这样一个边际成本为零的行业，行业领先者可以让你的努力成果在一夜之间归零。

因此，高点起跳是必由之路。伴随世界仿真技术的发展，中国仿真软件也有50年的发展历程。50年的曲折道路，让中国软件积攒了深厚的软件基础。这些基础包括科研机构、高等院校和商业公司等。

科研机构每年都会得到数量可观的经费支持，多年持续开发，积累了大量的先进而独特的仿真技术。这些技术目前主要作为专门用途，很少公开，更没有市场化。其实，在国际上仿真软件的发展历程中，多数软件都有类似的发展过程：先期获得特定支持，为特定目的开发;当特定目的达成后，这些技术就会公开或者商业化。但是目前在国内，因为机制的制约，这条路似乎一直不通畅。所以，获得大量国家支持的技术发挥的作用仅限于特定目的，实为可惜。然而这些技术是我国仿真软件高点起跳的基础平台，应该通过与技术能力和产业化能力较强的商业公司合作，变成高点起跳的基础。这种改变需要国家和政府力量来完成，需要对机制体系做出改变。

高等院校的技术以学术目的为主，实用性为辅。先进性方面四处开花，但缺乏系统性。没有系统性较强的基础体系，零散的先进技术其实无处嫁接，无法工程化落地，所以高等院校的技术具有高点起跳的弹射力，但需要起跳的基础平台来支撑。

商业化公司的技术起点往往是全球开源软件代码，经过一定时间的商业化发展和开发，形成具有一定系统性的框架。但由于开源代码具有时代滞后性，往往落后于当代技术3～5年。所以，总体来说，落后于体制内研究所和高校的技术，但商业化技术具有天然的落地应用需求，所以可以获得一定的工程应用验证，让这些技术具有较强的实践性，这正是仿真软件所需要的，所以也具有较高的价值。

这些各具价值的技术成果需要一个好的平台来整合，形成中国仿真软件高点起跳平台。在中国当前的特定时期，有关部門可以积极通过政策促进这种平台的产生。

比如，在合适的时机下，可以通过国际并购，促进中国仿真技术的快速提升。在中国市场上出现的仿真软件不下百款，其中不乏技术优秀但市场表现不佳的软件，我们称之为第二梯队。第二梯队的软件是我们未来并购的最佳对象，不佳的市场表现增加了其被收购的意愿，但其技术的先进性可以显著提升国内仿真技术的高度。

另外，全球有不下千款仿真软件，而数字化软件多年来出现了一个特异现象：设计软件趋同，仿真软件求异。在强大的资本运作下，设计软件越来越少，但仿真软件总是春风吹又生。只要工业还百花齐放，仿真软件就百家争鸣。制造业花红柳绿，仿真软件就姹紫嫣红。这些全球积累的各种形态的仿真软件无疑是营养丰富而广阔的土壤，可以为任何一个立志于做大做强的仿真软件公司源源不断输送技术养分。当拥有一个市场认可和开放性较好的仿真技术框架后，可以并购更多的国内外中小软件公司。

其实，所谓的高点起跳，这个“高点”的高度并没有高到可怕的程度。我们目前实际上并不需要选择多么强大的软件。国际大牌软件功能强大，同时也使用复杂。中国企业目前能投入使用的功能只占其全部功能的十之二三，大部分功能被购买后闲置，这无疑是采购经费的浪费。因此，我们只需要开发出这些大牌软件30%的功能，形成基础模块，已经足以应对80%～90%的应用需求，甚至对于应用不深的大企业或者尚未采纳仿真技术的中小企业，这些功能已经绰绰有余。所以，在国际仿真软件发展的高度面前，我们仍然觉得可以挑战的原因就在于此。就我们当前市场真正需要的功能和技术来说，即使不去选择此类合作者，仍然可以通过自主研发实现。

赋能开道

就中国企业使用仿真软件的实际情况来讲，存在大量“假仿真”现象，其实是企业的一系列误区造成的。这些误区导致中国企业每年花费大量经费采购的仿真软件并没有真正发挥作用，但企业也并不知道为什么会这样，也不知道怎样才能提升仿真应用效益。能买得起仿真软件的中国企业，其能力建设和条件建设的经费有的是通过特定项目来向国家申报和审批的。

申报审批的模式和内容大同小异，多以类似软硬件的硬能力采购为主，对软能力的建设很少关注。企业的软能力建设一直没有搞起来，硬能力当然就不可能发挥作用，而只有软能力才能让我们找到提升企业仿真效益的通道。

这是我们提出“赋能开道”策略的原因：通过建立企业的软实力，达到提升企业仿真效益的目的，同时完成国外软件的替换。该策略的核心思想是：把以前的软件采购经费转变成能力建设经费，用于企业的仿真体系建设。通过仿真体系建设方法论，培养中国众多公司的咨询服务能力，持之以恒地帮助企业建立仿真能力体系。不要急于求成，而要每年达成一个小目标，每个企业的一小步就是中国工业的一大步。中国的仿真技术公司今后的发展目标不是销售国外的软件，而是发展一种咨询能力，可以帮助企业进行仿真体系建设。当然，这需要国家政策、项目指南和经费批复模式的引导。

具体建议是：

今后相关主管部门在项目指南和经费批复方面向软能力建设倾斜。政府每年投入的大量软件采购经费转变成企业应用能力建设经费，且集中分配;

国内选择一家有较强仿真体系建设和咨询服务能力的公司，由他们牵头建立中国仿真技术服务生态，组织和孵化国内大量的仿真技术公司;

这些孵化出来的公司利用仿真体系建设方法论和自主仿真软件，解决中国企业仿真应用实效不高的问题，同时实现用户向自主可控软件的阶段过渡。

基础免费

中国企业已经过各种仿真软件洗礼，特别是这些软件中不乏市场占领率高、应用体验较好的仿真软件。面对这种接近成熟的红海市场，一款认知度不高的新软件在此发声无疑困难重重，如果想有所作为必须有其独特之处。

中国互联网产业的发展起步较晚，但在近十年走在世界前列，成为世界互联网的标杆。其成功之路有很多可借鉴之处，其中有一条策略称为“羊毛出在猪身上狗来买单”。这句话背后的原理是：你曾经挣钱的产品，在别人那里免费了。免费不是目的，是获得用户的手段。此模式的关键是，你能不能基于产品免费获得客户群，设计出新的盈利模式，或者说，是不是能找到用户更深的痛点来提供增值服务。如果能，那剩下的工作就是如何获得足够数量的用户，免费模式就是其中一个有效手段。

在互联网界成功的策略，在仿真界未必不能采用，虽然它们之间在技术和市场上都确实差异巨大。本土仿真软件从弱小起步，非常需要一些特别举措获得市场的认知，用较低的企业采用门槛来与国际大牌抗衡。我们建议采纳的方案就是：基础软件免费，高级模块或专业模块收费。而这些基础软件的功能，就是上文所言的国际大牌软件的30%的功能。

这些基础模块包括：结构领域的线性静力学、基础动力学、基础非线性;流体领域的气体动力学（可压）、液体动力学（不可压）、散热分析、基础化学反应分析等;电磁领域的静态电场分析、静态磁场分析、基础高频电磁场分析等;基于基本算法的优化软件等。

在软件采购上，有关部门应该引导企业做好真实需求分析，明确那些真正用得上的功能，不要拿那些用不上的“奢侈”功能来装面子、壮胆子。基础模块软件够用，就不要浪费资金购买奢侈品般的国外软件，要把钱省下来建立真正仿真软实力。

利用免费的基础软件获得用户群，培养出使用习惯后，对于用户的深层应用需求，高级或专业模块的有偿提供便水到渠成。这是通过基础模块获取大量客户之后而设计的一项增值服务。

高级或专业模块包括：结构领域的高级非线性、高级动力学;流体领域的燃烧、化学反应、水力学;电磁领域的动态电磁场、ESC/EMC分析等;包含高级算法的参数、拓扑、多目标、多学科等优化功能;多学科、多物理场耦合功能;高性能并行计算功能;仿真能力体系建设过程开发的综合仿真平台则是一个更为综合的系统，包括其中的仿真流程管理、仿真数据管理、多学科集成和优化、仿真组件开发、仿真集群管理等功能。

云化普及

如果说“赋能开道”是保证商业成功的第一步，那“云化普及”就是第二步。

本土仿真软件通过仿真体系建设咨询服务的方式可以解决大企业的本土仿真软件替代问题，同时解决了仿真能力的提升问题。对于数量众多的中小企业，软件可以免费，但服务存在瓶颈，国家无法这么大面积进行服务补贴，服务公司也无法服务这么多客户。所以需要考虑新的商业模式，既要使得中小企业客户无成本获得软件，又要有人愿意以较低的收费为他们提供服务。

免费的前提是必须有其他收益来交换，所以单纯地提供软件供免费下载这样的模式是没前途的。在工业互联网（工业云）逐步普及的今天，软件的应用完全可以通过互联网来使用，软件都部署在工业云上，特别是基础软件较为标准，在工业云上使用没有障碍。通过工业云，用很少的费用甚至免费来订阅这些软件，而提供这些软件的云平台则利用免费方式为凝聚起来的流量（用户群）来设计新的盈利模式，发展其他的增值业务，这是软件免费的前提，流量才是这个模式得以持续的原因。

仿真云的目的便是希望通过生态来解决海量中小企业的服务问题。通过仿真云平台将仿真技术低成本地普及到千家万户中小企业，通过海量的用户群设计出更多的盈利模式，让人们愿意为中小企业提供性价比高的服务。在仿真公有生态上可能会产生各种新的小微业态，这些生态都有潜力带来非软件销售收入，譬如简单直接的广告业务、在云上开设服务网店来进行技术服务交易、开发APP供有偿订阅等。

人才聚合

仿真技术的持续发展离不开大量高端人才。由于国内仿真商业软件的发展状态不佳，仿真自主研发人才目前多分布在两种机构：一是中国高校和科研院所，二是全球其他国家的仿真软件开发公司。

中国高校和科研院所的人才在各自领域的科研过程中，都开发了具有一定核心技术和应用特色的程序。他们相互之间有交流，但合作不多。可以设想，依据当前的中国技术人才现状和人才心理特征，如果中国出现一个目标坚定、志向远大的商业仿真软件开发的事业平台，将这些人聚合起来还是可能的。

政策支持

上述聚合人才的事业平台，是一个特别历史时期的、具有特殊意义的平台，是一个具有国家使命感和荣誉感的平台，绝不仅仅是个常规的商业和技术平台。所以平台的建立和发展，都不应该离开国家和政府的支持。相关主管部门应在这个平台的搭建与运行方面发挥重要作用。在保持市场化模式的前提下，主管部门在资金和政策方面，都有巨大的发挥空间。

首先，在起步阶段，中国本土仿真软件必将面临巨大挑战，这种挑战不仅来自竞争者，还可能来自于用户。这种挑战也许不仅仅是技术挑战，还可能是用户的信任和信心不足。如果有相关部门的信用背书支持，无疑会大大提升本土仿真软件应对挑战的能力。

其次，在资金方面，无论是支持仿真自主研发公司还是支持使用自主仿真软件的企业，都将对中国自主仿真软件的发展起到一定的支持作用。在公司发展过程中，并购是快速发展的措施之一，并购资金也需要政府的资助。

最后，在政策方面，笔者认为，国有企业优先采购自主仿真软件的政策在起步时期是必要的。另外在知识产权保护方面的政策仍需继续加强和坚持，为自主软件健康成长保驾护航。

当然，这样一个平台对资金的需求绝不是小数，因此商业资本也是一个重要角色。政府的政策支持、资金支持和信用背书，都是商业资本的定心丸。资本对这样一个具有特别意义和中国紧缺技术的发展具有巨大兴趣，当前万事俱备，只欠一个商业可行的项目计划书。

總之，天时、地利、人和都表明，发展中国自主仿真软件的条件已经成熟。时代为我们打开了一扇窗，但窗口期很短，稍纵即逝。我辈应抓住机遇，担负起中国自主仿真软件发展的使命。