航天慧海：国产VVP空间系统分析工具箱“1+4把剑”

根据访谈素材，整理出以下内容：

1 当初进入该行业的背景与契机

Q：你们的产品专业性非常强，是典型的航天工业软件，工业重器。14 年前，您是在怎样一个状态下进入这个行业的？或者说当初进入该行业的契机是什么？

A：公司成立之前，利用3 年多时间做了国内工业仿真和工业软件市场调研。分析发现，航天领域“工业软件分析工具”市场存在着该领域关键核心技术空心化、短板化、空白化难题，预示着我国航天领域硬核技术分析工具软件市场巨大。这为14 年前航天慧海直接进入该行业奠定了基础。

2008 年，国内顶级航天单位中电科院和航天测量通信所，因航天型号研制和试验基地外场试验亟需国产STK 支撑。于是，公司集中两家单位师资力量，进入该行业，并于2010 年发布中国首款STKv1.0 提交用户使用。2017 年11月22 日，我国首个中国STK 在全国三大视频网站发布（VVPSTK 卫星仿真工具5.0 宣传片）。恰逢中美贸易战的高科技封锁，公司终于抓住了我国大力发展自主可控技术这个契机，实现第一个梦想：中国航天领域工业软件VVPSTK 完成商业化阶段。

2 团队研发人员专业背景

Q：能介绍一下您团队研发人员的专业背景吗？

A：团队核心人员来自于9 个技术领域，大多历经10～20 年专业职业历练。轨道空间动力学、卫星仿真、雷达仿真、通信仿真、链路分析、空间通信网络、光电仿真、电磁环境仿真、星座通信频率干扰、二维GIS 引擎、太空三维GIS引擎、航空仿真等各专业背景人员，遵循一套先进的仿组件框架体制，按统一的VVP 仿组件开发集成机制执行。当然，还需有从事工业工艺与工业美术研究的专业人士参与，因为做工业软件其实也是在做工业艺术品，对工业工艺的理解、分析及设计，体现了工业工艺的人机交互艺术感。

3 软件自主研发和企业应用的瓶颈及应对

Q：跨学科、专业性极强的专业软件开发，最大的特点和难点在哪里？您公司在这个过程中是如何克服的？

A：引用行业内一个典型的理论：即任何一个工业软件的成功，都可以分成3 个阶段：0-1 阶段，软件出生期；1-10阶段，软件商业化；10-100阶段，软件市场化。

（1）软件出生期（0-1 阶段）。指将一个算法写成代码，封装成一个可以运行的程序。在这个阶段，算法本身的优劣占有重要地位。该阶段的输出，是一个可以运行的程序，可能是用MATLAB 编写，也可能是用C 等语言编写。最大的问题：一是使用比较困难，只能是体制内/行业内/专业用户室/特定组或个人使用，很多时候除编制者能使用，第二个人都无法使用；二是软件比较简单，实现的是单一场景应用，因此软件无需架构，不需要大型工业软件团队的介入。

国内大部分新兴工业软件企业，都处于0-1 软件出生期这个阶段，都在讲着算法的故事。要突破0-1 软件出生期这个阶段瓶颈，至少需要4～5 年时间，考验重重，还要看专注程度。

（2）软件商业化（1-10 阶段）。指软件从只能一个人使用变成其他单位/人员也能使用，从单一场景变为一个行业相对普适的场景（至少需要5～6年时间）。

在这个阶段，整个工业软件的职业化开发团队需要建立起来，至少应包括架构师、产品经理、开发经理、测试经理、通用UI、算法开发等专业团队。软件的需求场景被定义清楚，软件的模块和架构被清晰定义，软件的使用场景和UI 界面也被确认，软件的每个模块被分解开发，包含软件说明书、使用手册、宣传资料、培训案例等在内的软件安装包也同时被制作。算法专家已经不是最核心的成员，产品经理和相对完整的职业化软件开发团队才是公司的主力队伍。

由于职业化开发团队和配套行政人力管理团队的扩大，公司开支急剧增加，完成软件商业化，基本需要几千万量级的资金投入。一般而言，很少有依靠自身资金能够跨越这个阶段的企业，基本都需要依靠外部资金输血（融资）起步，也有上市公司收购创业小团队。

本阶段的输出是一个商业化、易用性很好的软件产品，配备有完整的软件手册和售后服务材料。同时，至少具备10 个软件产品的货架模式采购，并有使用软件5 年以上的用户，才算1-10 软件商业化历练试点（技术服务案例）。

本阶段结合产品特性、目标市场（通常是通过市场上10 个商业化软件产品的采购合同交付历程进行垫底）进行定位、分析，再经过5～6 年的市场培育，形成市场对软件产品的认知（类似MATLAB 这类成品）才算完成软件商业化入门。

（3）软件市场化10-100 阶段。软件商业化并不是终点，客户大规模的自发使用才是软件市场化10-100阶段。

在完成软件商业化入门后，再经过2～3 年的销售工作，产生第一批规模化订单（至少二、三十个商业化软件产品的采购）；再经过2～3 年的市场发酵（包括国内一流顶级客户重复采购），至少具备四、五十个工具软件采购并使用的用户（类似MATLAB、UPDM/Rational/Telelogic/Raphsody、OpNet/QualNet、STK 等国外垄断工业软件成品采购），工业软件的万里长征依然才只完成一小半（10-30 阶段），而真正的挑战刚刚到来。

第一是软件市场化的生存挑战。一是经历4～6 年时间中九死一生、死亡飞车的场景：期间产品不能出现定位差错（死）；不能出现现金流断裂（死）；不能因为盗版国外软件冲击、出现销售瓶颈（死）；不能因为“穿个自主可控马甲”的国外代码打压而进入回款绝境（死）；不能因为盗版源码市场打压导致出现管理团队散伙（死）；不能因为国外代码包装成国产而被封杀，进而出现核心技术骨干离职（半死）；不能出现市场天花板太早（半死）；不能出现由于团队坚持太久而放弃（死）；不能因为要达到业绩要求而改成项目实施（半死）；不能因为冲刺销售额而退回到0-1 阶段，进而陷入各类项目定制开发阶段（半死）。这个阶段，所谓创业者十者去其九。二是市场出现用国外软件界面参数项的“画皮”长期打压“原创新的国产”自主可控技术产品投标（九死一生）。三是市场出现用“破解版国外软件”长期低价直接铺撒市场，导致国内工业软件面临极其残酷的生存环境（十者去其九）。四是受疫情静默工作环境约束，考验能否提供云化服务和远程云服务，以完成软件交付、验收回款（死亡飞车）。

第二是软件大规模应用。首先说规模，若企业能够依靠自身资金（不靠外部输血）通过累计50个STK 合同用户，方能谈大规模应用。若要历经市场化大规模应用磨练，需累计100个国产STK 合同交付。

第三是通过免费使用体验，实现自发。市场化后的国产STK 工具软件，要能够放在网上，接受市场大规模用户的免费测试使用，实现自发。

总而言之，利用十年磨一剑在突破第一个阶段障碍基础上，再突破第二阶段瓶颈，进入第三阶段的软件市场化阶段。最重要的是能够坚持得住，这种冷板凳一坐就是10年（与客户进行联合应用验证，通过市场采购进行市场化规模应用检验）。

图1 2014年基于VVPSTK进行国网星座低轨通信卫星组网仿真

4 公司“走出软件作坊”的独特模式

Q：你们是如何“走出软件作坊”模式的呢？对于软件工程的作用，您能谈谈吗？

A：2008-2012 年，即0-1 阶段软件出生期，公司利用5年时间完成“走出软件作坊”，共发布3 个版本的VVPSTK工具软件。VVP 软件工程模式的特征是按照“走出软件作坊”行动指南和借鉴微软研究院在中电科研究所实施的软件工程规范流程，并参考网络安全软件产品的版本控制与发布机制，硬拷贝出一套“PMD 每日构建开发任务管理平台”，解决“走出软件作坊”难题。

“走出软件作坊”挑战的特征是：开放式框架迭代速度快，框架先进性体现为创新自主可控，且支持与国际接轨，VVP 仿组件统一开发集成框架，遵循全球三大通用开发体系之一COM+组件机制（遵循“自主可控+与国际标准接轨”）。同时，要能够摆脱微软操作系统与开发框架约束，支持Linux 及其衍生操作系统环境运行，并能够在嵌入式操作系统如VxWorks这类环境下通过裁剪编译运行。

2013-2017 年，即1-10 软件商业化阶段，公司利用又一个5 年时间，进行“软件商业化”。在“走出软件作坊”基础上，实现“麦当劳模式”“立等可取”的软件商业化阶段，实现标准货架产品的标准化、模块化、系列化的软件商业化。国内没有第二家能够专注一个国产STK 工具软件、十年磨一剑坚持研究下来。主要签约用户包括：中科院软件所、卫星工程研究所、航天空气动力研究院、宇航系统工程所、北京机电工程所、航天恒星、华清瑞达、装备学院、江无厂等。

图2 2017年公司取得的创新性成果：VVPSTK系统分析工具仿真国网星座能力

2018-2022 年，公司进入10-70 软件市场化阶段。VVPSTK 利用2 年时间，即2020 年10 月，航天慧海在官网宣传：向国内航天用户提供WEBSTK 微服务，实现大规模应用。

2018 年（软件市场化10-20 阶段）开始，VPSTK 实现市场批量销售/货架产品签约即可交付+批量定制服务。

2019 年（软件市场化20-40 阶段），海内外同步发布VVPSTKv6.0 中文版和英文版，实现VVPSTK 自主可控技术+与国际接轨，使用习惯与国外禁运软件一样，实现“无缝切换”（国内独此一家）。

2020 年（软件市场化40-60 阶段），海内外市场同步发布宣传VVPSTK7.0 版，并直接在航天慧海公司官网进行VVPSTK 的B/S 版的云模式WEBSTK 空间系统分析计算服务的云服务仿真平台网络部署，提供VVPSTK 科普版/免费测试与使用（国内没有第二家）。

2021 年（软件市场化60-70 阶段），实现1 千颗星座的VVPSTK 测控分析工具，以货架产品模式，交付航天工程研究所使用。VVPSTK 标准版发布，突破4 千颗大规模卫星组网星座仿真性能瓶颈，提供多域空间系统仿真建模服务。

2022 年（软件市场化70-80 阶段），VVPSTK 专业版发布，突破在货架PC 机上实现8 千颗卫星组网仿真性能瓶颈，实现巨型星座测控分析。能够进行多域空间通信网络系统仿真建模与电磁环境仿真验证，具备星座构型、网络架构“一键生成”能力，技术成熟度预期达到7 级。能够实现与OpNet/QualNet、Matlab 进行联合仿真。

图3 突破AGISTK笔记本电脑200颗星/高性能PC机700颗星仿真运行瓶颈

2023 年，公司拟进入软件市场化80-90 阶段。计划发布VVPSTK.adv版，在突破8千颗卫星组网运行仿真性能瓶颈基础上，进行1.2 万颗卫星组网仿真性能瓶颈攻关，实现巨型星座仿真瓶颈突破性效果。

之前，航天慧海公司基于国产STK 系统分析工具，参与了载人空间站的设计论证、仿真试验，以及嫦娥发射空间碎片碰撞预警分析系统建设、北斗导航低轨星座增强试验仿真、高分对地天基信息支援规划分析、月球通信卫星组网设计仿真、智能卫星任务规划分析系统等。后续航天行业的机遇将更多。

5 公司核心技术、产品等与国外的差距及追赶举措

Q：您公司核心技术、产品已实现自主可控并与国际接轨，那您觉得与国外相比，有哪些差距？

A：（1）版本时间差距。实现国产STK 替代AGISTK 的v9.1/10.1/11.1 版本之后，美国又推出AGISTKv12.1 版本，有版本时间差距。比如，美国AGISTK 的v11.1 版是2017 年发布的C/S 模式传统版本，同时发布Java 编写的WEB 模式的B/S 云服务版本；而国产VVPSTK 是2020 年10 月，发布VVPSTKv7.0 版本时，才同时推出传统模式C/S +WEBSTK云服务模式的B/S 版本VVPSTK 科普版，部署在航天慧海官网（阿里云）上，免费给我国航天工程师使用。

（2）版本功能差距。公司已实现国产STK 替代AGISTK 的教育版、基础版、专业版常用功能，但是针对AGISTK 专家版的高级分析模块，如EOIR、RAE、MMT、SEET 等，还有很大差距。

Q：您认为要如何去追赶呢？

A：（1）虽然投入14 年时间，实现国产STK 替代AGISTK 的教育版、基础版、专业版常用功能，但是要挑战AGISTK 专家版的高级分析模块，还需要“十年磨一剑“的投入，实现国产航天分析工业软件国际先进技术的跟随、创新、集成、应用、市场检验。发现国外在该领域的短板，实现发明创新、改进创新、实用新型创新。

（2）接受融资，吸引能够攻克技术短板的高深专业技术人才骨干加盟，对标STK 专家版的高级分析模块，通过14 年成熟经验复制工业软件三阶段的成熟模式，集成至国产STK 平台上，形成STK 专家版高级分析扩展分析工具包。

（3）企业家精神是企业创新发展的决定性因素之一。每个企业的发展都是九死一生的过程，今天的成功企业，都至少有十几次站在死亡边缘的状态。带领大家走过这种状态，竭尽个人所能撑过企业危机的，需要企业家精神。

6 对工业软件人才培养的建议

Q：在工业软件人才培养方面，您有什么建议？

A：工业软件开发需要多学科、跨学科人才共同参与，其人才培养也需多方共同努力。就航天系统级分析而言，其涉及跨专业领域算法模型集成难题，跨领域、跨多个技术域的领头人统一在一套先进技术的集成框架下，实现“自主可控+与国际接轨”。而目前，国内高校、研究所、实验室、教研室等，都是按单一技术专业划分，造成专业领域的限制。并且，也存在这样一种情况，计算机专业毕业的学生去做程序开发一点问题都没有，但如果让他半路去学雷达方面的课程，那就跟听天书一样；而雷达专业毕业的学生去学编程，往往能够很快上手。因此，高校在课程设置与教学改革上可将此考虑进去。

此外，要想更高效地培养工软企业所需人才，一种好的做法是把他放到创客公司去锻炼，接触大量客户，经历市场化磨练，别的地方一般练不出来，因为缺乏工业软件公司的天然环境基因。

7 对国产工业软件发展的期许

Q：在国产工业软件发展方面，想对大家说点什么？

A：在科技封锁局面越发严峻的形势下，国产工业软件需求会逐渐增大，发展机遇也前所未有。

国务院新闻办发布《2021 中国的航天》白皮书，提出面向未来五年全面建设航天强国主要任务。国产STK 多域空间系统分析工具，将在空间科学、空间技术、空间应用等外空领域的国家航天战略上，发挥国产STK 空间系统分析工具箱规模性应用的支撑优势。

希望根据中国市场需求，按照航天领域发展规划，提供能够进一步填补国内空白、打破国外技术垄断的系列工业软件和航天领域分析工具，助力未来五年全面建设“航天强国”。

公司简介：北京航天慧海系统仿真科技有限公司于2008 年8 月成立于北理工留学生科技创业园，是国内领先的卫星仿真整体方案提供商。2011 年在郑州设立分公司，2016 年在南京设立子公司。拥有卫星仿真创客60 余名（其中，本科以上95%，硕士13人，博士以上8人），主要由国内航天领域专家和卫星仿真技术总师，以及国防科大、南京大学天文系、北理工和北航宇航学院等骨干精英+师资力量组成，为航天领域/卫星应用/天基仿真等国内一流用户提供空间系统分析工具及专业化的技术服务。