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宁振波：工业软件的焦点在仿真

news 来源：原创 2024/5/5 15:38:01

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苦旅寻真

求索中国仿真解困之道

今天，中国面临着大企业玩“假仿真”、中小企业“无仿真”、全中国玩“邻家仿真”的仿真困局。中国仿真如何破冰？如何走出困局？是本书讨论的核心。

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《苦旅寻真——求索中国仿真解困之道》近日由机械工业出版社正式出版发行。

本书回顾了中国仿真的艰苦旅程，提出中国仿真的“三个困局”及其破冰方案，并展望了仿真技术的未来发展。

我国工业制造领域专家、中国航空工业集团信息技术中心原首席顾问宁振波教授为本书作了序言，以下为序言内容。

面前摆着一本《苦旅寻真——求索中国仿真解困之道》，我仿佛看到了中国成千上万名从事工业仿真软件开发、实践者的急迫面孔，仿佛听到了他们几十年为中国工业仿真软件发展呐喊的声音。在第四次工业革命的大潮面前，中国工业软件之痛、仿真软件的落后，历历在目。中国制造“大而不强”核心是研发不强，中国智能制造“缺芯少魂”，魂就是工业软件，智能制造的难点是建模，焦点在仿真；大规模的工业仿真软件应用是基础。如何解脱仿真困境，本书作者给出了一个可供选择的道路。

瓦特蒸汽机是第一次工业革命的代表产品，发电机、电动机和内燃机是第二次工业革命的代表。这些工业产品的研制，是通过几百年数学、物理、化学等等学科定律、算法和方法的发现和确认，并持续用于工业产品的研制过程。从手工设计绘图，到工艺编制，试制出产品，再到用试验来确认产品的功能和性能，反复迭代，优化修改设计、工艺、生产过程、试验过程，一直到满足人们的设计需求后，就可以投入批量生产了。这就是典型的爱迪生的“试错法”。

第三次工业革命是电子数字计算机、核物理、激光、太空技术等等的发展为代表的革命，其中，最重要的就是电子计算机的出现。如果说机器的出现大幅度代替了人的体力劳动，电子计算机的出现就代替了人在大量的脑力劳动。当我们把几百年形成的成熟的大量的方法和算法、产品研发中知识、经验、甚至技能变成软件和模型后，就可以用仿真软件的方法来大幅度降低产品研发成本，缩短研制时间，提高产品质量。这已经被国内外众多产品的研发实践所证明。

2004年到2006年，我参加了复杂产品虚拟试验、仿真验证的论证工作，参加人员都是众多国内最高水平的专家，最后形成的总报告结论，用一句话说就是：“用仿真和虚拟试验来指导、简化、减少甚至取消实物试验，必将在未来复杂产品研发中起到重要作用”。

2010年6月4号，猎鹰-可回收式运载火箭发射成功，其机械分离式助推器的研发没有做任何实物验证试验，合理性和可靠性完全依靠仿真计算来保证。火箭分离器避免使用火工品是一种创新，取消大量实物试验的原因就是有软件作为工具可以进行大量计算和仿真。大量工业软件的应用就是把人的知识和智能赋予软件，这也就是中国工程院周济院士所说的具备了HCPS（Human-Cyber-Physical Systems：新一代智能制造_人-赛博-物理系统）的基础了。

最后，以我最为尊敬的科学家钱学森的论点作为小结。1997年9月，钱学森已经预见到了虚拟工程与科学在未来的重要性，他为清华大学工程力学系（现清华大学航空航天学院）建系40周年的贺信写道：“随着力学计算能力的提高，用力学理论解决设计问题成为主要途径，而试验手段成为次要的了。由此展望21世纪，力学加电子计算机将成为工程设计的主要手段，就连工程型号研制也只用计算机加形象显示,都是虚的，不是实的，所以称为‘虚拟型号研制（Virtual Prototyping）’。最后就是实物生产了。”

本书作者对中国仿真软件的过去、现状和未来作了详尽的分析，为中国智能制造的发展方向描绘了清晰的蓝图，是一本不可多得的好书，值得我们深入思考，长期研读。

宁振波

2020年2月2日

本书作者介绍

本书作者安世亚太公司高级副总裁、北京市综合仿真实验室主任田锋先生，拥有二十多年研发、技术、管理与咨询经历，为近百家企业提供研发体系规划、建设和研发信息化咨询，是中国航空三大主机所、船舶工业某研究院、中国中车等企业精益研发、知识工程、仿真体系建设项目总设计师，著有工业与智能制造热门图书《精益研发2.0》、《知识工程2.0》、《制造业知识工程》。