软件工程 考研,软件工程考研科目

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雁字回时,月满西楼。
老猫核心内参:也谈工程仿真软件国产化之路 引子

11.12~14日,《第17届中国CAE工程分析技术年会》在海南海口顺利召开,虽然没有到现场,通过在线直播的方式,也听了一些自己关心的演讲。

听下来,感触很深的就是对国产软件的宣传和期待,期间不同背景的厂商和机构,都对其国产化软件的发展和成绩不乏笔墨。这是好事,泱泱大国,工程软件自然需要跨越和突破,让我等都感到内心的激动和向往。

这也勾起我对这个话题的更多想法和思考,不由得赶紧坐下来,记录一二,与各位同好分享和讨论。这是一个大话题,我仅代表个人,发表一点个人的看法,无法站在更高的层面来给一个标准的答案,欢迎不同意见,但更多的请站在尊重和包容的前提下交流。

由于笔者的眼界所限,后面的话题,只针对电磁仿真软件作粗浅讨论,不涉及更大话题的其他工业软件和管理软件层面。

工程仿真软件行业现状

仿真已经成为科学研究和工程项目的重要手段,而这个蓬勃发展的小众行业,至今还是在科技发展的最前沿,不为大众所熟知。举个栗子,我至今没法跟家里人讲清楚我的具体工作性质,每次都是以“软件“”工程软件“”不是IT软件“等模糊的字眼草草收尾。

回到行业的维度来看,计算机技术让仿真技术插上了腾飞的翅膀,近年来的应用深度和成熟度,已经到了前所未有的高度。

时光里的记忆碎片

而回顾工程仿真软件的发展历史,这就是一部大鱼吃小鱼的并购史,具体的过程和详细的数据,这里不做罗列,随便一搜都能有很完整的整理。而这个收购和发展的历史中,基本都是欧美大厂的天下,如Ansys、Altair、达索、Cadence等,连日韩等重要经济体,也未能占有一席之地。

2000年,网吧游戏热火朝天,通宵熬夜打游戏的大学生遍布各个大中小网吧,电脑对于学生群体来讲,是一件很向往,很高级的物件,跟随身听一样。然而,随着学年的递进,用来玩游戏的电脑(当然,都是用学习的名义花家长的钱买来的),也装上了各种各样的电子电路,电磁场仿真软件。原因很简单,因为,储老师讲《微波网络》课程的时候,他说:“今年我有个硕士生找工作,拿到了月薪7000的offer。面试的时候,人家要找会用Ansoft软件的同学,刚好她用得特别好。“

What?

会用Ansoft软件就能月薪7000?(当年西电我们这样的热门专业学费是一年6500元,基本上是普通工薪阶层大半年的收入,对穷学生来说,7000真的好多好多好多钱!)

全场陷入沉思,盯着老师,想寻求答案。

旁边的同学悄悄问我:“Ansoft是啥?”

我尴尬的一笑:“我也不知道。”

毕竟,已经是大二的学生,下来马上就搞明白了,Ansoft是我们专业的一款电磁仿真软件,我们专业的天线,微波器件,啥都能算。牛B勒,冲着月薪7000,得学呀!

可那时候,连微波网络,斯密斯圆图都没搞清楚,也就不了了之了。

从这一段基本可以看到,二十一世纪之初,是仿真软件工程化应用的初始阶段,这个阶段,国外的相关的软件,逐步进入中国市场,盗版软件进入中国的高校圈子,让行业内的学子们有机会接触到这么一个领域。

本科和读研期间,会用仿真软件都是非常重要的一项技能,还记得当年对会用Ansoft HFSS 8.0的师兄的那个崇拜,想想到现在,依然还是崇拜,不用纸笔去演算了,算出来啥样,做出来就啥样,感觉真厉害。

感觉要进入回忆杀,收不住勒。强行拉回现实。

在后来的持续近二十个年头里,进入了电磁仿真软件的行业,支持过多款相关的软件,也做过一些项目,谈不上多大收益,但对于风起云涌的这二十年,还是有些话可以说的。

群雄逐鹿的年代

电磁场的仿真市场,其实说起来,并不大。可要数一下相关的产品和细分体系,还真不容易,数量实在是太多了,跟走马灯似的,你方唱罢我登场。经常会听到各种新的软件名字,来自世界各地,不过,这都不是今天话题的重点,略过不谈。

在常年的严苛的市场竞争过程中,从二十年前无数家电磁仿真软件品牌和产品的群雄逐鹿时代,逐渐形成现今的三足鼎立之态,到今天,真正在市场上成熟,得到业界认可和广泛使用的电磁场仿真软件,主要就这么几家。

  • Ansys HFSS

  • Altair FEKO

  • Dassault CST

是的,软件名字都冠上了金主的名字,是的,他们都被收购了,小鱼被大鱼吃了。

而国产软件,则基本看不到踪影,近几年国家对国产软件的大力扶持,逐步能看到国产软件的身影。在投资和人才方面,都能看到那些在激烈的市场环境中谋求生存和发展的公司和品牌,激流勇进。

国产软件的凿冰之旅 计算电磁学

仿真软件的核心是算法代码,对电磁场领域来说,就是计算电磁学了。在这个小圈子里,华人的地位一直都非常重要,如果对这些内容有兴趣,可以移步《》微信文章,这里主要简单说说国内的相关情况。

国内,在计算电磁学方面研究深入的相关科研机构特别多,无法一一枚举,搜罗一下相关文章就能有个大概的了解了。比较而言,做得比较系统而靠前的主要有这些团队,电子科技大学,北京理工大学,东南大学,南京理工大学,西安电子科技大学等。相关课题组的主研老师,都是行业内响当当的专家学者。

按常理,国内是有非常好的基础,可以实现相关成果的商业化,拥有独立自主产权的有竞争力的仿真产品。

可实际上,国内的相关产品,数量不能说寥寥,但应用和普及却少之又少。

国内的相关代码开发,是课题组形式继承和延续的,基于具体的项目需求进行研发,这就主要有两个典型的问题无法克服:

  1. 重研究价值,轻应用价值,以满足课题需要,发表文章为主要目标;

  2. 点状研究为主,缺乏系统性规划和承接,代码松散,人为管理,核心人员毕业以后,新人需要花费大量时间消化,再往前走,步子也会非常慢。

因此,学院派的软件,在学术上,在某个具体问题的解题上,具有一定的优势,但在工业应用上,往往缺乏灵活性以及足够的延展性,使用门槛也比较高,导致迟迟无法形成具有竞争力的好用的仿真软件。

国产化背景

从2019年中美关系发生变化以来,国家在自主产权的核心工业软件方面的投入空前巨大,重视程度与日俱增,这直接为业内人士带来了系统性的机会,投资和创业都是良机。

所以,我们可以看到,有乘着这股东风,准备大干快上的创业人士,也有借着这个机会,寻求资本青睐的淘金者。整个行业,从投资端,到应用端,都趋之若鹜,不管是主动,还是被动。从《第17届中国CAE工程分析技术年会》上的演讲来看,已经完全变成了国产厂商的秀场,很感慨,真的是“忽如一夜春风来,千树万树梨花开”。

东峻科技

说到国产电磁学的软件,不得不提的一个公司就是东峻科技。

据其官网介绍,“上海东峻信息科技有限公司是迄今为止,中国第一家自主研发商业化全波电磁/光电仿真软件的民营高科技企业,具有装备质量体系和ISO9001质量体系等重要必备资质。”

是的,从注册成立以来,东峻科技是国内唯一将电磁仿真软件坚持做到现在,并且在系统性的不断完善和补充,弥补不足的一个公司,尽管路铺得比较开,也还比较长,但非常值得尊重。

最让我印象深刻的是其创始人蒋老师的几篇文章,读来不胜感慨,着实不易。在资金和人力都面临巨大压力的生存环境下,在产品还不完全成熟,却需要极力得到市场的支持的情况下,可以想见,东峻前面十来年的日子,肯定是不容易的。好在,这几年的国家东风吹拂下,也算是迎来了春天,东峻无疑是最先受益的国产软件厂商。

雨后春笋

当闻到腥味的时候,所有的食肉动物都会醒来,蠢蠢欲动。对于仿真软件这样的“高端”市场,相对来说,其“蓝海”属性会更强,因此,各路神仙,都想来分一杯羹。

这本是好事,没有数量,何来质量?

为避免带来麻烦,名字就不列了,大家随便留意一下,都会发现,怎么谁谁谁都自己弄了个软件出来,原来早干嘛去了?

不过换个角度来看,这么多的数量,意味着有这么多的资源和人力往这个上面靠,只要最后能有一些公司能做出点名堂,都是好事。对于国家来说,不是所有的投入都需要得到回报,有一定的回报率,钱就没有白花。

每当这么想,作为纳税人的我,也就深感欣慰了。

工程仿真软件国产化百态

近两年来,国产软件发展速度之快,令人震惊。

抛开其真实性不谈,我们先来看看这些软件的发展途径,怎么从无到有,从小到大,在如今的市场中,留下名字的方式。简要来说,有以下一些门类,可谓招招命中要害,都是大干快上的妙招。

产学研结合

近年来,非常流行的一个词,很高端,有木有?

产学研的英文翻译为:IUR (Industry-University-Research) ,字面理解就是“产业、学校、科研机构”,特点是研究、开发、生产一体化。产学研相结合,是指科研、教育、生产等不同的社会分工,在功能与资源优势上的协同与集成化,它是技术创新上、中、下游的对接与耦合。

我们再换一句通俗易懂的解释,产学研相结合也就是产业、学校、科研机构等相互配合,发挥各自优势,形成强大的研究、开发、生产一体化的先进系统,并在运行过程中体现出综合优势。

这种模式是当前非常推崇的一种发展方式,高校和研究机构在科研方面具有很好的带头作用,结合产业发展做应用方面的开发和落地,看起来是一个非常完美的发展模式。

事实上,确实有太多的产业发展,都是脱胎于高校和研究所的基础研究和人才培养,国外的很多成熟商用的仿真软件,也是来自于此。比如大名鼎鼎的HFSS的创始人Zoltan Cendes博士就是来自CMU的教授。——参见《》

这也是国产软件最有希望发展出突破性价值的发展模式,期待有好的产品问世,给业界用户带来福音。

开源代码

牛顿说,“我之所以看得远,是因为我站在巨人的肩膀上!”。

是的,从零开始,太难,太慢,而如果有一个比较好的基础,则会容易得多,而开源软件就是这样的基础。

开源软件一般功能相对完整,能满足一定的工程应用需求,但使用的友好性和效率,存在改进的空间,于是,创业者们将这些代码拿过来作为基础,做一些包装和二次开发,使得其能在某一个领域具有实用价值,然后,一款“自主IP软件”就此诞生了。

云端化

云才是未来,我国的云平台公司发展如火如荼,仿真软件也必然搭上这样的时代火车,才能具有高大上的未来。

国产软件开发者们显然看到了这点,很多产品,都是基于Cloud的方式提供计算和服务,软件和服务作为一个整体在云上呈现,往往还针对具体的客户应用场景做流程优化,适合某一类客户的应用场景。

然而,这种前瞻性十足的产品设计和使用方式,只对具有同样前瞻性的行业和公司的客户才适用,比如芯片半导体,所以,这样的创业公司,一般是需要具有一定的行业背景,并有一定的用户支持,才能落地和生存。甚至,这些工具,本身就是这些大型公司的某一个部门开发的应用,具有先天的用户支持基础。

套壳

还有一种“国产化”的方式,是在原软件的基础上,套一个“壳”,这些底层软件具体是啥,就不得而知了,也可能是一套开源代码,被包装成了A、B、C、D等多套软件的面目。具体玩的啥,大家都心知肚明了。

纷繁复杂的世界,我们该怎么办?

市场不是请客吃饭,优胜劣汰是常态。

在追求效率和投资回报率的新兴经济体中,时间就是一切,没有效率,就没有竞争力,也无法在全球化的经济竞争中生存下来,所以,什么软件好用,什么软件可靠,什么软件效率高,就用什么软件,而不会去管软件的出身和背景。

国产化,这是一个时代背景下的一股潮流,但我们作为用户,最关心的,并不是用什么工具,而是干什么活。管它白猫黑猫,抓到老鼠就是好猫。

所有的事物,其发展总需要一个过程,罗马不是一天建成的。这个等待其发展成熟的过程,势必是漫长而煎熬的,我们当然要关注这些成长起来的新产品,但切不可被这些产品遮住了双眼,失去了判断能力。

盲目的自信,带来的结果往往是悲剧收场,毕竟,我们的生存环境,是需要用好的产品和可靠的性能去得到保障,而不是靠情怀就可以撑起来的。

工欲善其事,必先利其器,选趁手的工具是成功的必要条件。

后记

这个话题太大,其实想说一说很久了,迟迟未能下笔,不知道从哪里开始。牵涉到国家大背景,也涉及到圈子里的不同群体,这无所谓孰对孰错,时代的发展,不会因为某个人的想法而停滞不前。我们保持开放的心态,适时调整自我,适应新的时代,才是良策。

而工具终归只是工具,人才是工具的灵魂,打磨自己,提高自己,在变幻的技术浪潮中,就始终会有自己的一席之地。

理不辩不明,如果有不同的意见和看法,欢迎留言,点评,指导!

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2022年1月18-19日 • 武汉市

《数字孪生与增强现实技术应用高级研修班》来了

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