起底船舶行业仿真软件配置清单：国外“生态圈”倒逼自主研发和国产化验证

今天，我们就纵向地聚焦一个行业（船舶设备研制），看看该行业的产品研发生产特点、仿真软件的配置情况，以及打破国外“生态圈”封锁中做了哪些努力。

根据中船集团某研究院所专家在公开发言中的表述，船舶装备相较于飞机、汽车等产品，不仅产品体量大、组成复杂（涉及到百余个系统、千余台套设备和千万数量级的零件），而且涉及到的协作单位最多，是一个复杂的巨大系统工程。

据介绍，船舶装备的设计数据约为飞机的20倍，是汽车的200倍，协作研制的单位有2000多家，地跨20余个省市。故此，不难想象船舶装备的研制过程有多么复杂，各个环节涉及到了多种类别的工业软件应用。

如任务论证类软件、需求分析类软件，以及架构设计类软件、2D/3D专业设计类软件，再到集成与验证环节的工程分析与仿真类软件等等。其中，仿真与分析类工业软件就有70多种。

据悉，该研究院所的工业软件应用，不仅在在业务层面上实现了对主要研制环节的覆盖，而且在管理层面上还实现了工程管理全过程覆盖，以及在数据层面实现了全寿期数据集成管理。

由图示船舶设备研制过程可知，该研究院所的船舶设备研制各环节主要通过PTC、达索、Ansys等国外商业软件实现数字化管理。

在CAE软件应用方面，该研究院所表示他们配置了多种专业的CAE仿真分析工具——根据各专业仿真分析需求，配置了涵盖结构力学、流体动力学、热工水力声学、核动力装置、复合材料、发配电、电磁兼容、电子热学等主要专业领域的70余种CAE仿真分析软件，实现多专业高精度定量分析。

配置清单中仅列出了部分仿真与分析类工业软件，还存在大量国外商业软件没有体现。

根据不完全统计情况，该所在仿真与分析软件90%以上都为国外商业软件，而且很多专业分析软件的大部分功能都相似，重复性建设的情况严重。

关键在于，这些国外商业软件的依存环境基本为国外的硬件、国外的操作系统、国外的数据库等等，相当于存活于国外“生态圈”。如此，就导致各种使用痛点，如超高的软件升级费、新功能升级难度大、效率低，有些真正有用的模块面临禁用风险、部分软件存在“后门”，泄密风险大等等问题。

值得注意的是，即便是活在国外“生态圈”里，但是圈里的各种商业软件数据格式也不统一，导致数据共享和交互难度较大，集成化应用非常困难。

鉴于以上，船舶设备研制的相关研究院所均联合国产工业软件服务商，通过自主研发的专属平台策略，以此规避国外商业软件的牵制。

下文是中船相关研究院所或下属公司公开的仿真软件研发项目：

1.基于SDM+Hysim平台，定制开发多学科工程分析基础管理平台

某研究院所依托安世亚太公司，定制开发了多学科工程分析系统针对推进器、典型舱段设计分析，梳理研发流程、数据工具，定制了研发流程模板、工具集成模板、数据交互模板，实现该类分析任务和分析数据的流程化管控。

安世亚太 HySim是一款用于多学科软件之间数据协同和联合仿真的集成平台。平台提供开放式的异构插件集成框架，通过集成设计仿真过程中各类CAX工具、打通工具/模型间的数据耦合映射接口、搭建模块化组件拼装的联合仿真流程，实现研发设计仿真过程中上下游流程的自动化串接。

2.船舶工业CAE软件产品（流体+结构）

中国船舶702所针对海洋装备总体性能中最为基础和关键的流体和结构，研发了自主化流体软件MarineFlow和结构软件SAM。前者实现了CFD模拟的网格生成、数值计算、结果后处理全过程自主可控，复杂结构化网格自动生成，丰富的湍流和自由面模型等；后者实现了多种载荷模块直接施加以及冲击显式求解，并且在行业内外近50家单位开展了推广应用。

3.快速设计与评估系统

某研究院依托索为公司的IDE平台，在研制流程与设计要素梳理分析的基础上，围绕型号设计分析过程标准化、设计要素规范化和仿真分析工作效率提升等目标，构建了快速设计与评估系统，实现了总体方案快速设计和评估迭代。

4.系列船舶工业CAE软件

中国船舶科学研究中心自主研发了两个通用软件“三维水弹性力学分析软件(ICS-THAFTS)、海洋结构分析通用软件(ICS-SAM)”；三个专用软件“船舶流体力学CFD软件(I

据官方新闻称，ICS-NaViiX面向船舶水动力学CFD工程应用,由N-S方程求解、湍流模型求解、自由面模型求解、6DOF运动实现与求解、多套网格耦合求解5大模块组构成,能够实现对船舶水动力学常用CFD应用需求的覆盖,计算精度与国际主流CFD软件相当。

5.研发半实物仿真系统开发平台

中国船舶某研究院所还针对半实物仿真需求，自主研发半实物仿真基础平台，主要包括数据交换服务、工业监控组态建模、用户交互界面建模、统一运行环境等。

6.自主开发船舱总体仿真系统软件

中国船舶某研究院所面向船舶总体，该研究院所自主建立了一套涵盖车、水、气、舵数字模型与仿真模型，并搭建了一套用于仿真研究、陆上演示验证、艇员队培训的半实物式仿真系统。

据中船相关研究院所公开新闻，他们都积极参与国产化工业软件应用验证项目，全力促进国产化软件在船舶行业的推广。如9月份诚智鹏科技刚签订的某项目——《中船重工某研究所携手诚智鹏科技，提升大型精密制造能力》，以及其他研究院所的相关精度管理项目，陆续展开了对诚智鹏3DCC公差仿真与分析软件的验证。

中船某研究院所对诚智鹏3DCC公差仿真分析软件的验证方案总体架构

除此之外，很多单位还对沪东SPD、金航数码某CAD的船体结构设计、中物院的“茉莉平台”、济南快创智能科技的FEMTransfer等软件进行应用验证，加快完成船舶领域各种系统软件和不同仿真场景下的应用APP开发和测试，以此加快推进国产化替代的步伐。

显然，对于所有军工单位来说，自主研发或者国产化验证的过程还很漫长，当前现状才是最急迫解决的问题。如中船某院所专家提到的数据安全问题，其涉及到V5、V6数据的全息转化和读取，以及ENOVIA V6的底层对象框架模型自主化替换。

最后，综合调查情况，我们总结了中船研究院所对国产工业软件的共性需求，具体有六个：