毕小喵：写在国产CAE仿真软件LiToSim2021版发布之后

3年前浏览4261

导读：6月16日19时，由重庆励颐拓公司研发的，国产自主可控的CAE仿真软件LiToSim 2021线上发布会如期而至。由国家级特聘专家，中国力学学会产学研委员会委员，计算力学专业委员会委员冯志强教授和周洋靖博士在仿真秀官网和App直播带来了LiToSim 2021阶段性成果，引发了业界对CAE软件国产化进程有了新的认识。同时在仿真秀国产软件大家庭交流群中，引发了大家的共鸣。也势必加速仿真秀平台CAE软件开发精品课的上线……

以下文章来自仿真秀专栏作者、CAE知识地图主编毕小喵博士原创撰稿。他是仿真秀平台一名CAE领域的学习者、爱好者，也是一名终身学习者。他写文章为了以输出促进输入，也结识一些志同道合的朋友。如果你对他的文章有任何想法和建议，欢迎在文后留言，与作者交流。也可以在仿真秀官网或App关注CAE知识地图查看专栏文章和互动。

一、励颐拓公司

受限于笔者的知识储备和工作阅历，文中可能有错误之处，欢迎各位批评指正。

这次发布会，和以前一样，也是励颐拓的首席科学家冯志强教授主讲。

励颐拓公司成立于2018年，也是非常年轻的自主仿真软件公司。2019年发布了第一版自主仿真软件LiToSim，去年由于疫情，在线上发布了其2.0版本，并提供了开放试用和下载。当时我也试着下载过一次，但由于当时软件的功能还比较初级，以及时间有限等原因，我没能深入体验它。励颐拓虽然是一家年轻的公司，但冯志强老师确实是行业内一位非常资深的专家，有三十多年的技术积累。

在今天发布会一开始，冯教授首先简单回顾了自己在法国读博士开始接触计算力学以来的求学和工作历程。在官网也可以看到，早在2000年其团队就已经做出了包含GUI的有限元前处理软件。

所以LiToSim单从这个软件来说，并不是2018年新生的。下图中也能看到，2011年的软件截图就已经初具规模，和今天展示的界面十分相似了。

励颐拓公司地点位于重庆两江新区，2019年发布会上看照片，环境也是相当的漂亮。

二、LiToSim软件新功能

毕竟是一场自主仿真软件的发布会。所以先介绍一下这款软件。

LiToSim作为一款自主仿真软件，它的功能其实比许多人想象中要更完善、更强大。从仿真的流程上依次来讲：

1、它的分析类型目前已经支持了静态\非线性、模态和瞬态显式分析。几何上，可以直接导入装配体，自动划分四面体/六面体网格。这里有个比较惊艳的小功能，面网格自动划分时，LiToSim可以用类似Hypermesh的方式，鼠标左键单击某条边就可以直接加密网格，并实时地动态看到网格的变化。

对于网格，也支持导入Abaqus的inp文件、ANSYS的cdb文件（包括网格、材料和边界条件等）。今年的2021版本还新增了Hypermesh输入文件的导入。

2、LiToSim支持的单元数非常丰富。已经支持了超过100种单元。（好家伙，这么多种单元，我都还没学习完……）包括固体壳单元，还有支持超大变形的梁、实体单元等。在材料模型上，软件支持的本构也非常多。弹性、超弹性、泡沫、土壤、粘弹性等本构都包含了。（后面在提问和讨论时，也有人问到说开发一种超弹性本构模型需要多久，冯教授回答说如果基本知识掌握的比较扎实的话，可能开发、推导一类新的超弹性本构只需要几天。更多的还是在前期的知识积累上。）果然，去年的发布会上冯教授就说过，开发的路径走通后，继续增加新功能没有听上去那么困难。材料模型这里，发布会上还展示了一个比较独特的软组织本构算例。包含纤维增强的各向异性软组织，在单轴拉伸时，一个方向变窄，另外一个垂直的维度上厚度却在增加。

3、接触算法，直至今天这也是许多仿真软件的难点和技术亮点。LiToSim集成了一种自主研发的双势接触算法，在求解赫兹接触问题的时候，比ANSYS的求解结果更接近理论解。

除此之外，LiToSim也支持包括罚函数、增广拉格朗日在内的接触算法，还有MPC多点约束等功能。2021版本也新增了接触面自动检测的功能，还发表了许多篇相关论文。在求解器上，现在已经有非线性大变形求解器、显式求解器。温度求解器正在开发过程中。在展示PPT里，我甚至还看到了一个断裂仿真的案例。而且还支持了并行求解。

4、后处理方面，2021版本的LiToSim支持了绘制曲线。其他的比如后处理动画、显示网格、单元平均应力等，也都是支持的。说实话，这款软件的功能至少看上去远比我之前想象中要完整和强大。根据冯教授直播中的描述，励颐拓公司目前核心开发人员也就只有几十人。确实，仿真软件的开发重点不在人多，很多非常著名的软件往往也就是一位或者几位灵魂人物带头完成的。像ANSYS公司的Swanson博士，Abaqus最早的三位创始人Hibbitt、Karisson和Sorensen（就是HKS三巨头），LS-Dyna的Hallquist博士等。

三、发布会上的一些讨论

这一段，我写的可能就不会那么有条理（大家可以去仿真秀官网或仿真秀APP反复回看），因为关于自主仿真软件这个行业的讨论，实在是可以有太多的角度。我会先把冯教授直播中说过的、我印象比较深刻的观点写出来，然后再统一附上我自己对这些问题的理解。

放一下冯教授PPT的结束页。是我在看直播时截图的。

第一件事，也是冯教授在各个场合介绍励颐拓软件时提到的，目前看上去ANSYS、Abaqus等国外仿真软件垄断了中国市场，似乎中国公司也能和国外一流大公司使用相同水平的仿真软件。但实际上，国外真正尖端的核心技术并没有放入这些商业软件里，而是集成于其内部的CAE平台。

冯教授举了米其林公司和赛峰集团的例子。

对于中国最尖端的公司来说，如果技术上想要追求世界一流，也同样应该形成自己的专用仿真软件，将公司内部的核心技术、制造工艺、实验数据等工程经验封装进去，形成独特的竞争优势。

第二点让我印象比较深刻的，是关于励颐拓公司的生存和软件的市场推广。根据冯志强教授的描述，目前公司是背后有一家民营企业的资金支持。那家公司是格力的供应商，还有华为公司也在合作，所以公司目前短期内没有商业化、卖License挣钱的压力。冯教授认为目前LiToSim的软件功能虽然已经比较完善，但直接卖软件License的话，竞争力肯定比不上ANSYS、Abaqus也是事实。

第三点，大意就是“王侯将相宁有种乎”。我们承认中国的工业软件和ANSYS这类巨头是有差距的，但差距绝没有30~40年那么多。中国的有识之士躬身入局，脚踏实地的干，有个几年到十几年时间，在很多方面是完全可以赶上国外先进水平的。如果连专家都觉得中国的工业软件和美国欧洲相比有三十年的差距，那还有哪家风投敢投资工业软件呢。ANSYS这些软件功能丰富、全面这不假，但在技术层面上它们也没有绝对无法逾越的优势。

四、我的几点感想

其实，上面的三条观点，在我看来都是有值得商榷之处的。

首先第一条，的确，每个行业技术第一的公司，都面临着无人之境。他们要向前推动人类对这个领域的认识，如华为所说要“拖着世界向前走”。所以像米其林这样的公司会研究变摩擦系数下轮胎的非线性行为，也会研究轮胎涉水性能（今天刚读到西门子收购了一家做粒子法流体仿真的公司NextFlow，强项就是和米其林合作研究了轮胎涉水）。毕竟米其林嘛，当年为了推广轮胎和有车生活，能搞出个风靡世界的米其林餐厅评分体系。有这种“前科”的公司能在轮胎上有什么样的创新项目都不出意料。

但是，即使是2021年的中国，我们国家现阶段最大的目标也都还不是“拖着世界向前走”。中国最广大的制造业企业，面临的现实问题是需要转型升级，要解决卡脖子问题。

我们当前需要解决的是“我也要有”的问题。大量的小公司，可能只是刚刚接触仿真，他们需要的不是精致的蛋糕，而是活命的馒头。关于这一点，我个人其实更认可安世亚太田峰总在《苦旅寻真》书中的观点。自主仿真软件第一步要从解决中国企业的刚需入手。但这里我就不再展开讲了。毕竟清谈总是廉价的，我们还是要向奋斗者和实干家致以最崇高的敬意。

第二条，其实就是自主仿真软件公司的商业模式。一家公司纵使技术积累深厚，但如果商业模式走不通，公司财务状况陷入困境，也免不了破产倒闭的命运。而更多的公司可能技术并不突出，甚至产品几十年没有太大的革新，但只要有销路，财务状况良好，就可以活得很舒服。

中国进入21世纪以来，我们一直没能发展出真正有市场竞争力的仿真软件，最大的痛点可以说不在技术，就在商业模式上。所以我们看到今天各家自主仿真公司对这个问题都提出了自己的理解。像云道智造SimDroid提出的“仿真安卓”，蓝威和数巧等公司提出的云端仿真，还有安世亚太公司的一整套仿真软件研发战略。

这些自主仿真软件都是一出生就带着一套完整的商业路线图。即使这条路布满荆棘，即使大家各自有不同观点，有很多反对意见，但自主仿真的这些勇者们仍然怀揣着坚定的信念和如火的热情，像其他行业里的同行者们一样，一步一个脚印走过行业的漫漫长夜。

和这些公司相比，如果励颐拓真如冯教授所说那样暂时能够不为商业化发愁，这真的是一种幸运。但在我看来，这也可能成为一种诅咒。毕竟所有人都知道，工业软件姓工不姓软，真正一流的工业软件无一不是在客户长久的使用、反馈和打磨中收获客户的信任最终脱颖而出的。

也不是说要和稀泥，但我这儿还是要转折一下。关于这件事，发布会上其实也提到了励颐拓公司有几个行业专用的软件工具。没有细说可能是因为涉及到保密或者合作尚处于早期。我想，我实在没资格也没能力评论这样优秀的一家公司的战略，这些事我都能懂，励颐拓公司一定比我更懂。

关于第三点，我听到时候其实是非常激动的。我自己是一名没什么天赋的普通学生，只是学习商业软件的使用就已经让我感觉有一定的困难。每当我翻开Abaqus软件的帮助文档，我的感觉都如同在仰望一座高山，在俯瞰一座城市……好像商业软件的功能太丰富、理论太复杂，仅仅是掌握其中的一小部分就足以花去生命里很长的时间。

现在突然有个人对我说，那些过去看起来高不可攀的大型商业软件，其实并没有无法逾越的过人之处。千里之行始于足下，我们一步一步的追，还是可以追赶上并且在部分领域取而代之的。

五、祝福