中国自主仿真如何实现对舶来品的替换

面对这些“怪现象”，仿真人员往往没有合理的解释。仿真人员当然要坚称仿真具有价值，所以给出的解释往往是：“仿真虽然不能告诉我们精确结果，但至少会告诉我们一个趋势，告诉我们不同的设计哪个更好。”这样似是而非的解释，只会损害仿真形象。这是给自己找了一个主动放弃仿真价值和地位的下台阶，是仿真界的“投降派”。这也解释了为什么仿真在设计人员的眼里是这样的不堪，在企业中只拥有无关紧要的地位。如果这些解释是合理的，那也代表仿真本身是无价值的，本身就无法解决设计中的问题，无法成为设计依据！

当我们在企业深入探寻这个现象的原因时，企业不同人士给出不同答案：

• 高层说：中国企业存在人才断层，人员偏年轻，欠缺高水平人才；

• 中层说：软件太多，使用太随意，想用哪个用哪个，没个规矩；

• 专家说：年轻人太浮躁，都愿“学而优则仕”，坚守技术者寥寥；

• 仿真者说：仿真与设计收入倒挂，画图比算题挣得多。吃的是草，挤的是奶；

• 设计者说：计算结果没谱，和试验结果不符，不能作为设计依据；

• 资深者说：没有工程经验，缺少知识沉淀，仿真这活儿新人干不好；

• 初学者说：软件应该定制化，过程应该模板化，可这些事儿老人不爱干；

• 信息部说：应用部门对软硬件的选型随意，重复购买，资源不共享；

• 专业室说：不知道仿真软件在何时用、在哪里用、用什么功能、怎么用才对。

说法很多，也并没能很好地解释“大拿迷局”。这说明，中国企业存在的不仅仅是“大拿迷局”，以上说法反映了企业存在的更多怪现象：

第一，企业有很多仿真软硬件，也不缺软件使用手册、使用指南、使用技巧和使用案例，但缺乏与产品研发流程相适应的仿真标准和规范。没有规范，企业并不清楚在设计和研发过程中何时用什么软件做什么仿真。没有标准，仿真人员也不知道如何做、做成什么样就是对的。所以仿真结果一直波动，可信度不高，无法作为设计参考，更无法驱动研发。企业还是以“仿制+试验”为主要研发模式。

第二，企业不缺仿真团队、技术人员、技术培训和培养经费，也不缺身怀绝技的毕业生，但缺乏有利于人才培养、考核与激励的组织体系和文化环境。仿真团队和其他部门关系不明确。队伍不能稳定，人才不能持续进步。

第三，企业不缺软件需求和采购经费，不缺采购体系和招标流程，但缺乏仿真装备的系统规划和建设路径。没有系统规划，没有资源共享，各部门分别选型，一定会形成软硬件的重复和空白。有些领域“朱门酒肉臭”，有些领域“路有冻死骨”，造成软硬件与仿真需求不匹配，研发经费投入效益大打折扣。

第四，我们不缺企业战略，不缺领导指示，但缺乏一套仿真在本企业的定位描述，我们把这种描述称为“仿真战略”，用以指导企业工作人员到底应在仿真上做何种等级的投入。没有仿真战略，就缺乏一把标尺，来对仿真组织、人员培养、软硬件采购和配置进行正确评价，更无法指导仿真能力体系的规划与建设。

第五，我们不缺软硬件，不缺仿真数据，但缺乏所有仿真资源的整合载体。仿真相关资源和数据零散分布，各自为战，无法形成合力。

通过前面总结，中国仿真看似缺的东西很多，但我们还是能提取出来几项要点：企业重设计轻仿真、重软件轻人才、重使用轻规范！这几轻几重，道出了我们当前的主要问题。看似我们很重视仿真，但是我们偏食。有些地方的建设冗余了，有些地方还是真空，有些地方有赘肉，但骨头还缺钙。不均衡的建设不仅瘸腿，也注定浪费。

总之，我们轻视了仿真！过去往往用朴素的方式对待仿真。我们总认为，既然供应商的专家们把仿真技术变成了软件，就应该像钳子扳手那样，需要时则拿起来用，不需要时就放在一边。但前面的怪现象让我们意识到，仿真似乎不是这么简单。

仿真体系是解决之道

面对不简单的问题，一个有效的解决途径是从更高的层面和更广的视角进行系统思考。为此，我们引入了社会技术学，因为前文所述的现象让我们意识到，我们遇到的仿真问题是个典型的社会技术学问题。从社会技术学模型看，仿真的确不是一项简单的技术，是一项在人类社会中发挥作用的复杂技术，符合社会技术学特征。

社会技术学是运用社会学的理论、观点和方法，研究技术对社会的影响、作用以及协调发展的科学。社会技术学认为，社会技术体系由一个中心（战略）和三个要素（组织、技术、流程）构成。在信息化和云计算时代，我们增加一个要素：信息化平台。最终形成的模型如图2所示。

图2 综合仿真体系模型

该模型从战略、组织、技术、流程以及平台几个方面对体系进行分析。战略是中心，组织、技术、流程围绕战略中心展开，平台是战略实现和体系落地的支撑和载体。由此构成“1-3-1”结构模型：

–  一个中心：战略，决定了体系的愿景和使命；

–  三个要素：组织（人）、流程、技术，决定了体系的运行模式；

–  一个载体：平台，利用了信息时代的便利性，为体系提供支撑。

社会技术体系的发展通常是从技术开始。当技术达到一定程度，需要进行社会化推广应用的时候，就必须明确战略体系，完善流程体系、组织体系及人才体系，最终形成完整和稳定的社会技术体系。在一个社会技术体系中，最不容易出问题的是技术，最容易出问题的是组织与流程。因此，建立完善的社会技术体系是保障技术良好应用的基础。

从社会技术学角度看，仿真不仅仅是一项简单的技术。如果不能建立一个科学完整的社会技术学体系，仿真很难发挥作用。支撑企业仿真能力的，不仅仅是仿真软硬件系统，而是由许多相互依赖、相互联系的要素构成并相互作用的一个复杂整体。这个整体除了仿真软硬件，也包括仿真相关的运作流程和标准规范，以及与组织和人员相关的其他能力要素。我们把这个整体称为综合仿真体系，它实际上是社会技术学在仿真领域的定制化应用。图2实际上是社会技术体系的标准模型在仿真领域实例化后，称为综合仿真体系模型。

这个体系由仿真相关的技术、人和流程三个维度构成并相互影响。作为一个社会技术学体系，仿真体系也应基于企业研发体系进行整体规划和建设，单纯地围绕软件和硬件等技术要素进行建设，对技术体系的能力提升程度有限。所以仿真体系应在仿真战略指导下，在三个维度均衡建设：

（1）技术建设：仿真装备的科学选型、规划与建设。仿真装备包括仿真软件、计算硬件、网络设备及操作系统，以及利用这些设备搭建的仿真云；

（2）流程建设：包括综合仿真流程（包含对设计流程的仿真化改造形成的综合设计流程，以及从该流程中提取的多学科仿真流程）、仿真规范和标准的建设；

（3）组织建设：仿真团队及组织结构建设，进行运行机制、任职资格、激励机制和人员培养等方面规划与建设。

另外，在信息化和云计算时代，应该综合以上三个维度，进行体系要素的载体建设——综合仿真平台。

仿真体系��考架构

对以上各要素进行细分，可分解为更多要素：战略、人才、组织、流程、标准、规范、软件、硬件，最终形成综合仿真体系的参考架构，如图3所示。

图3  综合仿真体系参考架构

仿真体系参考架构给出了仿真体系的完整要素以及他们之间的关系。参考架构的价值在于：在进行仿真体系建设的时候可以帮助企业审视体系发展的均衡性，既不偏重也不偏废任何一个重要指标。

仿真体系其实上一种能力体系，所以也称为“仿真赋能体系”。企业从引进软硬件等条件开始，便初步拥有了一定仿真能力。但是，在企业仿真能力建设过程中的大量实践也表明，一些企业把仿真能力建设与软硬件采购等同，而忽略了构成体系的其他要素。仿真软硬件很容易采购，国内企业的仿真软硬件配置基本与国外先进企业保持同步和接近，但仿真体系所蕴含的软能力无法购买，需要基于企业自身研发特点，开展系统的规划和持续建设。

缺少赋能体系支撑的仿真技术很难积累，仿真软硬件往往会闲置，仿真人员无法持续进步，整体仿真能力的提升速度缓慢。大多数国内企业对仿真体系本身的综合性和复杂性认识不足，在仿真技术的使用、仿真规范标准的完善、仿真过程及数据的管理、仿真人员能力的培养、仿真组织的进化等方面，与国外同行还有较大差距。这种差距往往不在于技术、软件、硬件等硬能力，而在于人才、组织、流程、标准、战略等软实力。因此，仿真体系建设是软硬件大量采购之后的必然发展阶段。通过仿真体系的整体提升，可以完善技术软实力，拉近与国外先进企业的差距。

综合仿真体系建设

仿真体系的价值归结为一句话就是“系统化提升仿真效益”。依据该原则，我们设计了仿真体系建设路线，如图4所示。

图4  仿真体系建设路线

综合来讲，我们要从企业现状出发，根据企业战略和研发战略选择适应的仿真战略。根据产品需求和研发流程，结合仿真战略对设计流程进行仿真化改造，形成综合设计流程。通过分析该设计流程，形成一系列多学科仿真流程。基于该流程，结合行业规范可形成仿真规范，结合试验标定建立仿真标准。在组织建设方面，我们进行任职资格、人��培养和考核激励制度的建设。在装备建设方面，我们进行软硬件的规划与选型，搭建企业仿真云。在仿真体系建设过程中，根据统一规划、分步实施原则，逐步建设综合仿真平台。仿真平台是整个仿真体系的信息化载体，将流程、标准、规范、知识、数据、组织以及软硬件集成起来，形成企业仿真的协同工作环境。

总之，仿真体系需要平衡推进，以确保所有的新投资（人力和经费）不会浪费，过去的投资得到保护。

仿真驱动研发的本质

“仿真驱动研发”是当今仿真界最强的呼声，被越来越多的国际标杆企业引入成为仿真战略，对中国企业来说，也是当前最合适的战略。但是，企业引入这一战略的时候，未必真正理解其真实内涵。如何做到“仿真驱动研发”，在业界也众说纷纭，不同组织和机构各有一套。此处我们也提出我们的观点。

在正确的时候做正确的事，并且把事做正确，是现代企业的一项重要观念。这一观念具体体现在“仿真驱动研发”战略中，就是“仿真不再是竞争力要素，知道在哪里用仿真才是重要的，如何用好仿真更为重要。”因此，“仿真驱动研发”其实就是在合适的时候做合适的仿真，并且把仿真做正确。这意味着要在研发的关键环节正确利用仿真技术，打通设计瓶颈。这里强调要让仿真只出现在正确的地方，好钢用在刀刃上，而不是将仿真泛滥在研发流程的所有环节。研发流程就像水利工程，仿真就像水泵，在哪里采用何种水泵才能多快好省地发挥水泵的作用，需要对整个水利管道进行充分论证和分析。综合和透彻分析研发流程的每个环节，在关键和必要的环节中正确地采用仿真，让仿真这样一个高成本、高效益的工具在正确的地方发挥正确的作用，是“仿真驱动研发”的关键。

把正确的人安排到正确的岗位上，重要的事情让能力强的人来做，是现代企业的第一项重要能力。这种能力具体在仿真体系中，就是“分析产品研发流程，找到研发流程中仿真价值最大的环节，在此凝聚正确的仿真资源，特别是人力资源。”

把事情做正确是战略落地的保障，是现代企业的第二项重要能力。这种能力具体在仿真体系中，就是“让人力资源在关键环节高效正确应用仿真技术，获得稳定的仿真结果，成为设计依据。”仿真标准是把仿真做正确的保障，其根本目的是“保持计算结果的一致性”，是解决“大拿迷局”的途径。只要遵守同一个标准，对同一个问题，不同的人、不同的软件，仿真得到的结论都应该是一致的。标准所规定的方法未必是最优的，但结果是可重复的，可以被重现和追溯的结果才是最可靠的，才能作为设计依据。

总 结

中国自主仿真的发展，开发一款符合用户需求的软件并不难，至少在三年甚至五年内，我们可以跟跑国际大鳄。真正难的是，即使我们开发一款比肩国际大鳄的软件，用户凭什么就要用你的软件替换已经运行在他那里的国外软件？希望本文能抛砖引玉，为中国同行带来新思路。

中国仿真，卡脖子将是新常态。替换舶来品，一切都还来得及！