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工业软件要满足用户“刚需”,什么是刚需?

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在通讯行业,会将一系列通信技术打包,以无线传输的速率为分界,把移动通信技术按代际区分为2G、3G、4G、5G. 


在军工武器装备上,以飞机的高空高速、先进航电、隐身性能等为大致分界,区分三代机、四代机和五代机。


在芯片加工设备上,以硅芯片上栅极之间的等效宽度(近10年制程已不再和芯片上某一实际物理距离挂钩),将不同制程区分为28nm、14nm、7nm、5nm.


大型盾构机主轴承,以直径区分为6m级、7m级和8m级。直径8m及以上的盾构机主轴承是最难制造的,中国直到2023年才打破国外垄断完成技术突破。



虽然 我们都知道技术是连续发展的,每一代技术内部也会有很大差异。同为4G也会有LTE(Long-Term Evolution,长期演进)、同样14nm英特尔能玩出三个加号 晶体管密度逼近台积电7nm。但总的来说,还是有一个最重要的指标牵引着人们的认知。高带宽、低时延的移动通信技术就是更优秀,能效高、密度大的制程就是更先进。


但是,同样被称为”工业皇冠明珠“,CAD、CAE这类工业软件,据小喵所知,似乎没有这样明显的代际划分。


强行划分似乎也可以?比如把二维CAD一代,三维CAD算一代,后面或许云CAD算新一代,或者基于subD建模技术的CAD软件也算一代。但我们都知道,芯片制造卡脖子卡的就是制程,而工业软件卡的可不是这些东西。


那 既然如此,当我们谈论工业软件卡脖子时,“卡”住我们的究竟是什么?


 

米饭和灵芝


工业软件是许多功能点的集 合一款进口仿真软件可能有1000个功能点,由于工业软件用户的需求差异很大,不太容易找到一个统一的性能指标来为工业软件划分代际如果一定要回答说,我们只有研发出功能和ANSYS、LS-DYNA这种国外软件完全相同的CAE软件才算突破“卡脖子”的话,我勒个乖乖 那可太难了。以LS-DYNA这款仿真软件为例,2021年的R13版本,它单是不同的材料本构模型就有超过300种,仅材料卷的参考文档就厚达2000页。


就像要做MATLAB的国产替代 不可能一上来就要求替代掉所有的Toolbox工具箱,我们解决国产CAE工业软件的卡脖子问题,也不可能一上来就瞄着实现所有功能。


实际上,对于一个具体的工业企业用户来说,工业软件里面的1000个功能点,实际能用到的就只有其中100个甚至50个。一家制造汽车零部件的企业使用LS-DYNA仿真优化冲压制造工艺,他绝不可能用到软件里面描述土壤和心肌组织的材料模型。一家国产工业软件,如果能把这家企业需要的50个功能点做好、算准,价格还比进口软件低,那在理论上,它就能顺利地完成国产化替代,解决这家企业的”卡脖子“问题。——理论上。


安世亚太的田锋先生在《工业软件沉思录》书中就提到,赶上国际标杆才能实现国产替换,是工业软件发展的一大误区。用一个很形象的比喻就是,中国工业软件需要的是解决温饱的“米饭”,而不是高端的“灵芝”。换句话说,解决工业软件自主替代,关键问题是首先解决企业的“刚需”。


那么问题又来了,什么是刚需?


什么是刚需?


要讨论这个问题,首先 经济规律必须起作用。我们用大家都了解的消费品举几个例子。


买手机,对于专心想打游戏的人,可能摄像功能就不那么重要;对于喜欢拍照但不打游戏的人则反之,性能不用顶尖但拍照美颜效果必须好。对于滴滴司机、快递员外卖员,手机续航要长、定位要准。对于买一些高端品牌手机的人,他们可能不会用它打游戏,但手机一定程度上要能配得上他们的身份。这些功能就是不同人群的刚需。


买笔记本电脑,经常出差的人希望电脑轻薄;放在寝室和卧室里用它打游戏或创作的人希望电脑性能足够强、散热足够好。有些人买ThinkPad想要安全可靠,另一些人买MacBook想要时尚美观。如果你想要性能和轻薄兼顾,你总要放弃一些方面,或者你得加钱。


买电脑,你只有5000预算,二者不可得兼,你只能选择对你来说最重要的方面。你最终选择的部分,就是你对电脑的刚需。


如果你说,你买手机、买电脑的预算足够高,买最贵的就好,不想花时间精力去研究。那么花几万、几十万买车的时候你要不要想一想自己的刚需是什么?花几百万买房的时候呢?

只要经济规律存在,功能越强的东西价格越高,你就总会在某个尺度下遇到预算的约束。在预算约束下,你只能选择你真正需要、能用得上的功能,而放弃那些对你来说不重要、华而不实的功能。你选择的功能,就是你对这件商品的刚需。


但如果我今天告诉你,我可以免费送你一辆车,只要是汽车就行,品牌型号你随便选。你还会选你“刚需”的这辆车吗?不会的,这时候你肯定是选最贵最好的。因为它免费嘛。这时候就有种心态,叫“我可以不用,你不能没有”


工业软件,恰恰就有这种情况。对于很多用户来说,由于最初学习使用时上手用的都是破解版,既然都不花钱,那自然直接选功能最强的就好了。这些功能,“万一以后用得上呢"


更可怕的是,对于电脑,轻薄和性能或许是不可兼得的。汽车来说,性能、空间和小巧灵活是不能兼顾的。但在软件的世界里,最强的那些工业软件,可能除了安装包占空间大一点之外,没有任何物理定律约束它们,它们几乎没什么短板。操作更友好、求解器功能更强大,计算效率说不定还更高。


在经济规律失灵的时候,用户就不会去选择只满足刚需的产品了。而是会选择功能最全面、最强大的那一款。等到需要购买正版的时候,企业差不多已经基于这款仿真软件建立了初步的仿真分析流程,已经和这款软件绑定了。



识别刚需,需要专家


还以前面买手机、买电脑来举例子。实际上,不是每一位消费者都会、都有能力在选购之前搞懂手机和电脑这些参数的。电脑的CPU型号、内存、屏幕、电池等性能,哪一款更好,性价比更高,一般只有“发烧友”才能对这些参数了如指掌、如数家珍。


工业消费品尚且如此,作为专业生产力工具的工业软件更甚。ANSYS Mechanical产品有 Enterprise\Premium\Pro等许多规格,大多数用户在初次接触时,很可能连产品功能点都不能完全看懂,又怎么能知道自己企业对软件产品的需求在哪呢?


举例来说,ANSYS里的超弹性本构一共有多达13种。可能企业最终经过仿真试验对标测试,固定下来使用的就只有一种Ogden本构,但在测试之前,你肯定是希望功能越多越好。万一我测试之后发现Mooney-Rivlin本构更合适呢。

或者,企业目前是只需要做简单线性、非线性的强度分析。那万一以后随着仿真能力的发展,企业可能用到断裂、破坏、疲劳分析呢,以后可能用到流固耦合、振动分析、显式动力学分析呢。要不干脆一口气都买了吧。


——结果,两三年过去了,软件版本更新了,企业实际使用到的,还是之前那些基础功能。


所以,我们可以发现,只有当企业已经形成了明确的仿真流程,当企业已经非常熟悉某款工业软件以后,才能很明确地描述出自己的刚需是什么。

或者企业需要的只是“墙上那个孔”。用有限元法做静强度分析时,需要的是前处理工具、网格划分、后处理画云图;但如果像Simsolid这样无网格的工具出现以后,它能用更高的效率、足够的精度满足企业的需求,那我也可以不要网格划分,只要你能准确帮我验算设计方案的强度就行。


综上所述,要弄清楚企业对工业软件的实际需求、刚性需求,只有熟悉工业软件的应用型专家才能做到。只有专家用户才最清楚自己的需求,正如只有发烧友才愿意花时间研究、把钱都花在刀刃上。



满足刚需,支持自主软件


所以,什么是刚需?

对工业软件的用户企业,经过探索,公司内部形成确定的的仿真流程后,在有1000个功能的仿真软件上,你真正能用到的那100个功能,加上近期未来可能会用上的50个功能,就是刚需。

对工业软件公司来说,一个行业内大多数用户都在用的功能,就是要优先实现的刚需。


比如结构仿真接触模型,可能最初实现的时候,就一个绑定、一个摩擦接触就够了。接触算法实现一个增强拉格朗日、一个MPC就可以了。不一定要把所有模型都一步到位的给出来。


所以,对于工业软件公司,不必全面对标国际大牌软件的每一个功能,不用照抄所有的算法模型。1000个功能里,挑着先实现100个就够用。


对于用户企业,不要有这种“我可以不用但你不能没有”的心理。搞清楚自己对软件的实际需求,如果一家中国工业软件公司能提供这100个功能,价格和服务还能有一定的优势,那就给国产软件一个机会。


前面说的是对要购买软件的企业来讲。但对于学习者,当你不知道你未来要用到哪些功能、不知道你的刚需在哪里的时候,最好去学习最先进的、功能最丰富的软件。有条件的话,还应该对比学习多款软件。当你不知道你未来需要什么的时候,你需要的是一整座图书馆,是一个功能目录。只有拥有最开阔的视野和眼界,才能快速成长为大师。


目前国产工业软件这个大好局面,是过去几十年来从未有过的。我们要珍惜这些来之不易的工业软件产业化成果。但 每一家公司都会承认,我们距离国际巨头公司仍然有着巨大的差距。在这样的差距下,想要稳住阵地,继续向工业软件技术的高峰发起进攻,不仅需要国家和资本的持续支持,更重要的是需要用户的理解和陪伴。

仅以这篇随笔,写下我对安世亚太提出的“工业软件要解决用户的刚需”这一论断的粗浅理解。这一结论当然并不仅限于安世亚太,而是应该适用于所有工业软件领域的创业公司。不仅适用于追赶者,也应该适用于使用新技术、新算法的创新者。


真心祝愿中国每一家工业软件公司,能继续一路披荆斩棘。在中国实现高水平科技自立自强的道路上,打好我们这一细分领域的这场仗



来源:CAE知识地图
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首次发布时间:2023-12-20
最近编辑:11月前
毕小喵
博士 | 仿真工程师 CAE知识地图 作者
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