在上月发布的《多个军工集团研究院所：国外软件共性问题揭露了国产软件共性需求》文章中，我们横向地呈现了国防军工领域多个行业，对国外软件使用痛点和对国产软件的共性需求等问题。其中，有专家提到90%以上的仿真与分析工具都依赖国外软件，造成了业界内外的不少争论。
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。
船舶设备研制的软件需求情况
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。
仿真与分析工具配置：国外“生态圈”现象
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。
类别 | 科目 | 联系方式 | 应用 |
流体力学 | FLUENT | 美国ANSYS | 快速性、耐波性、操纵性性能分析，以及统水力性能分析 |
CFX | 美国ANSYS | ||
AFT | 美国AFT | ||
NUMECA | 比利时NUMECA | ||
结构强度 | ANSYS | 美国ANSYS | 舱段、舱门、典型结构的线性、非线性强度 |
ABAQUS | 法国达索 | ||
Hyperworks | 美国Altair | ||
Dytran NASTRAN PATRAN | 美国MSC | ||
机械系统动力学 | AMESim | 比利时LMS | 液压系统性能分析 |
声学 | autoSEA2 | 美国Vibro-AcousticScience | 结构或系统振动噪声分析 |
多体动力学 | ADAMS | 美国MSC | 升降装置、操舵装置等系统性能分析 |
可靠性分折 | RELEX | 美国Relex | 总体及系统可靠性能分析，在各种故障模式的影响及危害性分析 |
光子电子动力学 | MCNP | 美国洛所阿拉莫斯国家试验室 | 辐射防护性能计算分析 |
电磁学 | CST | 德国CST | 各类电子设备电磁兼容性能、舱室电磁环境的分析 |
电子热学 | FLOTHERM | 美国mentor graphics | 电子设备热力场分析 |
其他国产仿真类软件 | FEMTransfer | 济南快创智能科技 | 不同结构分析软件之间模型转换 |
Hysim | 安世亚太 | 数据协同和联合仿真的集成平台 | |
3DCC | 诚智鹏科技 | 高精度装配体的机械部件公差仿真与分析 | |
IDE | 索为公司 | 将设计、分析、优化等一体化工程 | |
CARMES | 工信部电子五所 | 可靠性建模、预计、分配、评估、仿真分析 |
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。
国外商业软件的痛点倒逼自主研发
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。
积极验证各类软件推进国产化替代
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：
一是对三维设计软件（包含船舶专业模块）；
二是结构、流体、声学、电磁兼容等专业CAE分析软件；
三是需求、功能、架构、物理全过程的模型集成平台；
四是多领域、多学科的全船虚拟验证平台；
五是全数字模型驱动的跨系统联调试验平台；
六是以数字线索为核心的全生命周期数据管理系统。
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