航空工业某研究院所的缩影
航空工业某研究院所的核心业务是，提供最优机载电子设备结构设计方案，保障机载电子设备可靠工作。所以不断突破机载计算机、核心基础部件结构设计与仿真关键技术，是其提供高安全性和可靠性的结构产品的重中之重。
据该研究院所相关负责人在国产大型工业软件大会上的公开介绍，为了研究核心基础部件的结构设计与仿真技术，他们成立了专门的产品研制与仿真研究室。该研究室拥有专业技术人才近50人，具备40余年的航空电子设备结构研制经验。
据介绍，该研究室设立的重点工作实验室配备专业设备及CAD、CAE等工业软件20余套，具有先进的热设计、强度设计、环境与腐蚀防护设计与仿真、验证能力。
但在机载电子设备发展趋势的背景下，以及工业软件技术在不断融入云计算、AI、数字孪生的趋势下，该研究室陆陆续续在不同场景配置了不同功能的研发设计类工业软件。配置的品牌越多，就意味着重复功能越多、信息孤岛越多、安全漏洞越多，以至于现有国外软件的使用痛点愈加明显。较之更甚的是，已配置软件的技术水平仍无法满足该研究室对设计与仿真的建设需求。
根据相关资料，该研究院所主要运用热学、力学、化学、电磁学原理，开展机载电子设备结构设计，基于业界先进的材料与工艺，采用设计、仿真、验证测试等手段，为机载计算机在恶劣的热、振动、冲击、电磁干扰等环境下长期、可靠工作提供解决方案。
长期以来，随着机载电子设备发展趋势，其功耗越来越大、热流密度越来越高，振动量值、耐久寿命逐步提高，环境防护要求也越来越高，新工艺（焊接、3D打印、压铸等）和新材料（散热材料、超轻材料等）的选用和验证也越来越复杂。
在这样的变化环境下，设计工具和仿真也在因市场需求呈现如下趋势：
根据该研究院所相关负责人介绍，他们从1996年开始由手工到二维CAD转变，1999年开始三维初试，在某电源变换器产品的设计研发过程中，首次使用三维软件进行方案设计及效果展示。2005年，全面开始使用三维CAD软件进行三维建模辅助设计，形成了以三维造型和二维图纸兼用的方式。现在，他们在积极推进MBD，通过建立MBD规范，产品研发实现了三维MBD覆盖设计、仿真、工艺、制造、检验等过程。
在仿真与分析工具方面，该研究院所2000年开始使用热仿真、2006年强度仿真、2013年流场仿真、2015年电磁屏蔽仿真、2017年动力学仿真、2019年元器件可靠性仿真，当前是对结构分层分频、拓扑优化。
由以上可知，该研究院所某实验室近30年来陆续购买专业软件20余套。根据同类研究院所公开的数据显示，90%以上都是国外软件（中国航空工业集团某研究所相关负责人曾指出，相关产品研制中广泛应用结构分析软件，其中90%以上仍依赖进口），这些国外商业软件的依存环境基本为国外厂商提供的硬件、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”。
在这个国外软件“生态圈”里，该实验室也面临与其他研究院所同样的问题（如国外软件的后门问题、核心敏感模块和数据库对我国实施禁用风险等），而且在使用这些国外软件国产中，表现的个性化痛点也非常明显。根据其介绍主要有以下7点。
老产品的二维CAD图纸需要很多人工操作才能转换成三维模型；
目前不断更新的新技术、新工艺没有相应的设计仿真工具支持；
产品的部分性能指标还依赖实物试验验证，没有对应仿真手段；
设计与仿真工具依赖于成熟商业软件，不能完全符合产品特点；
同一个CAD设计模型需要根据不同仿真生成多种CAE简化模型；
结构、电路、电气等多专业相互之间的协同设计仿真程度不高；
设计与仿真的手动操作比较多，耗时占据了大是个人工作时间。
鉴于以上，该研究院所相关负责人指出了设计与仿真能力建设的10大核心需求：
具备增材制造、精密铸造等新技术、新工艺的设计与仿真能力。
针对产品的技术需求指标能够实现定量化正向精准设计与优化。
针对不同特点的复杂产品进行参数化驱动建模及仿真迭代优化。
具备CAD模型转不同CAE模型的转化工具，提高模型处理效率。
满足多物理场耦合、多相流、多尺度、多层级等进阶仿真需求。
满足方案设计、详细设计、故障排查等不同需求的仿真颗粒度。
实现系统级的结构、电路、电气多专业的协同设计与仿真优化。
提高自动化设计与仿真优化能力，减少不必要重复的人工劳动。
实现基于人工智能技术的电子设备结构设计、仿真与分析功能。
针对精密制造和复杂结构的虚拟装配智能公差仿真与分析系统。
从这些诉求中可知，这些需求不仅凸显了新兴制造工艺仿真能力的迫切性，还凸显了复杂产品的参数化建模、跨物理场仿真、基于人工智能的公差设计等。虽然这些技术“缺口”是国内外软件的共性问题，但对国产软件来说却是一个重大契机！
无论是在国家宏观的国产化替代政策，还是落到实处的专项补贴、基金等支持，国产工业软件若能通过此机遇补齐这些关键短板，国产软件将大幅缩小与国际领先技术的差距，从而建立起国产设计和仿真的生态系统。
比如，10大诉求中最后一个关于公差仿真与分析的系统，国产软件开发商诚智鹏科技就借此形势，切入军工领域并且抢占了市场高地。经过军工市场的实践打磨，其核心产品3DCC（基于三维数模的智能公差仿真与分析系统）不仅打破了3DCS、西门子VSA、CETOL等国际老牌的技术封锁，而且做到了国内新增市场的占有率第一。
所以，在当前贸易战的国产化替代形势下，国防军工行业对关键技术基础设施的去美国化，可以说是国产工业软件发展的重大契机。其实这个现象在半导体行业也已显现，比如我国政府禁止使用英特尔和AMD处理器，对于华为、海光等国内竞争者来说无疑不是一大利好（据报道，海光国内市场份额将在2026年翻一番）。
尽管欧美试图将技术控制方面的立场定义为“小院子，高篱笆”，但是这种做法只会让我们加倍强化国内技术创新，比如政府相关采购必须为国内产品，从而挤压美国公司的市场准入。在这个重大契机下，国产工业软件开发商还有踌躇不前的理由吗？
