国家制造强国建设战略咨询委员张彦敏：大力发展设计软件

“通过设计工具软件与芯片、新材料、航空发动机等重点产业紧密结合同步发展，从源头上提升我国制造业自主创新能力，从根本上解决中国制造短板和卡脖子问题”。中国机械工程学会常务副理事长、国家制造强国建设战略咨询委员会委员张彦敏在2018国家制造强国建设专家论坛做主题演讲时表示。本次论坛由国家制造强国建设战略咨询委员会主办，中国电子信息产业发展研究院、《中国工业和信息化》杂志社承办。

张彦敏说，2017年我国软件交易已超过5.5万亿人民币，软件行业增长率达13.9%。其中与制造业相关的占7成以上。对于制造业而言，软件设计包括工业嵌入式软件、设计工具软件、监测控制与管理软件，以及知识产权保护、内容软件、用户界面UI等。其中具有核心基础的、通过软件与制造硬件结合形成附加值的是设计工具软件：既包括传统的机械设计软件CAD、电子设计自动化软件EDA和各类仿真软件，也包括伴随着设计研发、生产制造和服务使用过程等产品全生命周期形成的海量知识库。通过设计工具软件与芯片、新材料、航空发动机等重点产业紧密结合同步发展，从源头上提升我国制造业自主创新能力，从根本上解决中国制造短板和卡脖子问题。

中国缺芯是心中之痛，缺设计软件是心中之刺

张彦敏认为，中兴事件暴露出来的表面看是芯片问题，但是其更加致命软肋是设计软件。在美国商务部宣布对中兴断供的时候，一家美国电子设计软件EDA公司发表声明，不再为中兴提供电子设计软件。中兴2017年进口芯片在百亿美元的规模中，这家设计软件公司的产品只是在百万美元左右。然而这种连采购额零头都不到的软件一旦断供，那些巨量进口的芯片也将无用武之地，因为没有电子设计自动化EDA，芯片是根本无法完成设计的。实际上在整个电子半导体行业，没有EDA软件的支撑，硬件上展现的摩尔定律奇迹根本无法持续。中国缺芯是看得见的痛；而设计软件的缺失，则是一根心头之刺：很痛却一般人往往看不到。

设计软件被国外垄断，后果十分严重

张彦敏指出，我国每年设计软件市场采购规模120亿人民币。其中我国设计软件销售额是6亿人民币，绝大部分市场被美国、德国、法国的Ansys、欧特克、西门子、达索等公司垄断。国外设计软件垄断后果十分严重：一是安全性。软件都会有“后门”，而在产品设计与制造领域，基本是完全洞开的大门，大量使用国外设计软件，使国家安全受到威胁；二是依赖性。设计软件呈现数据自封闭的态势，并且与各种知识库连在一起。长期使用国外软件造成无法摆脱的工具与数据依赖性，将来更换系统和数据迁移都是几乎不可完成的任务；三是致命性。在国外软件中，并不完全清楚都有什么代码存在，也不知道特定情况下会有什么事情发生。这是容易完全失控的数字空间，而目前中国的工业体系正是建立在这个数字空间之上，这一隐患是致命的。另外我国企业花费巨额软件采购费用，但却是授权限时使用。国外的一些高端软件（如CATIA）是按6个月或者1年时间授权的，现在国外软件正在向“年度订阅”而不是一次性授权的方式转变。如同架在中国企业脖子上的一双手，随时可以掐紧。一旦不再授权，将对我国的制造业造成“毁灭性的”打击。

美国政府高度重视与支持研发设计仿真软件

张彦敏说，美国最早发展CAE仿真软件是从美国航空航天局NASA开始。在国家资金的支持下，NASA开发了著名的有限元分析软件Nastran。1971年MSC公司改良了Nastran这个程序，成为美国仿真软件的商业化开端，并随后按照要求被公开源代码，进行行业扩散。在“再工业化”浪潮中，美国政府尤其重视建模仿真技术在制造业发展中的作用，再次明确了CAE产业的战略地位。2009年美国“竞争力委员会”白皮书《美国制造业——依靠建模和模拟保持全球领导地位》，将建模、模拟和分析的高性能计算，视为维系美国制造业竞争力战略的王牌。

2010年发布《高性能计算与美国制造业圆桌会议报告》白皮书，指出高性能计算建模与模拟能够显著缩短设计周期等，加强竞争力。2011年美国推出高端制造合作伙伴计划AMP，重构先进制造发展理念，重点发展三大领域，都围绕数值模拟技术的软件工具和软件应用平台。2012年发布《国家先进制造战略计划》再次明确要重点发展数值模拟分析技术。

在国家战略层面，美国确实是把科学计算和建模仿真作为服务于国家利益的关键技术，从未停止呐喊，从未停止投资。作为美国软件的国家摇篮，美国NASA从2014年起开始发布软件转化目录，以软件为载体，向工业界进行技术转化。该目录包含了15个技术领域，每两年更新一次，目前大约有2200多种技术软件正处于转化流程中。这个建立在大量实践基础上的务实创新，是一个巨大的孵化航母。从2009年起，NASA已经通过各种形式向工业界转化了5000多个软件项目，降低软件获取门槛。

中国设计软件的尴尬局面

张彦敏认为，我国国产CAD/CAE软件的开发，可以追溯到上世纪80年代。在国家支持下，以北航、清华为代表的一批高校和科研人员开始做相关的软件开发。国内第一代从事CAD软件开发出现了一批标志性人物，清华、浙大、北航、南航、西工大、华中、大工等一批高校先后开展CAD/CAE软件自主研发，取得了一些研究成果，曾经取得了百花齐放的大好局面。

但随着当年863 计算机集成制造系统CIMS在中国的推动，大量好用、易用、功能强大的国外设计软件进入市场，迅速占领了这个领域；由于我国软件的开发以大学为主体，以高校教师和学生为主力，缺乏商业化的市场推广和运营机制，随着时间流逝和人员变动，这些国产软件最终走向下坡路。只剩下少数设计软件厂商还在苦苦支撑。国产设计软件未能在最好的时间窗口完成公共品软件的商业转化，痛失与中国制造业共进共发展的良机。

发展设计软件的几点建议

1、高度重视设计软件的战略地位，做好顶层设计，加强统筹协调。把发展设计软件作为重要的国家战略，彻底改变中国制造业重硬轻软的现状，软件应该从战略定位为“制造之重器”。由于发展设计软件涉及到产业、用户和高校等多个主体，而且需要从产业政策、舆论导向、资金扶持等各方面长期持续支持。建议设立“制造强国设计软件工作组”，制定设计软件发展路线图，统筹规划、协调发展。

2、强化企业发展设计软件的主体地位。进入智能制造时代，软件能力是一个企业是否强大的核心标志。西门子最近十年通过近30次并购使其脱胎换骨，从一个纯设备供应商转型为数字时代的软件霸主，成为欧洲第二大软件商。波音公司有8000多种软件，其中有7000多种是波音自己开发的，设计软件成为波音公司核心竞争力。中国整个工业体系基本都是围绕设备和硬件建立起来，软件一直没有受到应有的重视。中国企业必须把发展设计软件作为转型升级的重要任务，“软硬兼施”才能成为世界级企业。

3、建设国家设计软件的公共知识库共享平台。国外类似发动机尖端制造业，都有大量的叶片测试、材料测试等数据库，很好地支撑了高端制造业的发展。而中国相关数据不多，且分散在各企业和院校中。国家投资的基础科研数据，不能共享是一个普遍现象。工程数据的缺乏，大大限制了中国设计软件的发展。建议对国家投入经费的数据接口、知识模板、数据中心建立数据对外开放机制。对企业数据库、知识库建立协同共建共享机制。

4、针对中国制造的短板和卡脖子问题，开展协同攻关，实现核心设计软件重点突破，促进从中国制造到中国创造的根本转变。设计软件是用出来的，只有用户的反复使用和反馈，设计软件才能真正发展。世界最著名的设计软件，法国达索PC机上的第一个版本，是在中国新飞豹战机研制过程中率先使用并成熟起来，后来连波音公司都到中国来学习使用。当年西飞为达索公司提供了大量的用户意见，成为该软件迅速发展起来的关键性因素。建议选择芯片、航空发动机、新材料等短板和卡脖子领域，推动设计软件公司、应用企业和高校紧密结合，协同发展。可以将专业设计软件公司为支持主体，同时积极吸引用户企业的参与使用和意见反馈，而高校等科研机构可以从底层算法、人才池等方面给予支持。

来源：中国工业和信息化