CAE剖析及市场应用电话会纪要–20230505

一、CAE基本情况 CAE(ComputerAidedEngineering)是计算机辅助工程师去求解工程中遇到的一些应用问题或者替代工程建造、产品研发过程中的物理实验和验证过程。工程建造或者装备研发都离不开实验验证，例如载人航天工程、南水北调工程以及技术含量很高的超音速战机、高速列车等。这些工程的研制和建造中，都要进行大量的物理实验，通过这种试验来检验和研究掌握其中的一些关键技术是工程线上所必不可少的。 物理实验存在TQC（时间、质量和成本） 的约束，实验的物理模型有可能要耗掉一年半载，同时时间消耗的物资成本也比较高，而且物理实验验证受到物理条件的限制，充分性也难以保证。CAE就是为了解决这种难题，利用计算机建模技术，在计算机辅助下，采用数字建模的方法开展仿真的验证，有效的克服了物理实验验证在时间、成本和充分性上的制约，能够极大的拓展工程制造技术的手段和能力，在工程制造领域发挥了不可替代的作用。 CAE软件产生源于工程验证需求，著名的CAE软件Nastran，就是在上世纪90年代，美国国家航天局为了解决航天发射器力学性能试验而开发的基于有限元算法的CAE软件。那么软件在NASA工程发射任务成功的应用以 后，开发人员就把工程软件进行商业化拓展，推出了其第一个NASTRAN版本，称为COSMICNastran，应该说是开创了CAE软件在商业化应用方面的先河。 CAE现在已经渗透了工程制造的各个领域，涉及了什么固体力学、流体力学、电磁学三大领域，包含了包括力、热、声、光、电、核、流-固耦合、流-热-固、多物理场耦合的专业多学科的结合工具，已经是各类工程类软件中应用种类最多的一种工具软件。 CAE主要是由三大部分组成的，有前处理器、求解器和后处理器。前处理器的主要功能就是用于仿真验证，建立用于仿真验证的工程问题的模型。求解器主要功能是用于计算和分析用前处理器建立的数学模型在工程应用各种环境中的性能。后处理器主要就是采用图形化的方式，人类易懂的方式进行仿真计算各种结果的展示。从上述的分析可以看出，CAE的核心是求解器，即用于计算和分析工程模型的算法，那么针对不同领域和不同学科在工程里的应用有不同的CAE求解器，传统方法包括限元、有限体积法、差分法、边界元、矩阵法等。算法随着高性能计算能力的越来越普及，又涌现出了包括一种粒子算法、光滑粒子流算法、核函数质量点算法等新算法，所以CAE是一个传统和成熟的工程应用软件，同时也是一个新兴发展和创新发展的一个软件工具。 CAE验证出来的结果可以指导CAD修订或者优化它的设计内容。那么一个设计结果需要有多种方法才能达到最终验证，每种CAE都可以从不同的专业角度对CAD的方案提出 修改方案，即每个CAD需要配置多种CAE软件。CAE比 CAD难的多。 二、CAE国防军工市场情况 根据公开资料显示就是我国军工装备制造领域主要由和航空、航天兵器、船舶及电子等6大行业、10家工业集团构成。由于各行业之间具有明显的特征，因此CAE应用领域在各个行业中有着不同的情况。 军工领域尤其是高端制导对于CAE的依赖更深，例如涉及到复杂制作。除过物理产品的交互，也要交付数字产品，其与CAD、CAE是密不可分的，相关需求是非常迫切的，已从自发性质变成了必须。此外，用户的需求也是一个非常重要的牵引手段，如果没有把基于CAE、CAD的应用做到相应的程度，那么就难以满足客户的要求，没法实现客户的最终目标，工程的应用就缺乏完整性。 三、Q&A 1、军工国防信息化对于CAE的需求，有关数据说25年要 50%国产化，27年要100%，国产化进程情况？答：国产化主要是受到西方卡脖子的影响，给国内厂商创造了千载难逢的机会。从工业基础上来说，CAE来自于工 程，与理论数学有密不可分的关系。西方的发展情况来看，都是大企业通过前期快速发展，占据了领先地位不断收购，形成了垄断。如果没有受到西方卡脖子，国内企业很难去和西方竞争，而现在国内很多比较著名的企业，在10年前就有布局，未来能把握住机遇。同时，军工企业对于CAE的需求迫切，仅靠工程研制难以实现，必须前期依靠计算机辅助。在此情况下，谁能把握住机会，是很有前景的。国产替代是必须的选择，我认为您说的自主率是可以实现的。 2、会不会出现套壳国外开源代码的情况？ 答：有措施来审查这些，如果是套壳开源软件的，根本就进不了招投标门槛。 3、主要收入来源于军方的CAE厂商，是否意味底层代码就是自主研发的？ 答：基本没有问题，刚才提到相关的环境和评价也会建立。我认为有一定规模的公司和影响力的公司，如果在军工有上规模的收入，可以肯定其底层代码架构肯定是自主研发。4、如何评价索辰科技？ 答：索辰公司在军工行业具有很大影响力，技术研发能力集中在固体力学领域和流体力学领域，而且也在国家重大项目中取得了很好的成绩。招标文件中看到索辰参与过一些国家重大工程项目，能参与这些项目的民营企业需要相应的能力和资质，包括保密、管理体系等，在国内是凤毛麟角的。 6、企业从事CAE软件的核心难点？ 答：CAE来源于两方面，基础理论的支持（例如电磁场、麦克斯韦方程、基础理论的模型等），或者基于现象和实验数据进行拟合。所以做好CAE需要对于工程和数学分析有深入的理解，不可能一时半会就能做好，需要长期积累，特别是对于工程数据的拟合，必须要建立在大量的工程实验数据拟合分析，从开发、应用、修订、提高、完善、到形成一个软件，没有10年左右是很难的。 7、索辰预计今年可以实现3-4亿营收，其他国内的CAE公司收入就几千万，未来竞争格局？ 答：竞争格局实际上就涉及到CAE厂商未来的发展前景， 以及发展潜力。下面从几个角度说一下，做好CAE需要的几个关键点。1）长期研发的过往经历：CAE是复杂技术，包括工程技术、工程应用，数学软件的多学科复杂体 系。要想在上有所建树，不是一朝一夕可以实现的，所以判断公司要看发展历程，不是由于受到国内国际环境的这种影响以后，出现了这种风口，新上的这些公司。索辰已经有了10多年的经验了，在这一方面具有优势；2）自主研发产品：这种产品必须是自主可控，不是套壳国外软件的，索辰都能在公开的军方招标中看到；3）相对稳定的市场：稳定的长期市场才能良性发展，例如索辰已经在军工市场里面有很大规模和影响力；4）专业人才：复合型人才，资深经验的工程师和数学人才构成，从公布的数据来看，索辰也是有很大优势的；4）领军人才：需要有牛人把公司带到良性发展的轨道；5）资本运作：资本运作是CAE厂商发展不可忽视的要素，耳熟能详的Ansys、西门子等，都是资本运作的高手，在小公司的时候通过不断地收购快速扩大规模。CAE是规模非常宽泛的领域，仅靠自己研发是很难的，必须要通过相关的收购。6）对于工程验证投入，刚才也提到CAE来源于两类，基于理论或实验拟合，方法不是很清晰的理论就需要利用数据来进行拟合，对于工程验证的投入也是判断公司是否有战略眼光。索辰也建立了自己的实验室，在噪声分析方面在国内领 先。市场占有率方面，索辰有流体的Aries、电磁场的Polaris等数十种软件都有自主知识产权，也是市场竞争力的重要判断条件。总的来说，判断市场竞争的能力和水 平，可以从以上几个角度来看。 8、各地超算中心建设会不会带来CAE需求？ 答：应该会的。从CAE的市场营销方式来看，有License（直接卖软件）或者购置服务（工具软件部署在高性能计算环境中，有需求直接使用，按时计费等）两类。购置服务对于中小型企业对于中小型企业是有潜力的方 式，可以按需付费，但这种方式对于国防军工而言不是特别多，流体计算可能会有一些，一般都是通过技术改造在自己的企业中建立相应的环境，因为可以享有独有权，也有自主决断和资源调配能力。在高性能计算环境里面部署更会偏向中小型企业。