1．3 自主CAE软件开发的经验和教训

　　从自主CAE软件的发展过程中获得许多宝贵的成功经验和深刻教训．

　　(1)政府(领导)支持是关键．航空工业部门领导大力支持并组织精干的技术队伍，开发成功一系列航空结构分析系统，解决一些飞机型号设计中的关键问题．

　　(2)人才队伍是关键．30年的发展历程表明，好的CAE软件离不开高水平的结构分析和软件开发人员；软件的维护发展也离不开这批人才队伍，只有拥有和长期保持这批队伍的稳定，已开发软件才能得到维护和发展；否则，便会使已开发软件的寿命提前结束．

　　(3)创新技术是生命线．CAE软件开发若没有创新技术，则在开发完成之时就可能被淘汰，因此国产软件必须有几个自己的亮点和创新点．

　　(4)充分利用国内外软件成果．应避免低水平重复开发，不求大而全，着重推出符合国内情况的、并具有与国外系统良好联合求解能力的专用软件．

　　(5)技术支持和服务是发展动力．软件只有不断被应用和维护才有生命力，只有为用户提供全方位的技术支持和服务，才能不断发展壮大．

　　(6)开发与维护脱节造成有些自主软件“自生自灭”的结果．在软件开发结束后，没有后续经费支持，随着人员流动、项目更迭、队伍解散，软件得不到维护，有些被市场淘汰．这是非常沉痛的教训．

　　(7)“小作坊”模式开发，自产自销，开发与市场营销脱节，未形成软件产业．

　　CAE技术在制造业和国民经济各领域被广泛应用，是提升企业自主创新能力和国际竞争力的关键技术．建立具有自主知识产权的CAE软件产业，对我国正在构建的以企业为主体的国家创新体系具有十分重要的战略意义．

　　2航空工业的快速发展需要大力发展CAE技术并建立自主CAE软件产业

　　2．1新形势下CAE技术发展需求分析

　　现阶段，我国经济发展已进入产业升级的关键时期，自主创新将成为重点和主要标志，航空工业也将进入新的快速发展时期，其跨越式发展需要大力发展CAE技术并建立CAE软件产业．

　　2．1．1航空产品生命周期全过程需要与其相适应的CAE技术和软件工具

　　飞机和发动机等航空产品的研制环节见图5．航空产品的生命周期全过程都需要CAE技术，包括不同设计阶段的优化设计技术、结构强度分析、制造新工艺仿真分析、试验设计与虚拟试验及定寿与延寿等．CAE技术已越来越成为改进产品设计、提高产品设计质量、减少样机试验周期和成本的核心技术，也成为工程设计人员不可缺少的工具．

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　　图5航空产品研制基本过程

　　2．1．2 航空平台发展需要强有力的基础手段和CAE软件工具

　　军民机的不断发展，将推出多种型号飞机，新型号的研制需要新结构设计理念与方法、新材料与新工艺、新结构形式、新规范体系，更需要大力发展引领和支撑研发设计能力的核心技术——CAE技术和开发自主CAE软件．只有这样，才能满足航空平台的发展需求．

　　2．1．3 航空工业的数字化工程，对CAE技术和CAE软件提出更高要求和更大需求

　　航空工业的数字化工程是国家数字化工程的重要组成部分．CAE技术是航空工业研发能力的制高点，是实现航空工业装备信息化和数字化的核心技术．产品研发数字化技术包括CAD，CAE，CAM，CAPP，PDM和ERP等．通过运用CAE技术，采用CAD／CAE／CAM一体化集成技术，缩短产品开发周期、降低产品开发及制造成本；采用”虚拟试验”技术，加快设计进度，替代部分物理试验，减小研制成本；采用产品型号研制的数字化设计、分析与验证，建立新的以自主创新为核心的飞机型号研制体系，将较高提升航空产业核心竞争力，实现航空工业跨越式发展．

　　2．2 国外软件不可能完全满足航空工业持续发展

　　当前，航空各部门采用的大部分CAE软件是国外商用软件，最流行的有MSC Nastran，ANSYS，ABAQUS，MSC Adams，Marc，MSC Dytran，MSC Patran和Femap等．使用这些软件能推动CAE技术在航空工业部门的应用，也可以解决许多航空产品设计与分析问题，但存在如下严重问题：

　　(1)CAE软件技术不仅是衡量国家科学计算水平的标志，而且是事关国家核心竞争力和国家安全的战略技术，由于发达国家对技术的垄断与封锁，我国无法买到核心技术。

　　(2)仅靠购置国外软件不能完全解决型号问题，封装的国外软件无法加入自主创新技术，直接影响航空产业升级及跨越式发展，影响自主设计思想的实现；

　　(3)靠购置国外软件，没有自主CAE软件的集成发展平台，不能集成国内科研院所的大批CAE科研成果，更不能形成自主的CAE软件产业．

　　显然，长期依赖国外软件绝不是自主创新之道，只有大力发展自主CAE技术，构建自主CAE软件平台，才能将创新的科研成果在自己平台上集成和延续，并有望跟上科技发展的时代潮流，在未来的高端科技发展中把握机遇、赢得主动．也就是必须走独立自主、自力更生的道路．

　　2．3形成自主CAE软件产业的条件分析

　　综上所述，我国必须也有条件发展有自主知识产权的CAE软件：

　　(1)经过30多年的技术和经验积累，某些技术已具有国际先进水平，特别是那些有一定用户群的国产软件将是自主CAE软件产业形成和发展的坚实基础；

　　(2)掌握先进的软件开发技术，培养出1支软件开发队伍；

　　(3)国际先进计算机软件技术的发展，产生大量的先进软件开发工具，为自主CAE软件的研发提供有利条件；

　　(4)国家大力提倡创新，良好的大环境和机遇必将迎来国产CAE软件产业大发展的春天．

　　3 航空自主CAE软件产业发展思路

　　3．1技术层面

　　(1)采用现代CAE新技术，将现有自主软件商品化：①改造数据管理系统和执行控制系统；②补充基础单元库；③完善求解器；④开发与现有CAD／CAE软件的接口；⑤严格软件测试，增强自主软件的健壮性和鲁棒性．

　　(2)以基础试验数据为核心，按照多学科设计思想整合专业软件，形成具有核心知识产权的专业软件模块，使得自主CAE软件产品系列化：①改造和整合现有专业软件；②建立元件、组件、部件和整机试验数据库；③集成开发强度校核、复合材料、耐久性和损伤容限分析、振动与噪声、热强度以及综合环境等新功能专业模块．

　　(3)采用先进CAE软件技术，建立高起点的航空CAE软件基础平台：①先进的数据管理系统和执行控制系统；②开放的基础单元库；③静动力分析方法库；④功能模块的标准接口，以及与现有CAD／CAE软件无缝集成接口；⑤开发便于发展的二次开发工具．

　　平台建立后，航空产品设计与分析就有了具有自主知识产权的工具；自主核心技术的研究成果就有了“生根开花”的土壤；各具特色的专业软件就有了可集成的平台．在此基础上，再进一步集成开发产品结构设计优化、分析、评估与全过程仿真的一体化CAE软件系统，建立自主CAE软件品牌，形成自主CAE软件产业．

　　3．2管理层面

　　3．2．1政策扶持，重点投资

　　CAE软件产业的形成与发展必须依靠政府的政策扶持和经济支持．在20世纪七八十年代，航空工业部投入一定资金，组织专门队伍，研制成功航空结构分析系统，为飞机研制起到重要作用．自主航空CAE软件产业的形成和发展，仍须得到航空工业部门在政策上扶持和经济上支持，这是形成自主CAE软件产业的前提和保障条件．

　　3．2．2培养人才，建立团队

　　创立自主CAE软件产业，需要大批高素质的软件研发(包括维护、推广应用和营销)人才及团队．从大学教育开始，加强基础课程教育，改变学生只会用进口程序计算的局面，努力培养既懂专业知识又有软件开发技能的复合型人才；倡导研究生利用自主CAE软件开展创新研究；建立若干优异及省部级CAE理论研究和软件开发技术中心，培育CAE产业龙头队伍．

　　3．2．3面向市场，机制创新

　　自主CAE软件产业的壮大，最终靠的是政府指导下的机制创新和市场运作．正确处理开发与维护人员的利益分配，建立市场营销机制，组建营销队伍，逐步建立软件开发、维护与营销一体化的合理机制，将自主CAE软件产业做大做强．

　　4 结束语

　　回首过去：走过自主CAE软件从无到有的历程，获得一批部级和优异科技进步成果，为新机研制贡献力量，为国产CAE软件的发展打下良好基础．

　　喜看现在：以“在竞争中求生存、在应用中求发展”和“面向设计、结合试验、突出专用”为指导思想，围绕优势领域，针对型号需求，发展自主软件和提供技术服务，取得一定的经济和社会效益，为航空工业的发展作出贡献．

　　展望未来：发展自主CAE软件产业正逢其时，大力发展CAE领域先进技术，拓展新的应用领域，在政府支持下，开拓创新，将自主CAE软件推向产化．