《苦旅尋真》讀書筆記3：自主仿真，破局路在何方？
“ 和所有其他領(lǐng)域一樣，自主仿真也需要一步一個(gè)腳印，先從低垂的果實(shí)開始，穩(wěn)扎穩(wěn)打，逐步破解規(guī)模效應(yīng)、路徑依賴和巨頭們的降維打擊，在漫長黑夜中等待迎接遙遠(yuǎn)的黎明。”
01
自主仿真 天路漫漫
這些，都是中國在仿真這個(gè)具體行業(yè)里面臨的困難。但向外看去，其實(shí)在中國許許多多其他行業(yè)，類似的故事過去也一直都在上演。
02
他山之石
中國仿真軟件的發(fā)展，就像中國整個(gè)產(chǎn)業(yè)體系發(fā)展的一個(gè)縮影。回看其他行業(yè)的歷史，或許也能夠給我們一個(gè)參考，正所謂 他山之石，可以攻玉。
隨便舉幾個(gè)例子。
比如在家化行業(yè)。一些讀者可能不知道，今天的中華牙膏，其實(shí)并不完全是一個(gè)民族品牌。
1954年，中華牙膏品牌最早在上海牙膏廠創(chuàng)立，一經(jīng)投產(chǎn)即風(fēng)靡全國。但到了90年代，中美開始了蜜月期，高露潔等美國牙膏品牌進(jìn)入中國，給中華牙膏帶來了威脅。當(dāng)時(shí)正值國有企業(yè)改革，合資并購風(fēng)潮席卷全國，1994年，上海牙膏和聯(lián)合利華成立了合資公司。
今天的中華品牌官網(wǎng)，是聯(lián)合利華公司的一個(gè)子頁面。在合資公司成立時(shí)，官方宣稱，民族品牌與國際知名企業(yè)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，讓中華牙膏旗下產(chǎn)品擁有了聯(lián)合利華全球研發(fā)中心的支持。實(shí)際上，更多的中國日化品牌，比如美加凈、丁家宜，還有羅永浩帶貨的“活力28”洗衣液等，都在20世紀(jì)末那幾年，在歐美發(fā)達(dá)國家產(chǎn)品的沖擊之下，沒了生存空間。
外國產(chǎn)品進(jìn)來了，在自由市場(chǎng)上和中國品牌競(jìng)爭(zhēng)，中國的“自主”產(chǎn)品打不過。為什么？我們的技術(shù)、營銷，各個(gè)方面都不如別人強(qiáng)。怎么辦？合資，互補(bǔ)，向他們學(xué)習(xí)。核心技術(shù)別人不給怎么辦？那我們自己就主動(dòng)去琢磨。無論如何，先看到領(lǐng)先者是怎么做的。哪怕領(lǐng)先者進(jìn)入中國市場(chǎng)會(huì)把我們自己的產(chǎn)品PK掉。怎么保護(hù)我們自己的產(chǎn)業(yè)？那就讓外資進(jìn)來合資、合作嘛。
比如汽車行業(yè)。
中國在改革開放之初，引進(jìn)外資生產(chǎn)合資汽車時(shí)想的一直都是以市場(chǎng)換技術(shù)。這么多年過去了，結(jié)局大家都知道，技術(shù)基本沒換來，市場(chǎng)卻實(shí)實(shí)在在送出去了。華晨汽車的董事長前些年在采訪中說自己是唯一一家以市場(chǎng)換技術(shù)真的換來技術(shù)的車企，華晨也確實(shí)得到了寶馬在發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)和生產(chǎn)線技術(shù)上的支持，結(jié)果2020年企業(yè)債還暴雷了。
但是我們卻可以看到，雖然中國沒有換來真正的核心技術(shù)，但中國的車企卻一直在穩(wěn)扎穩(wěn)打的提升技術(shù)水平。吉利、長城、奇瑞、一汽、上汽……在引入外部的競(jìng)爭(zhēng)后，中國那么多車企，造車的質(zhì)量和技術(shù)水平真的有了實(shí)打?qū)嵉奶嵘Ｗ罱鼛啄曛袊脑燔囆聞?shì)力公司的產(chǎn)品更是已經(jīng)敢和特斯拉叫板。
我們看到了先進(jìn)水平是什么樣子，就看到了差距。有差距就有動(dòng)力，然后我們自己努力，去追趕先進(jìn)水平。
比如手機(jī)行業(yè)，這個(gè)故事大家可能就更熟悉了。
智能機(jī)換代大潮初起時(shí)，三星蘋果索尼LG等外國品牌牢牢占據(jù)中國高端手機(jī)市場(chǎng)，中華酷聯(lián)四大金剛基本只有運(yùn)營商定制的低端機(jī)。
然后2010年，小米創(chuàng)立。2013年前后，小米、魅族、OPPO三家開始在2000到3000元價(jià)位站穩(wěn)腳跟；華為推出P6，開始進(jìn)軍高端市場(chǎng)。到今天，這幾家國產(chǎn)手機(jī)品牌是一步一個(gè)腳印，一點(diǎn)點(diǎn)向高端挺近，終于在最近幾年站穩(wěn)了四千到五千元這個(gè)價(jià)位，產(chǎn)品拉出來在很多核心指標(biāo)上都能和蘋果iPhone剛正面。
當(dāng)然還有芯片行業(yè)。最近幾年舉國矚目被美國卡脖子的芯片行業(yè)里，我們的龍芯也是從一個(gè)中科院的小團(tuán)隊(duì)做起，從拿國家補(bǔ)貼到靠市場(chǎng)生存，終于在北斗衛(wèi)星的芯片上找到了應(yīng)用場(chǎng)景，靠市場(chǎng)的力量活下來。
當(dāng)然還有許許多多的行業(yè)和公司。故事不盡相同，但都是在初期被國外引入的產(chǎn)品打的找不著北，然后一點(diǎn)點(diǎn)學(xué)習(xí)，進(jìn)步，靠自己的努力實(shí)現(xiàn)超越的。這其中日化行業(yè)是在改革開放之初就被國外巨頭攻陷，而汽車行業(yè)由于加入WTO時(shí)的保護(hù)協(xié)議得到了十幾年的喘息機(jī)會(huì)；手機(jī)行業(yè)則是在競(jìng)爭(zhēng)中迎難而上，直面強(qiáng)大的對(duì)手，逐步扭轉(zhuǎn)戰(zhàn)局。
03
通用邏輯
在這些故事背后，每一家公司、每個(gè)具體案例背后都有一大堆商業(yè)邏輯。我能想到的，和仿真軟件有關(guān)可以借鑒的通用邏輯，大約有以下四條。
一、不要想走捷徑
不管是手機(jī)，還是汽車，任何產(chǎn)業(yè)都不能只想著彎道超車。當(dāng)然新能源確實(shí)是一個(gè)彎道，在新能源的背景下國際巨頭公司之前的許多和內(nèi)燃機(jī)、變速箱有關(guān)的技術(shù)積累都失效了。但是每個(gè)行業(yè)背后還是有很多知識(shí)需要補(bǔ)課，凡是不尊重這一行業(yè)的人，從互聯(lián)網(wǎng)跨界過來以為靠“互聯(lián)網(wǎng)思維”就能降維打擊解決一切的公司，最后都死掉了。只有穩(wěn)扎穩(wěn)打，把商業(yè)模式走通，然后認(rèn)真補(bǔ)課，有十年磨一劍精神的公司，才有成功的機(jī)會(huì)。
商業(yè)模式走不通，就沒有補(bǔ)課的經(jīng)費(fèi)。比如華為要其他部門賺了錢才能承受海思多年的虧損；而如果商業(yè)模式長期不直接和產(chǎn)品質(zhì)量掛鉤，就沒有補(bǔ)課、打磨產(chǎn)品的動(dòng)力。比如龍芯如果一直面向政府要補(bǔ)貼，可能就不會(huì)生產(chǎn)出真正有銷路 市場(chǎng)有需求的產(chǎn)品；那些初期靠走捷徑賺到錢，又不愿意（或是沒能力）補(bǔ)課的公司，就只能被淘汰。
國外的仿真軟件，他們發(fā)展得早，通過多年發(fā)展和并購，技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于我們。一些中國軟件公司想要純靠“彎道超車”，搞一個(gè)新概念，或者使用新的分析方法，希望在新方法上能和巨頭公司站在同一起跑線上。這或許有用，但想要發(fā)展自主仿真軟件，不補(bǔ)課是絕不可能的。
《苦旅尋真》書中，第四篇的幾章【結(jié)構(gòu)仿真技術(shù)】、【流體仿真技術(shù)】、【電磁仿真技術(shù)】等，就比較詳細(xì)的列舉了國際高端仿真軟件目前具有的功能（當(dāng)然如果照著幫助文檔來說這個(gè)表格肯定是掛一漏萬，但不必那么抬杠），研究以后仔細(xì)規(guī)劃了自主仿真軟件PERA SIM在各大功能點(diǎn)上的實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)。弄清有哪些功能是第一步就要有的，哪些功能則可以暫時(shí)緩一緩，之后再開發(fā)。珠峰是一步一步攀登上去的，龜兔賽跑的烏龜也要一步一步爬到終點(diǎn)。看清現(xiàn)實(shí)，直面差距，一步一個(gè)腳印的追趕，相信未來一定可期。
二、規(guī)模效應(yīng)
規(guī)模效應(yīng)，又叫網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)。最近五年互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品推廣初期瘋狂砸錢補(bǔ)貼，想要的就是這個(gè)規(guī)模效應(yīng)。規(guī)模效應(yīng)指的是，你的產(chǎn)品使用的人數(shù)越多，就越有價(jià)值。
比如微信，只有一個(gè)人用，它就是完全沒有價(jià)值的。使用微信的人越多，它作為社交工具的價(jià)值就越高。滴滴、餓了么……幾乎所有互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，凡是存在“先有雞還是先有蛋”問題的平臺(tái)，都或多或少具有規(guī)模效應(yīng)的屬性。當(dāng)使用的人數(shù)多的時(shí)候，規(guī)模效應(yīng)就成了產(chǎn)品最重要的護(hù)城河，讓競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手難以逾越。讓倪光南院士奔走一生的芯片和操作系統(tǒng)領(lǐng)域，Wintel聯(lián)盟當(dāng)年就靠著規(guī)模效應(yīng)挫敗了無數(shù)競(jìng)爭(zhēng)者。
在仿真軟件領(lǐng)域，規(guī)模效應(yīng)也在起作用，但又不是那么致命。規(guī)模效應(yīng)體現(xiàn)在，一個(gè)軟件使用的人數(shù)越多，某個(gè)技術(shù)問題就越可能找到同行進(jìn)行交流，而且軟件的教程也會(huì)越多，軟件積累的案例也能夠幫助軟件商不斷改進(jìn)。
但仿真軟件的規(guī)模效應(yīng)又不是完全無解的。因?yàn)獒槍?duì)不同行業(yè)，雖然仿真有一定的共性，但每個(gè)行業(yè)卻又都有自己獨(dú)特的需求和問題。所以我們看到不同的有限元仿真軟件在各個(gè)行業(yè)里占比都很不一樣。比如航空航天、船舶、汽車碰撞、手機(jī)跌落、核電、土木建筑橋梁等不同領(lǐng)域里，Nastran、LS-Dyna、Abaqus和ANSYS各占勝場(chǎng)。另外，案例庫的問題也可以靠官方的努力來解決，雖然困難但并不是不可能的。例如Comsol作為仿真軟件的后來者，直接把詳細(xì)的案例庫內(nèi)置進(jìn)軟件的菜單中，還密集發(fā)布大量中文的教程和博客，這就以極快的速度在抹平它和ANSYS、Abaqus等軟件在案例數(shù)量和質(zhì)量上的差距。Comsol也因此得到了許多學(xué)生和研究者的青睞。
Comsol有上千個(gè)官方案例，每個(gè)案例都包含詳盡的操作步驟和簡(jiǎn)化分析思路。雖然ANSYS、Abaqus等軟件也都有官方案例，但從可得性上來說明顯遠(yuǎn)不如Comsol做得好。
為什么我之前在安世亞太的發(fā)布會(huì)后寫文章說，我對(duì)安世亞太能做好自主仿真這件事表示樂觀，就是因?yàn)榘彩纴喬淖灾鞣抡鎽?zhàn)略中，其“賦能開道”戰(zhàn)略就是旨在解決規(guī)模效應(yīng)的謎題。在幫助企業(yè)建立仿真體系和仿真驅(qū)動(dòng)研發(fā)的能力的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)自主軟件的替換，這就避免了企業(yè)自主選用某一軟件時(shí)會(huì)擔(dān)心小眾軟件缺少同行和相關(guān)行業(yè)案例的問題。
同時(shí)，安世亞太自己是中國最大的仿真咨詢公司之一，他們累積的仿真案例也有助于克服規(guī)模效應(yīng)中的第二點(diǎn)，即可以在自主軟件研發(fā)過程中，利用之前積累的大量真實(shí)仿真案例來打磨軟件的計(jì)算準(zhǔn)確度。
三、路徑依賴
所謂路徑依賴，指的是人們一旦做出了選擇，習(xí)慣了某個(gè)選擇，就傾向于繼續(xù)維持原有的選擇。即使一些新產(chǎn)品明顯比老產(chǎn)品更好，但由于一定的切換成本，很多人也不愿意更換。
比如很多人習(xí)慣了微軟的Office，蘋果的iWorks界面和Office完全不同，很多人就不愿意使用，即使iWorks套件已經(jīng)完全免費(fèi)。甚至有很多人直到今天還在使用2003版界面的Office。
對(duì)，你想的沒錯(cuò)，我要說的就是ANSYS APDL。ANSYS APDL在今天還能有這么多的用戶，我相信很大一部分原因要?dú)w結(jié)于路徑依賴。今天如果是一個(gè)新手要學(xué)習(xí)有限元，你讓他上手去選，哪怕他了解的有限元軟件數(shù)量不多，我想他怎么也不太可能主動(dòng)去選擇APDL。奈何高校的老師們都是那個(gè)時(shí)代過來的，今天很多高校老師教的還是APDL，學(xué)生初次接觸的有限元軟件也就是APDL。他們花了大量的學(xué)習(xí)成本，要么直接被勸退，沒被勸退的也有一部分不愿意再痛苦的花時(shí)間熟悉一款更新的有限元軟件，就繼續(xù)用APDL了。
路徑依賴能夠存在，有個(gè)重要的原因是學(xué)習(xí)新軟件需要投入時(shí)間成本。即使學(xué)習(xí)新軟件以后工作效率能夠提升或者能有其他形式的回報(bào)，但是當(dāng)下如果面對(duì)一個(gè)很急的問題，需要馬上就得到結(jié)果，那最優(yōu)選擇肯定還是用熟悉的老方法。
打破路徑依賴，一靠大量的新增，二要靠使用者更長遠(yuǎn)的目標(biāo)規(guī)劃。
為什么靠大量新增？因?yàn)閷?duì)于新用戶來說（仿真軟件的新用戶基本就是剛?cè)腴T的學(xué)生和新入行的有限元分析工程師），沒有歷史包袱，他會(huì)選擇界面最友好，學(xué)習(xí)資料最豐富，最容易獲得（比如盜版或者免費(fèi)版容易下載）的。大量學(xué)生群體選擇Comsol做有限元分析項(xiàng)目的邏輯就在于此（當(dāng)然Comsol對(duì)多物理場(chǎng)仿真的技術(shù)優(yōu)勢(shì)也很重要）。如果行業(yè)有大量的新增用戶，某個(gè)軟件又沒有先期在此壟斷，那么在某個(gè)方面有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品就有可能快速贏得用戶。
安世亞太給出的策略“基礎(chǔ)免費(fèi)”可以說一定程度上有這個(gè)趨勢(shì)。但我想這還不夠。各大有限元軟件針對(duì)學(xué)習(xí)者群體早就已經(jīng)形成事實(shí)上的免費(fèi)了。在免費(fèi)之外，大家都免費(fèi)那拼什么，拼補(bǔ)貼啊。各大軟件公司還舉辦各種案例競(jìng)賽，還在網(wǎng)上免費(fèi)放出各種官方培訓(xùn)教程和博客（對(duì)，說的就是Altair和Comsol，這兩家官方放出的教程質(zhì)量都很高）。而和基礎(chǔ)免費(fèi)配套的“云化普及”策略，結(jié)合《苦旅尋真》書中第三篇關(guān)于小公司如何制定仿真戰(zhàn)略的部分，也能創(chuàng)造大量新增需求，拉攏一些小公司。
另外，突然想到，PERA SIM的界面和Abaqus很像，不知道有沒有一點(diǎn)這個(gè)意思。達(dá)索SIMULIA套件在中國國內(nèi)打擊盜版的力度是相對(duì)比較大的，其正版軟件價(jià)格又比較貴。假如某家中國的小公司之前一直在偷偷使用盜版Abaqus軟件對(duì)產(chǎn)品做一些簡(jiǎn)單的仿真分析，在國家對(duì)盜版打擊力度加大，軟件正版化浪潮之下，他們需要使用正版。如果讓他們的工程師直接切換到其他有限元軟件，即使那款軟件價(jià)格比Abaqus便宜很多，可能也會(huì)需要極高的學(xué)習(xí)成本。PERA SIM界面神似Abaqus，但細(xì)節(jié)之處肯定又有很多不同，就和WPS Office一樣，能很有效的降低許多用戶切換時(shí)的學(xué)習(xí)成本，這也是破解路徑依賴的關(guān)鍵一招。
四、產(chǎn)業(yè)鏈整合
巨頭公司把產(chǎn)業(yè)鏈整合，就可以把某一功能免費(fèi)提供，作為引流品來獲取用戶。
就像移動(dòng)和聯(lián)通辦手機(jī)套餐送家用寬帶，電信的寬帶雖然可能網(wǎng)速最好，但電信的手機(jī)卡相對(duì)不如移動(dòng)。再比如WPS Office的會(huì)員，它一家會(huì)員能做PDF編輯、能做遠(yuǎn)程控制、還能拍照掃描、做思維導(dǎo)圖，還有專業(yè)的PPT模板……這讓向日葵遠(yuǎn)控、福昕閱讀器、掃描全能王這些軟件怎么想。
今天的仿真軟件業(yè)界，與其說是百花齊放，不如說更多的是巨頭合縱連橫。就在幾天前，EDA軟件的巨頭Cadence剛剛宣布收購流體仿真軟件公司NUMECA。今天各大仿真軟件巨頭公司將設(shè)計(jì)、仿真和制造的各個(gè)環(huán)節(jié)整合，或者整合越來越多的仿真分析工具，每家都力求在自己的平臺(tái)上提供全套完整的解決方案。
比如Altair的HyperWorks，它的前處理器獨(dú)霸天下，求解器也還算可用，買HyperWorks許可證就可以靈活使用套裝內(nèi)的各種軟件；達(dá)索的3DE平臺(tái)希望靠一個(gè)云平臺(tái)完成設(shè)計(jì)、仿真和制造乃至企業(yè)內(nèi)一系列信息化操作；ANSYS Workbench希望在一個(gè)工作臺(tái)環(huán)境下打通ANSYS旗下各類仿真軟件之間的數(shù)據(jù)交換和協(xié)同……他們都有靠產(chǎn)業(yè)鏈整合獨(dú)霸天下的野心。
那么，面對(duì)這些披掛上戰(zhàn)車的鋼鐵俠，中國這些還在“立志成鐵”的“青銅俠”們?cè)趺崔k呢？中國的“小帆板”如何對(duì)抗發(fā)達(dá)國家的“航空母艦”？
我想，田鋒總在書中說的“人才聚合”和“政府力量”應(yīng)該就是他想到的破局之道。雖然其實(shí)我在第一次讀到那一篇微信推送時(shí)，從字里行間更多感受到的是一種愿望。中國很多年來一直沒有成氣候的自主仿真軟件大平臺(tái)，于是很多國際一流的力學(xué)和CAE相關(guān)領(lǐng)域人才畢業(yè)后要么去做了國外某軟件的代理，要么出國進(jìn)入ANSYS、Abaqus、Altair等公司做了研發(fā)。安世亞太能夠真正聚合多少這樣的人才為己所用我們還需拭目以待，但我愿祝福，并為中國每一家有這樣夢(mèng)想的公司祈禱。
另外，其實(shí)在仿真領(lǐng)域，整合供應(yīng)鏈的本質(zhì)是 1）打包購買也許價(jià)格可以更低；2）在同一公司的平臺(tái)上數(shù)據(jù)傳輸和協(xié)作可能更暢通；3）企業(yè)能在同一仿真平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)更多需求。這幾點(diǎn)中，其實(shí)價(jià)格不是最主要的因素；其他幾點(diǎn)上，安世亞太如果能用“賦能開道”戰(zhàn)略幫助企業(yè)建立整個(gè)仿真驅(qū)動(dòng)的研發(fā)流程，那么此題其實(shí)也是可解的。
04
熱愛可抵歲月漫長
無論如何，仿真軟件的自主研發(fā)，就像華為海思自主研發(fā)的芯片一樣，注定將走過一段漫長的黑暗時(shí)光。我很喜歡電影《無問西東》里的話：
如果提前了解了你們要面對(duì)的人生，不知道你們是否還有勇氣前來。
愛你所愛，行你所行。聽從你心，無問西東。
在黎明前，注定要有黑暗。只有那些堅(jiān)信光明終將到來的人有機(jī)會(huì)迎接光明，正如蘋果的著名廣告，“只有那些瘋狂到認(rèn)為自己足以改變世界的人，才真正改變了世界”。我祝福每一位愿意投身仿真軟件自主研發(fā)的工程師和公司。因?yàn)橹辽倌壳埃械闹袊灾鞣抡孳浖荆歼€是在黑夜中摸索前行。
但是，畢竟不是所有黑夜中的前行者，都能迎來黎明的曙光。真實(shí)的故事往往是“你有你的計(jì)劃，世界另有計(jì)劃”。也許，我們將要面對(duì)的仍然是漫長的黑夜；也許，多年努力以后，事情也沒有像我們想象的那樣發(fā)展；也許，龜兔賽跑當(dāng)中，兔子也一直在奮力奔跑，把烏龜落得越來越遠(yuǎn)，而這場(chǎng)賽跑永無終點(diǎn)……
那么，我們只能說，這仍然是我輩的夢(mèng)想。讓中國在這個(gè)領(lǐng)域能夠擁有一流的軟件，擁有一流的公司，讓我們?cè)诜抡孳浖?乃至工業(yè)軟件這個(gè)大領(lǐng)域不再能被國外廠商卡脖子，能真正擁有制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，以軟件定義制造，為中國制造“鑄魂”，這是CAE行業(yè)許多前輩從業(yè)者們的夢(mèng)想，也同樣是我輩的夢(mèng)想。我們對(duì)這個(gè)領(lǐng)域抱有熱愛，而熱愛可抵歲月漫長。
05
黎明前能做什么
。這個(gè)時(shí)代里，我們每個(gè)人專注做好自己的事，相信中國的潛力，一心一意跟黨走，一步一個(gè)腳印，很多今天看來遙不可及的目標(biāo)，也許要不了十年就可以成為現(xiàn)實(shí)。從長期來看，中國當(dāng)今最大的稟賦就是工程師紅利，而最大的風(fēng)險(xiǎn)就是老齡化加速。能不能在我們這一代，搶在中國的工程師紅利結(jié)束前在產(chǎn)業(yè)鏈的高點(diǎn)搶占更多的位置，決定了我們國家未來發(fā)展的空間。
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