读工业软件简史07工业软件强国(下)

1. 日本

1.1. 藤蔓附树式发展

• 1.1.1. 工业软件是工业品，自然源于工业

1.2. 日本和德国在工业嵌入式软件机器人、汽车控制模块、数控机床等领域都称霸市场，这跟它们的机械工程强势有直接关系

1.3. 日本工业软件，是少数几个没能冲向国际化的行业之一，这应该与日本的“硬件优先”传统有着直接关系

• 1.3.1. 以硬件为中心的路线长期延续，而软件的角色仍然被视作功能的辅助和控制器

• 1.3.2. 日本公司重硬轻软，其组织结构往往是机械工程师、化学工程师在顶层决策位置，而电子工程师、软件工程师位于底层

1.4. 1985年前

• 1.4.1. 在日本公司的IT开支中，只有7%的费用用于外包定制软件开发，不到1%的费用用于购置商用货架软件

• 1.4.2. 1980年前后，日本软件的价格几乎全部是根据开发成本或者是工作量来决定的

• 1.4.2.1. 意味着大多数软件公司不出售技术，仅依靠人力资源提供技术服务

• 1.4.3. 软件工业很大程度上依赖于个人，程序人员水平的提高优先于软件产品的改善

• 1.4.4. 日本软件业的从业者仅仅被看作是程序设计劳动力的来源，而不是熟练的专业设计师或系统工程师

1.5. 本政府于1985年开始的国家项目SIGMA，是一项“软件生产工业化”行动，以消除“软件危机”为愿景，推行软件生产工业化

1.6. 缺乏强势的通用软件，但企业自研能力很强

• 1.6.1. 日本的铸造工业强大，但铸造仿真软件并不强势

• 1.6.2. 日本铸造仿真软件JSCAST是由大阪大学的大中逸雄课题组与日本小松机械联合开发的，至今还是日本销量第一的铸造仿真模拟软件

• 1.6.3. 与德国迈格码(MAGMA)铸造仿真软件、美国FLOW-3D软件以及韩国AnyCasting软件相比，日本铸造仿真软件有一定差距，其主要的弱势在于求解器不稳定、计算速度慢、处理复杂铸件的能力较低等

1.7. 自1994年起，日本电产开始量产用于硬盘驱动器的液态动压轴承（Fluid Dynamic Bearing，简称FDB）​

• 1.7.1. 随着硬盘驱动器在数据存储密度方面的惊人进步，传统的滚珠式轴承制造在理论上已经无法做到让每一颗滚珠的大小都完全一致

1.8. 共生式发展与高度嵌入的策略

• 1.8.1. 日本是全球第三大经济体，拥有世界一流的制造业

• 1.8.2. 机床、机器人和汽车行业的嵌入式软件独步全球，日本软件的质量与生产率也不在美国软件之下

• 1.8.3. 日本软件业中有大量IT软件外包公司，为具有适度软件技能的员工创造了“蓝领”职位，而对优秀软件架构师/设计师的需求不足，进而导致软件创新度不够

• 1.8.4. 日本对“造物”的崇拜

• 1.8.4.1. 硬件工程师无论是收入，还是社会地位，都比软件从业人员要高

• 1.8.4.2. 日本卓越的硬件制造形成的“路径依赖”​，使得软件行业无法成为一个吸引优秀人才的行业

• 1.8.5. 日本CAE软件公司，则是日本富士软件(Fujisoft)旗下的Cybernet公司

• 1.8.6. JMAG公司就有住友银行的背景

• 1.8.7. 日本的工业软件，在国家行动失败后，选择了高度嵌入全球化的策略

2. 法国

2.1. 成功源自沃土

• 2.1.1. 法国软件靠工业软件争光

• 2.1.2. 法国软件行业真正挑梁的反倒是工业软件

• 2.1.2.1. 在法国的软件市场中，达索系统一家就独占20%以上的份额

• 2.1.3. 法国没有闪亮的工业互联网公司，也没有非常知名的IT公司

2.2. 工业软件是推动法国软件产业增长的火车头

• 2.2.1. 除了达索系统和施耐德电气之外，法国工业软件的阵营中还有虚拟样机软件厂商ESI、建筑工程软件厂商Graitec、激光切割系统和软件供应商Lectra，以及电气行业PLM软件供应商IGEXAO等

2.3. CAD技术的另一个发源地

• 2.3.1. 计算机革命及CAD/CAM技术是从美国发源并席卷全世界的

• 2.3.2. 法国也是CAD技术的起源地

• 2.3.2.1. 法国CAD技术的发展同样与法国汽车产业的发展相伴

• 2.3.2.2. 可以说是法国汽车的工程需要，激发了法国数学家的灵感，并反哺工程应用领域

• 2.3.3. 最早用数学描述表面的技术之一，是美国麻省理工学院的史蒂文·孔斯(Steven Coons)在20世纪60年代中期开发的“Coons Patches”​（孔斯曲面）​

• 2.3.4. 另一个关键的曲面数学研究活动聚集地，是法国

• 2.3.5. 法国汽车再次呈现了巨大的技术反哺的作用，EUCLID的许多技术进步，包括改进的表面几何形状和数控加工功能，都是来自雷诺

• 2.3.6. Matra Datavision推出了一种全新的CAD/CAM系统，该系统使用CASCADE作为开发环境

• 2.3.6.1. Matra Datavision随后改变了策略，并成为达索系统（当时主要被IBM代理）的集成商

• 2.3.7. Open CASCADE

• 2.3.7.1. 一直被免费维护、改进和分发，成为三维表面和实体建模、可视化、数据交换和快速应用开发的开源平台

• 2.3.7.2. 也为数值模拟的前处理和后处理提供了通用的平台

• 2.3.7.3. 在世界CAD软件市场上，希腊的4MCAD和IntelliCAD、印度的CollabCAD、意大利的Masterwork CAM，以及免费的FreeCAD软件，都是基于Open CASCADE的技术开发的

2.4. 大型企业推动工业软件的发展

• 2.4.1. 发展工业软件最重要的因素之一是大型工业企业的推动

• 2.4.2. 法国的工业十分强大，在高铁、航空、核电、汽车等领域占据领先地位

• 2.4.3. 法国汽车制造商在法国CAD软件崛起的时候发挥了巨大的作用

2.5. 在法国的工业软件领域，既有达索系统这样的世界级“巨无霸”​，也有专注于工艺仿真领域的ESI这样的“小巨人”​

2.6. 在工程分析领域，2016年被Altair收购的CEDRAT公司曾经是面向电机设计的低频电磁仿真领域领军者

2.7. DigitalSurf公司于1989年在法国贝桑松成立，以制作MountainsMap软件而出名

• 2.7.1. MountainsMap软件是轮廓仪和显微镜制造商喜欢使用的OEM表面分析软件

• 2.7.2. DigitalSurf公司起初是一家3D非接触式激光轮廓仪制造商，从1992年开始通过另一家轮廓仪制造商Taylor-Hobson销售自己的轮廓仪表面分析软件

2.8. 法国EOMYS Engineering公司面向快速电机仿真设计和优化软件，专门以麦克斯韦电磁力波产生的振动噪声为专长

2.9. 法国D2T公司以汽车发动机及动力总成测试软件Morphee驰名

2.10. Imagine Optic SA公司专攻激光和显微领域自适应光学和波前分析设计软件，有全球领先的光学仿真软件和人眼视觉虚拟现实系统

2.11. 知名的企业有为微波器件、电路和射频子系统提供测量、建模和设计的AMCAD公司，提供架构性功率和热管理EDA工具的DOCEA公司，提供RTL全流程EDA软件的Defacto Technologies公司

2.12. 原来还有诸如Edxact、Infiniscale等EDA软件厂商，但现在已经被EDA软件巨头收购

2.13. 有利的市场环境

• 2.13.1. 法国的电信基础设施先进，培育了独立的互联网体系，并拥有完善的知识产权保护体系，这吸引了很多优秀的人力资源投身互联网创业，诞生了大量的软件公司

2.14. 工程师教育体系

• 2.14.1. 法国的工程师教育体系由拿破仑创立，是享誉世界的精英教育体系

• 2.14.2. ​“工程师”头衔在法国地位很高，这个称号在法国受法律保护，是名誉载体

2.15. 政府和公共服务机构的支持

• 2.15.1. 法国的很多工业软件和科学软件，都是由国立科研机构开发的

• 2.15.2. 法国政府通过各种政策激励企业从事研发活动

• 2.15.3. 法国政府重视软件的研究与开发工作，从2000年开始将软件课题列为国家关键技术

• 2.15.3.1. 该创新网的工作重点是开发面向未来的软件组件技术和集成技术，为开发新工具提出新概念、新设计，用嵌入式软件增强工具和软件的功能

2.16. 得天独厚的发展土壤

• 2.16.1. 法国是CAD技术起源地之一，汽车、核电和航空工业孕育了法国工业软件的种子

• 2.16.2. 在达索系统、ESI以及施耐德电气之外，法国依然拥有大量活跃的工业软件企业，在服装设计、柔性材料切割等领域独树一帜，是世界工业软件版图中的重要力量

• 2.16.3. 法国完整的工业体系、良好的市场环境、独具特色的工程师教育体系以及政府的积极作为，是推动法国工业软件发展的重要因素

3. 加拿大

3.1. 低调的工业软件强国

• 3.1.1. 常用的图像处理软件CorelDraw、科幻影片《阿凡达》所使用的特技3D软件，都是来自加拿大

• 3.1.2. 就科学计算软件而言，世界上除了美国的Mathematica和MATLAB，还有加拿大滑铁卢大学开发并早在1980年就对外发布的Maple，形成三足鼎立的局面

• 3.1.3. 在Maple基础上开发的建模仿真系统MapleSim，是多学科建模和高性能仿真方面的佼佼者，在机器人开发的仿真方面拥有独到的特

• 3.1.3.1. 中国上海的磁悬浮项目就是采用了这个软件进行物理建模和仿真

• 3.1.4. 实时微内核操作系统QNX软件，于1982年就已经面世，与美国风河公司的VxWorks定位类似

• 3.1.4.1. 它广泛被用于核反应堆和轨道交通设备，而且在全球汽车的车载平台领域具有优势地位

• 3.1.5. 在芯片设计领域，除了美国Synopsys、Cadence和Mentor三大霸主之外，加拿大的EDA依然有自己的地盘，如Solido Design

3.2. 加拿大软件企业的一个特点，即愿意抱团

• 3.2.1. 加拿大软件公司大多数是微型企业，企业的员工一般不超过10人，通常依附大公司开展设计与开发

• 3.2.2. 可能意识到了软件业生态的重要性，加拿大的软件战略联盟比较普遍

3.3. 将工业优势转化为工业软件

• 3.3.1. 人口不多而资源丰富，就容易走上贸易立国的路线，外贸依存度会相当大，对邻国尤其如此

• 3.3.2. 能源、制造、矿业是加拿大国民产业经济的重要支柱

• 3.3.3. 加拿大拥有全面的解决方案，包括配电网仿真软件CYME、接地仿真软件CDEGS、电磁暂态仿真软件PSCAD、大规模电网仿真软件DSA-Tools等

• 3.3.4. 加拿大的HYPERSIM则是基于魁北克水电公司(Hydro-Quebec)多年研究开发的超大型电力系统的仿真测试软件和硬件

• 3.3.5. 加拿大的庞巴迪工业集团曾经是世界第三大飞机制造商，仅次于波音和空客

• 3.3.6. CAE公司的航空飞行模拟平台Presagis

• 3.3.7. 加拿大的FlightSim是高精度的标准飞行仿真平台，能够仿真固定翼飞行器的多种动力学特性

• 3.3.8. 加拿大的石油化工建模与仿真软件CMG Suite，则是全球最大的油藏数值模拟软件，可以对地球化学、地质力学等进行分析，也得到了中石油、中石化和中海油等公司的广泛使用

• 3.3.9. 在石油化工的流程模拟领域，主流软件有美国的PRO/II、Aspen Plus和英国的gPROMS，加拿大的HYSYS也很早就在石化行业确立了自己的地位，在油气处理及石油化工领域把工艺与设备集成进行仿真，模拟实战状态

• 3.3.10. 流程模拟软件的开发和应用至今已发展到第四代产品，其中美国的Aspen Plus主要应用于化工，法国的PRO/II主要应用于炼油，加拿大的HYSYS主要应用于油田及天然气处理

• 3.3.11. VMGSim在全球广泛的建立技术联盟，包括美国国家标准研究院热力学研究中心(NIST/TRC)、世界气体加工协会(GPSA)、世界硫磺工程协会(SRE)等，这使得它在专业分工上有独到的优势

3.4. 教育与科研优势

• 3.4.1. 工业基础强大，成为工业软件发展的肥沃土壤

• 3.4.2. 所紧邻的美国这个关键市场，无论在职业人才还是产品应用方面，都为工业软件的发展提供了重要的支撑

• 3.4.3. 软件工程是计算机领域发展最快的分支学科之一，加拿大重视软件行业的发展，对软件人才的培养给予非常优惠的政策，花大力气培养掌握计算机软件基本理论知识，熟悉软件开发和管理技术，能够从事软件设计、开发和管理的高级人才

• 3.4.4. 所紧邻的美国这个关键市场，无论在职业人才还是产品应用方面，都为工业软件的发展提供了重要的支撑

• 3.4.5. Infolytica作为第一个商业电磁场有限元分析软件，在航空航天、汽车、电器、电力、医疗设备、电子产品等领域的低频电磁设计工程师中有很好的口碑

• 3.4.6. 成熟的商业环境，成为工业软件最为稀缺的资源

4. 英国

4.1. 英国软件产业具有悠久的传统和基础，比如，在数据库、支撑软件包、虚拟现实、金融财务软件和娱乐软件等领域

4.2. 目前全球商业化的CAD软件主流几何内核，是Parasolid和ACIS，由英国剑桥大学的同一个教授开发，当时被看作是一代和二代产品

4.3. 1988年，英国Flomerics公司成立，旗下的FloTHERM软件成为电子与工程行业的空气流及热传递的标准分析程序

• 4.3.1. 2008年Flomerics公司被美国Mentor并购

4.4. 流体与传热仿真软件Phoenics

• 4.4.1. 1981年的第一个版本Phoenics-81程序是世界最早的流体与传热计算仿真商用软件

• 4.4.2. 是国际计算流体与计算传热的主要创始人、英国皇家工程院院士D.B.斯波尔丁(D.B.Spalding)教授的经典之作，跟STAR CD和Fluent一起成为流体动力仿真软件领域并驾齐驱的三驾马车

4.5. 只有强大的制造业伴行，工业软件才能有更好的发展