读工业软件简史10CAE

1. 航空飞机

1.1. 对于CAD软件的发展，飞机制造公司起到了巨大的带动作用

1.2. 复杂的高端装备制造商，也因此成为工业软件的重要奠基者

1.3. CADAM本来是工程部门的一柄杀手锏，企业内部开发的CADAM软件，开始走向外部化的商业应用

1.4. 硬件资源极其昂贵和稀缺。那是一个硬件和软件捆绑销售、双剑合璧纵横四海的时代

1.5. IBM公司作为卓越的计算机制造商和显示终端制造商，无疑成为CAD软件的绝配

1.6. 快速精简成本结构是洛克希德公司唯一的出路，而CADAM公司，员工人数已经达到600人

1.7. 历史证明，最熟悉的朋友也许是最糟糕的合作伙伴

• 1.7.1. 从1978年开始，IBM公司就只允许CADAM在IBM机型上应用，因此大幅影响了它的兼容性发展

• 1.7.2. IBM在1990年1月并购CADAM之后，对它亦无积极的发展措施

• 1.7.3. 1992年，CADAM被甩给达索系统公司托管

• 1.7.4. CATIA软件的发展势头强劲，再加上新秀CAD软件的猛烈夹击，CADAM终于走向没落

1.8. 曲面能设计，开机能加工

• 1.8.1. CADD软件采用了孔斯曲面系统，对加工能力做了充分的接口，加工编程能力非常强

• 1.8.2. 面向设计的制造

• 1.8.3. CADD软件是非常典型的CAD软件与CAM软件天然结合系统

• 1.8.4. 为主流的仿真软件如Nastran、ANSYS、MoldFlow留有接口，具有良好的多面手特征，在模具行业的应用十分广泛

• 1.8.5. CADD软件，并不完全对外开放，尤其是对于竞争对手

1.9. 波音是CATIA软件的忠实用户，UG软件逐渐被踢出供应商体系

2. 达索飞机公司

2.1. 达索飞机公司在1960年就开始使用IBM计算机，并在1967年开始采用贝塞尔曲线(Berzier curve)，建立飞机外形的数学模型

• 2.1.1. 贝塞尔曲线是应用于二维图形应用程序的数学曲线

2.2. 著名的幻影战斗机，早在1970年就开始展开数字化设计

• 2.2.1. 后来这个工业软件被命名为“CATIA”​

2.3. 虽然在起点上落后于美国工业软件的发展，但后发优势在于，CATIA在诞生时就避开二维而将重点放在三维，甚至其产品全称就直接是“计算机辅助三维交互应用(Computer Aided Three-dimensional Interactive Application)”​，一举覆盖曲面、线框、实体、加工、机构分析等

2.4. 达索飞机公司采用齐头并进的原则

• 2.4.1. 一方面发展自己的交互式三维CAD软件CATIA

• 2.4.2. 另一方面引入洛克希德的CADAM系统，1975年花费100万美元购买了CADAM源代码，消化其技术

2.5. CATIA软件是为幻影战斗机而生，随后尽管与达索飞机公司分开独立运营，但后者一直是CATIA软件最稳定的支持者

2.6. CATIA软件与洛克希德公司开发的CADAM软件的关系，则是先学习后并入，因此它也深得美国飞机制造的精髓

2.7. 波音公司在1985年考察达索航空公司之后，决定清一色采用CATIA软件，替代多样化的系统

2.8. 在欧洲成立的空客公司，也是CATIA软件的重要用户

2.9. 四个强大的航空制造巨头，联手打造了在航空工业中被广泛应用的CATIA软件

• 2.9.1. CATIA软件，几乎没有走过弯路

3. 中国航空工业

3.1. 中国航空制造业的发展，为国外工业软件的成熟，提供了很多宝贵的反馈

3.2. 1998年，达索系统做出了一个大胆的举动，那就是将CATIA向Windows系统迁移，并推出了影响深远的CATIA V5，99%的用户界面都采用微软Windows界面

3.3. 在1983年，中国航空制造专家在完成的辅助制造集成系统CAM251中，综合了外形数学造型、数控绘图和数控加工

3.4. 第三机械工业部组织了一支国家队，包括601所、603所、611所、623所、625所、631所，以及高校、工厂的技术人员参与，开发了航空集成制造系统CADEMAS(Application Support)

• 3.4.1. 可以跟数控软件、仿真Nastran软件、Oracle数据库等进行接口

• 3.4.2. 该项目在鼎盛时期曾经向30多个部门进行推广

3.5. ABC（Airbus、Boeing、Comac）

4. CAE软件

4.1. 1961年，因为急于扭转太空领域落后于苏联的局面，美国制定了登月计划，由此改变了美国的航天面貌

4.2. 美国国家航空航天局在1966年提出发展世界上第一套泛用型的有限元分析软件Nastran的计划

4.3. 仿真分析软件，是伴随着人类最伟大的制造工程而生

4.4. MSC公司创建于1963年，参与了美国国家航空航天局整个Nastran程序的开发过程

• 4.4.1. 1969年美国国家航空航天局推出了Nastran第一个版本，之后对它继续改进，并在1971年推出了MSC-Nastran

• 4.4.2. MSC在1999年收购了这两家小而美的公司，并一口气吃掉了第一个商业非线性有限元程序MARC

• 4.4.3. MSC成为市场上惟一一家提供Nastran商业代码的供应商，一时执有限元分析之牛耳

• 4.4.4. 在2002年，MSC以1.2亿美元收购虚拟样机仿真软件公司MD

• 4.4.5. MDI公司的大名鼎鼎的机械系统运动学、动力学仿真分析软件Admas都被MSC收入囊中，成为MSC分析体系中又一个重要的组成部分

• 4.4.6. 作为世界十大原创软件公司之一，MSC在2017年被瑞典公司海克斯康以8亿美元并购，一口吞掉

4.5. 诞生于波音公司的Easy5软件，最早本来是为军方开发使用的，随后由波音公司完成了商业化

• 4.5.1. Easy5软件是一个飞机工程知识宝库，汇集了各学科领域富有经验的工程师和数值计算专家在飞机设计过程中得到的实战知识和数据

• 4.5.2. Easy5已经成为独一无二的控制与多学科动态系统仿真分析工具，可谓是波音公司工程仿真经验的结晶

5. 仿真企业ANSYS

5.1. ANSYS的故事，也是从天才工程师开始

5.2. 约翰·斯旺森(John Swanson)博士早年在美国西屋电气公司工作的时候，创立了一套有限元分析程序

5.3. 1969年，斯旺森创立了ANSYS的前身公司

• 5.3.1. 一家车库创业公司

5.4. 不同于MSC、UGS的仿真源于美国国家航空航天局，ANSYS是从服务于西屋核电公司出发而形成的一个仿真流派

5.5. 2003年，ANSYS公司出资2100万美元收购AEA公司的CFX软件业务

• 5.5.1. 后者是全球第一个通过ISO9001质量认证的大型商业流体力学(CFD)软件，是英国工程科技咨询公司为解决工业实际问题而开发的

5.6. Fluent、CFX、STAR-CD软件是计算流体力学领域的三驾马车，ANSYS收购了其中两款，大幅加强了ANSYS在计算流体力学领域的地位

• 5.6.1. 2016年，西门子以近10亿美元购买了西递安科(CD-adapco)，它正是拥有STAR-CD软件的公司

5.7. 到了2008年，ANSYS进入一个全新领域—EDA软件，收购了Ansoft公司

• 5.7.1. 意味着仿真软件巨头，进入了芯片设计软件领域

5.8. 用于人类视觉和物理可视化科学的光学仿真软件，也会是仿真巨头的收购对象

6. 在并购中成长

6.1. 美国UGS公司，通过获得这种源代码而加入Nastran的商业化市场的队伍中

• 6.1.1. UGS根据MSC所提供的源代码、测试案例、开发工具和其他技术资源开发出了NX Nastran

6.2. LMS成立于1979年，主要提供虚拟仿真软件、试验系统和工程咨询服务等独特的组合方案

6.3. 西门子以45亿美元收购了作为EDA软件三大巨头之一的Mentor，大举进入电子设计自动化软件领域

6.4. 2017年西门子收购了荷兰的TASS软件，拓展到面向汽车领域，抢占自动驾驶和安全方面的仿真高地

6.5. MARC公司创始人中的一个博士生，在1978年自己建立公司，推出了Abaqus软件

• 6.5.1. 能够引导研究人员增加用户单元和材料模型的早期有限元程序之一，因此在应用多物理场仿真分析的行业中影响巨大

6.6. 2006年，达索系统收购了瑞典的工程仿真环境开发商Dynasim AB，后者创始人是知名建模语言Modelica的开山鼻祖

6.7. 2008年，达索系统收购了Engineous公司，获得了集成设计和多学科优化软件Isight，大幅增强了在仿真生命周期(SLM)软件领域对数据、过程、工具和知识产权集成优化的能力

6.8. 达索系统还收购了在汽车建模仿真领域提供模型库的Modelon德国合资公司，从而开启了面向物联网的布局

6.9. 整合了熟悉格子波尔兹曼方法（Lattice Boltzmann Method，简称LBM）流体仿真技术的近350名专业人士

6.10. 仿真软件公司的发展史，就是并购清单一次一次地被刷新的历史

• 6.10.1. 国际仿真软件巨头无一例外

6.11. CAE技术公司澳汰尔(Altair)是由三个工程师在1985年成立的

6.12. ESI公司最初是为欧洲的防务、航空航天和核工业部门提供工程咨询服务，开发了基于有限元法的精密仿真技术，并获得了对工业流程和需求的深度理解

• 6.12.1. 1985年，ESI公司和德国大众汽车旗下的团队合并，成为开发汽车碰撞变形仿真软件的第一家公司

• 6.12.2. 把美国底特律的板成形模拟专用软件Dynaform，成功地进行了商业化，命名为PAM-CRASH

• 6.12.3. 收购了开源数值计算软件Scilab的原厂商，Scilab是公认的最有可能替代MATLAB的分析计算解决方案的工程软件

6.13. 欧特克公司宣布，以3400万美元收购了鼎鼎有名的大型通用有限元分析软件ALGOR

6.14. 计算机辅助工程(CAE)软件，是一个挑战人类工程极限的软件体系，它是人类史上工程师知识结晶浓度最大的领域

6.15. 没有任何一款CAE软件可以整合所有不同学科的仿真分析能力

• 6.15.1. 短板，是一块一块补起来的

6.16. 软件大鳄的不断并购，是一条整合学科能力的快速通道

• 6.16.1. 由于仿真本身是物理学近似求解的行为，随着计算能力的提升，求解能力的加强，新的仿真程序会不断涌现