坐在电脑前造火箭：工程仿真软件到底帮我们省了多少事？
09年9月23号，我拖着铺盖进南京的大学实验室，第一份课程设计是算轻型卡车的车架应力。那时候哪懂什么软件，拿个材料力学公式手算，画了三张坐标纸，改了三回，结果和学长做的试验对不上，蹲在走廊抽烟，越算越头大。后来实验室研三的学长看不下去，拷了个模型给我，打开软件点了运行，喝了一杯茶的功夫，云图出来了，哪里应力超标，一看就懂。那是我第一次碰工程仿真软件，惊得说不出话——原来造东西还能这么玩。
航空飞机机翼空气动力学工程仿真云图
新能源车企现在卷的厉害，一年出好几个新车型，要是没有仿真，光靠砸样机试错，多少资本都烧完了。我前两年认识一个做动力电池结构的工程师，他们要测整车碰撞后，电池包会不会起火爆炸。真拿几百组电池撞一次烧一次，成本够买一辆入门款新能源车了，现在拿仿真跑一遍，不同碰撞角度、不同速度下，哪里会变形，哪里隔热失效，清清楚楚，改设计的时候直接对着薄弱地方加厚度，不用瞎试。
工业机械臂关节应力集中工程仿真结果图
很多人上来就开干，出来个花里胡哨的云图就敢交差，那不叫仿真，那叫骗报告。对吧？
为什么说它是工业领域的卡脖子关键点
这些年经常听到说工业软件卡脖子，工程仿真软件就是里面最难啃的骨头之一。很多人说，不就是写代码吗？我们互联网这么发达，还写不出一个软件？真不是这么回事。
工程仿真这东西，核心不是界面，是求解器的算法，是积累了几十年的材料参数和工程数据库。你算混凝土开裂，不同标号、不同湿度、不同养护时间的混凝土，开裂的参数完全不一样，国外的主流软件做了几十年，攒了上百万组试验数据，默认参数拿过来，算出来结果偏差就不大。我们从零开始，这些数据都得自己一组一组做试验攒，不是砸钱招几个程序员就能搞定的。
不过话说回来，这几年我跑工业展，见了不少国内做工程仿真的团队，进步真的快。上个月我再南京的一个装备展，试过一款国内的结构仿真软件，算个压力容器的应力，结果和国外主流软件跑出来的差不到3%，价格只有人家的三分之一，还能按小时租算力，小公司不用一下子掏几十万买授权，也能用得起。这真的是很大的进步。
以前很多中小制造厂，做个新的压力容器，全靠老师傅经验估，然后多留安全余量，材料浪费不少，成本降不下来，现在有了便宜能用的仿真，也能精准设计，一下就能省不少钱。
我们现在所有的高端制造，从大飞机到芯片，从新能源汽车到医疗设备，都离不开仿真。你设计芯片，要算散热，要算应力，你做新药，要算分子结合，都得用仿真。没有这个，你研发速度就比别人慢，成本就比别人高，根本卷不过。当然，现在我们还有差距，但是慢慢来，先从中小企业的需求做起，攒数据磨算法，总有一天能跟上。
我那天翻旧东西，翻出来当年在南京画的那三张车架计算坐标纸，边缘都黄了。那时候怎么也想不到，十几年后，几千块的家用电脑，就能跑十几年前超级计算机才能跑的仿真。工程仿真软件从来不是什么高高在上的黑科技，它就是帮工程师省力气、少走弯路的工具。以后我们自己的工具越来越好用，更多做制造的企业能用得上，造东西会更快，更便宜，也更好。我们接下来能造出更多争气的好产品，这里面，一定有工程仿真软件的一份功劳。
原来不用砸真飞机也能测风阻
很多人没接触过，觉得这玩意儿玄乎。说白了其实就是把现实里的物理规则，翻译成电脑能算的数学方程，把你要做的零件、产品，建个数字模型，输进去材料属性，加好受力、温度这些边界条件，电脑帮你算出来结果。 以前造个新飞机，要做等比例样机，拉去风洞吹，吹一次的成本，够普通人付一套小城市房子的首付，设计改一点，就得再吹一次，钱烧的像水一样。现在不一样了，先把模型放进工程仿真软件算，把升力不够、风阻太大的设计全筛掉，只留最优的几个方案做样机，省下的钱，能多养两个研发团队。航空飞机机翼空气动力学工程仿真云图
新能源车企现在卷的厉害，一年出好几个新车型，要是没有仿真，光靠砸样机试错，多少资本都烧完了。我前两年认识一个做动力电池结构的工程师，他们要测整车碰撞后，电池包会不会起火爆炸。真拿几百组电池撞一次烧一次，成本够买一辆入门款新能源车了，现在拿仿真跑一遍，不同碰撞角度、不同速度下，哪里会变形，哪里隔热失效，清清楚楚，改设计的时候直接对着薄弱地方加厚度，不用瞎试。
它不是算命软件，很多人从根上就用错了
我见过太多人，把仿真结果当金科玉律，出来什么就是什么，最后样机做出来翻船，哭都来不及。前两年帮一个创业公司做机械臂的项目，他们的结构工程师刚毕业，拿软件算完说最大应力才到材料屈服强度的70%，绝对没问题。结果样机做出来，满负载跑了三次，关节处直接断了。拆开一看，焊缝位置应力集中，比仿真算出来大了一倍还多。 为啥错？他建模的时候直接把焊缝和母材做成了一个整体，默认强度一样，实际焊接出来的焊缝，总有气孔缺陷，强度本身就比母材低，加上他为了省计算时间，网格画的特别粗，拐角的应力集中直接给抹平了，结果能对才怪。 工程仿真仿的是你输入的理想模型，不是真实世界。哪一步错了，结果全错。你材料参数输错了，边界条件假设错了，网格画的不对，哪怕是软件本身的默认迭代步长不对，结果都能差出十万八千里。 说实话，我做了十几年工程，最大的体会就是，仿真的功夫，只有三成在软件操作里，七成在建模前的调研和结果后的验证。你得先搞清楚实际工况是什么样，材料的真实参数是多少，哪些地方可以简化，哪些地方绝对不能动，最后算出来结果，还要找小试样做试验对一对，对的上才能用。工业机械臂关节应力集中工程仿真结果图
很多人上来就开干，出来个花里胡哨的云图就敢交差，那不叫仿真，那叫骗报告。对吧？
为什么说它是工业领域的卡脖子关键点
为什么说它是工业领域的卡脖子关键点
这些年经常听到说工业软件卡脖子，工程仿真软件就是里面最难啃的骨头之一。很多人说，不就是写代码吗？我们互联网这么发达，还写不出一个软件？真不是这么回事。
工程仿真这东西，核心不是界面，是求解器的算法，是积累了几十年的材料参数和工程数据库。你算混凝土开裂，不同标号、不同湿度、不同养护时间的混凝土，开裂的参数完全不一样，国外的主流软件做了几十年，攒了上百万组试验数据，默认参数拿过来，算出来结果偏差就不大。我们从零开始，这些数据都得自己一组一组做试验攒，不是砸钱招几个程序员就能搞定的。
不过话说回来，这几年我跑工业展，见了不少国内做工程仿真的团队，进步真的快。上个月我再南京的一个装备展，试过一款国内的结构仿真软件，算个压力容器的应力，结果和国外主流软件跑出来的差不到3%，价格只有人家的三分之一，还能按小时租算力，小公司不用一下子掏几十万买授权，也能用得起。这真的是很大的进步。
以前很多中小制造厂，做个新的压力容器，全靠老师傅经验估，然后多留安全余量，材料浪费不少，成本降不下来，现在有了便宜能用的仿真，也能精准设计，一下就能省不少钱。
我们现在所有的高端制造，从大飞机到芯片，从新能源汽车到医疗设备，都离不开仿真。你设计芯片，要算散热，要算应力，你做新药，要算分子结合，都得用仿真。没有这个，你研发速度就比别人慢，成本就比别人高，根本卷不过。当然，现在我们还有差距，但是慢慢来，先从中小企业的需求做起，攒数据磨算法，总有一天能跟上。
我那天翻旧东西，翻出来当年在南京画的那三张车架计算坐标纸，边缘都黄了。那时候怎么也想不到，十几年后，几千块的家用电脑，就能跑十几年前超级计算机才能跑的仿真。工程仿真软件从来不是什么高高在上的黑科技，它就是帮工程师省力气、少走弯路的工具。以后我们自己的工具越来越好用，更多做制造的企业能用得上，造东西会更快，更便宜，也更好。我们接下来能造出更多争气的好产品，这里面，一定有工程仿真软件的一份功劳。