虚拟产品开发，创新的金钥匙

-- MSC.Software公司高层访谈
e-works 黄培

    2005年11月，我作为制造业信息化领域专业媒体的唯一代表，出席了全球最大的CAE和虚拟产品开发(VPD)技术提供商MSC.Software公司的中国区用户大会。我荣幸地专访了MSC.Software公司主管战略联盟的副总裁Frank Kovacs先生和高级副总裁、亚太区总裁Christopher St. John先生,以及大中华区总经理李光杰先生，请他们就CAE和VPD技术的发展和应用趋势，MSC.Software的产品家族和各行业解决方案以及市场策略等方面，进行了深入的剖析。

    黄培：MSC.Software公司的客户主要分布在哪些行业？
    Frank Kovacs: MSC.Software的主要客户来自汽车、航空航天、重工业和两个新兴的市场，即电子机械领域和生物医药工程。事实上MSC.Software的产品和服务涉及国防、机械、兵器、船舶、铁道、土木、电子、石化、能源、电力、材料工程、科研研究和大专院校等制造业各行各业。
   
    黄：请分析一下全球CAE和PLM市场的发展现状与趋势。
    Frank: 我们非常相信，全球CAE市场的发展正在迎来一个转折点。在整个PLM领域增速基本不变，CAD市场的发展速度正在降低的情况下，PLM领域的高增长率实际上是来自CAE，这一点可以从很多方面看出来。例如，很多CAD公司投资购买CAE技术并将其融合到CAD产品之中。同时，客户在CAE领域的投资将超过CAD。PLM领导厂商的平均复合增长率在5%到8%，但有些公司的CAD业务处于亏损状态。总体来说，全球虚拟仿真市场的总额为20亿美元，增长率为12%。MSC.Software公司专注于其中的两个领域，即元件的有限元分析和产品的系统性能分析，这两个领域发展得非常迅速。
   
    黄：CAE技术对制造企业可以带来哪些价值？请介绍一下MSC.Software公司的产品策略。
    Frank: 如果用一句话来归纳应用CAE的价值，那就是创新。CAE是一种帮助企业进行创新的技术。对于一名制造企业的CEO而言，他会非常关注企业的下一代产品，希望其能够成为市场上领先的产品。CAE可以帮助企业达成这个目标。MSC.Software公司提供全方位的CAE技术，我们的产品策略包括三个方面，第一个方面是围绕着SimDesigner。现在，我们看到越来越多的产品设计师在应用CAE技术。因此CAE领域的一个十分重要的变化就是要把这些技术放到设计师的手上，让他们去应用。这些设计师不是博士，没有CAE技术的专业背景，他们更多地以CAD为中心，并不想成为一个CAE专家，而只是想将CAE应用于产品设计。我们的第二个CAE技术策略围绕着SimOffice。SimOffice的用户需要应用很多不同类型的CAE技术。他们需要对产品进行耐久性、疲劳、振动、噪声等测试，或者进行其它的相关研究。而我们的第三个CAE技术策略是MSC.SimManager。SimOffice的用户可以创建一个分析过程的模板，并将这个模板存入MSC.SimManager的数据库，然后，就可以被SimDesigner的用户来应用。通过这种方式，可以使更多的用户更快地应用CAE，这样就可以帮助制造企业更快地进行产品创新。围绕着SimOffice、SimDesigner和MSC.SimManager，我们形成了完整的产品线，可以满足设计师和分析师的不同需求。我们正在建立虚拟产品开发(VPD)的平台，来满足各个行业客户的需求，例如，我们可以提供航天航空行业以及汽车行业的VPD平台，为有经验的工程师提供专业的解决方案。对于制造企业而言，例如波音和克莱斯勒，他们的仿真问题不再是特定和单一的问题，所以，我们将不断地在我们的产品中添加应用功能，以满足不同客户的需求。
   
    黄：CAE技术有没有一个公认的分类体系？
    Christopher St. John: 绝大多数情况下，客户对虚拟仿真的需求是多学科的，因此需要CAE软件具备多种仿真能力。例如，如果对一个产品的耐性行进行评估，就需要对整个产品系统中的各个零件的耐久性进行分析。现代的CAE系统是多体的动态系统，可以完成详细分析，可以进行多种层次的仿真。从实用角度，CAE可以分为结构仿真、热场仿真、运动仿真、流体动力学仿真、电磁场仿真和制造仿真等领域，这些仿真需要应用不同领域的技术，目前已经可以完成真正系统级的仿真。我们希望这些技术共同应用。例如，要分析一个全功能的数字样车，如果没有运动仿真、结构仿真和热场仿真等技术的联合应用，是不可能的。现在，越来越多的汽车是电动的，因此如果没有电磁场仿真，就难以对电子汽车的数字化模型进行分析、仿真。MSC.Software的目标就是要为用户提供全方位的CAE仿真技术和平台。
   
    黄：在所有的CAE技术中，MSC.Software公司能够提供多大比例？MSC.Software自身如何实现不断创新？
    Frank: MSC.Software公司的发展策略近年来发生了变化。以往，MSC.Software公司靠不断的兼并来迅速发展，希望拥有所有用户在所有领域所需要的CAE技术。如果我们不知道怎么开发这些技术，我们就会聘请专家，并考虑收购拥有这项技术的公司。我把这种策略称为非有机的增长。而现在，我们公司的策略是专注于公司的核心竞争力，专注于我们做得最好，比所有竞争对手都更强的领域，并且在这些领域选择技术上与我们有互补性的领导厂商进行战略合作，以不断扩大我们在这些领域的领先优势。在MSC.Software内部，目前正在进行的最大的软件开发工作之一是围绕着虚拟仿真设计平台，以确保我们的技术能够以组件化的方式在平台上运行。我们已经宣布了与CD Adapco公司、ENGINEOUS这两家在他们所从事领域的领导厂商的战略合作。未来，我们会更紧密地集成这些技术，为我们的客户提供统一的操作模式，使他们的软件能够与我们自主开发的软件有着相同的客户体验。目前，仍然有些领域需要独立的仿真工具，但是对整个产品系统的仿真是终极目标。未来的虚拟仿真将是针对系统，而非部件，更不是零件。因此，我们将密切关注系统仿真领域的技术发展，使我们保持领先优势。随着MSC.Software公司的不断发展，我们将聚焦于虚拟仿真平台技术的发展，并将这种平台的理念传递给我们的客户。我们目前能够自主满足客户的80%的分析仿真需求，而通过建立战略联盟，我们能够满足客户更多的需求。在我们关注的重点行业，我们希望成为核心仿真技术提供商，为此，我们提出了Bill of Analysis的概念，对产品所需要分析的产品信息和过程信息进行统一管理。
    Christopher: 我的观点与Frank相似。我们提供的虚拟仿真平台将为我们所从事的核心领域的核心客户提供我们全面的解决方案。同时，我们将为合作伙伴将他们的技术移植到我们的平台运行提供具体的方案。这些公司可以将他们的产品作为插件在我们的平台上运行，使得客户可以在MSC.Software提供的虚拟仿真环境中运行更多的虚拟仿真技术。我们的合作伙伴策略具有两个特点。一方面，我们与合作伙伴紧密合作，实现核心技术的高度集成，以实现对全功能的数字化样机建立系统级的仿真模型，使物理样机只是在十分必要的时候才进行制作，以完成那些真正艰苦的试验工作；另一方面，通过不断在我们的平台上增加插件，使我们的仿真分析技术不断丰富，允许其它机构将他们的技术与我们的核心技术一起提供给客户。如果从能够提供的仿真技术的类别来看，MSC.Software在所有相关领域都能够提供解决方案。当然，这并不意味着我们能够提供100%的解决方案，来满足100%的客户的分析仿真需求。因此，我同意Frank提出的我们能够提供80%CAE技术的观点。
     
   

图1. MSC.Software公司软件技术的发展历程

    黄：请分析一下DMU、CAE和VPD这几个概念的异同。
    Christopher: DMU (Digital Mockup，数字样机)侧重于建立产品的数字化表达和基本的几何信息与装配关系。它可以描述当零件运动时是否会干涉，但是它不能够提供任何关于功能的信息。例如，DMU可以告诉你一辆轿车有若干车门，告诉你应如何装配，可以开启与关闭，但它并不能告诉你这个车门如何工作以及使用它的体验。然而，车门是人们对一辆车的第一个感受，许多人通过判断车门来判断整辆车的质量。DMU不能告诉你车门的质量和用户体验，而VPD可以。VPD将准确地告诉你产品如何工作，以及客户体验将是怎么样。
    Frank: DMU这个概念提出的初衷是需要提供一个对于复杂产品足够准确的数字化描述。早些年，计算机还不可能描述整车的数字化模型，因为仅仅对一个复杂的三维模型进行消隐就需要一个小时。因此，需要建立一个简化的描述，以便能够表述出大装配结构。而现在，VPD可以对整个产品进行系统级的描述。从五年前开始，我们开始使用"虚拟原型(Virtual Prototype)"这个词，用于对整个产品的数字化描述。因此，现在，我们专注于虚拟产品开发(VPD)。简而言之，DMU描述的是产品的基本装配信息，VPD是对产品的全方位的数字化描述，而CAE是特指进行分析仿真的各种技术。
   
    黄：在全球CAE市场致胜的关键是什么？是技术、咨询服务经验、行业解决方案还是相关技术的集成？
    Frank: CAE的相关技术都植根于很强的工程和应用科学的知识之上，MSC.Software与其它CAE公司最大的差别在于我们比任何其它公司都更懂得如何应用这些技术，这也是我加盟MSC.Software公司最重要的原因。
    传统上，CAE是直接基于PDM/PLM平台，通过与PDM/PLM软件的交互，来评估设计结果。如果分析出问题，就要在CAD软件中修改尺寸，或者重新设计，再重新提交。因此，这是一个以CAD为核心，以三维模型为核心的新产品开发流程。与此不同，VPD可以用在需求分析和设计阶段，可以用于整个系统的仿真。例如，在需求分析阶段，VPD可以用于一些性能指标的确定，以及为了满足功能需求的材料选择方面，例如满足耐高温的需求。我们在CAE技术和PLM系统之间插入了一层，这就是MSC.SimManager。VPD管理产品的BOA（Bill of Analysis），包含了从哪里获得分析的数据来源，需要做哪些仿真工作等信息，这些信息可以建立成模板，下次设计时用户可以重用。
    MSC.Software对于CAE技术的应用，以及各种CAE技术的应用领域和应用流程有着深刻的理解。我们对用于进行系统仿真的各种不同的解算器、不同的仿真技术有很好的实践经验。我们与许多合作伙伴共同提供满足不同行业需求的专业解决方案。这些都是我们致胜全球CAE市场的关键因素。
   
    黄：请介绍一下MSC.Software公司的产品家族。
    Christopher: 我们的确有一个很大的产品家族。我们的核心产品包括MSC.Nastran, MSC.Patran,  MSC.ADAMS, MSC.Dytran和MSC.Marc等。MSC.Nastran用于结构分析，MSC.Patran用于建立通用的仿真环境，MSC.ADAMS用于运动学和多体动力学分析，MSC.Marc用于非线性仿真。我们还有很多主要的产品系列，包括MSC.Actran, MSC.EASY5, MSC.Fatigue等，这些是通用的仿真工具。我们还有很多满足各个行业仿真需求的应用系统。例如，我们的MSC.FlightLoads和MSC.SuperModel是专门为航空航天行业提供的，它们建立在MSC.Patran的基本功能基础上。
    MSC.Software将不断投资扩展我们的企业级和平台级的核心产品，目前包括MSC.Nastran、MSC.Patran、 MSC.ADAMS、MSC.Marc、MSC.Dytran和MSC.EASY5和MSC.SOFY。其中，MSC.SOFY是一个主要用于汽车行业的数字化建模与仿真系统。大多数情况下，我们的行业应用系统都是基于这些核心产品进行开发。因此，有不少应用系统是基于MSC.Patran，也有些应用系统基于MSC.ADAMS，例如MSC.ADAMS/Car， MSC.ADAMS/Rail和MSC.ADAMS/Aircraft。因此，我们的核心技术将不断丰富，围绕这些核心技术，我们将基于SimOffice、SimDesigner和MSC.SimManager，建立我们的虚拟产品开发解决方案的统一架构。我们的客户现在所依赖的是我们的企业级虚拟仿真平台。他们每天都应用的是MSC.Nastran、MSC.Patran、MSC.Dytran、MSC.ADAMS或者MSC.Marc，但他们也将全方位应用我们的新平台，使得他们仿真工作的效率得到大大提高。
     
   

图2. MSC.Software的产品家族

    黄：MSC.Software公司近年来发展状况如何？
    Frank: MSC.Software公司实际上可能是CAE领域发展最快的公司。我们最近引进了五个新的高级管理者，我们的营销和产品开发团队都在迅速扩张。2005年，我们在虚拟产品开发平台方面投入的开发人员比以往增长了一倍，以便实现我们对客户的承诺。

    黄：MSC.Software公司的不同软件之间功能是否有重叠呢？他们之间是否集成得很好？
    Christopher: 第一个问题的回答是"是"，第二个问题的回答是"否"。目前，还有很多重叠，例如，在结构仿真方面，MSC.Nastran和MSC.Marc的功能重叠比较多。造成这种现状的部分原因是由于MSC.Software的收购策略。这也是为什么这两三年来我们把工作重点放在集成的原因。我们希望减少功能的重叠，将这些技术建立统一的架构，使不同的技术能够实现无缝集成。
    Frank: MSC.Software过去收购了很多公司，那种增长是非有机的。一个公司可以通过收购实现增长，但是收购带来的问题是人和技术的整合。这种整合是一个艰难的决定，因为，我们的客户喜欢他们应用的软件，例如MSC.ADAMS和MSC.Nastran。正因为如此，很多年来，MSC.Software一直继续支持MSC.ADAMS、MSC.Nastran和MSC.Dytran等各个软件，这样，功能的重叠就更多了。最近，MSC.Software公司的新任总裁和COO，曾担任SDRC公司总裁的Glenn Wienkoop先生，花了很多时间来研究开发技术，明确了我们公司将专注于VPD虚拟产品开发平台的建立。他提出的新策略包括大力发展合作伙伴，如果能够与我们的VPD平台相匹配，则再考虑收购。因此，我们现在的策略是内部开发与收购相结合，而不是一味强调收购。Glenn在软件构架、企业发展策略和产品开发方面能力很强，因此，我相信你会很快看到我们推出一些很好的新技术和新产品。MSC.Software公司的另一个重大变化是从技术驱动转变为市场和客户驱动。我们的收购和开发都是围绕这满足客户的需求，使VPD帮助客户取得成功。

    黄：各位对达索系统公司收购ABAQUS有何看法？
    Frank: 我们与达索系统公司有战略合作关系。他们依赖我们来向客户提供SimDesigner 技术。我们将继续向CATIA的客户提供SimDesigner技术，但是我们将扩展SimDesigner的客户群。收购ABAQUS，使达索系统拥有了非线性分析的能力。但是，达索系统已宣布他们需要更多的时间来真正提供一个集成的解决方案。
    我们与达索系统的合作内容是向他们的用户提供一系列帮助工程师提高设计效率和效果的CAE技术。我认为，这次收购对达索系统带来了将CAE纳入他们整体解决方案的机会。但我们仍然会与达索系统在与SimDesigner技术相关的领域开展合作。
    我们的MSC.Nastran是第一，MSC.ADAMS是第一，MSC.Patran在数字化建模环境领域也是第一。当然，我们的目标并不是要与达索系统在PLM领域进行竞争，我们的目标是提供专家级的VPD技术，并与Teamcenter、Windchill或者Enovia PLM集成。我们将专注于VPD领域。达索整合ABAQUS之后提出的SIMULIA实际上核心还是CAD，因为所有的分析是有CATIA系统驱动的。这与我们提出的真正的系统级的虚拟仿真分析是完全不同的思路。
    达索宣布收购ABAQUS，刚好在CATIA的大用户空中客车公司宣布与MSC.Software结为战略合作伙伴之后。因此，总的来说，这次收购对我们没有太大影响。

    黄：MSC.Software公司有专门针对中小企业的产品和解决方案吗？
    Christopher: 我们现有一万家用户。在这些用户中有很多是中小企业，因此，中小企业市场是我们商业模式中重要的组成部分。日本就是一个很好的例证。在日本，有很多小型的制造企业，他们完全依赖MSC.Marc等我们公司的技术来支撑他们的产品开发与验证。同时，SimDesigner将在CAD系统中提供虚拟仿真功能，这是我们公司一个十分重要的目标。我们将为中小企业提供宜人化的仿真方案。他们还没有大型的VPD硬件环境，但他们仍然需要支撑他们进行产品开发的工具。
    Frank: 中小企业对仿真技术有很大的需求。例如，汽车整车制造厂商正在将他们的工程设计与售后服务转移给他们的供应商。这种变化带来了零部件供应商对产品性能测试和分析的需求。因此，这种对虚拟仿真的需求将传递到中小企业。这些企业并不只是应用简单的功能，他们同样需要应用复杂的虚拟仿真功能。当然，他们希望在Windows平台上低成本地运行这些虚拟仿真程序。以往，这些小型企业是应用那些低成本的CAE解决方案，例如COSMOS和ALGOR，来完成零件和部件的简单分析，不做非线性分析。但是，在他们的客户要求下，他们现在也开始应用更复杂的虚拟仿真分析功能。因此，在汽车行业供应链下游的驱动下，上游企业也开始应用VPD技术。
    Christopher: 在未来的方展方面，大公司与供应链上的合作伙伴的合作将越来越多。我们将在整个供应链上实施一体化的VPD流程。我们希望这些供应商与他们的OEM厂商一起，应用我们的软件工具和仿真平台。
   
    黄：在这次用户大会上，MSC.Software宣布了与Engineous和CD Adapco公司建立战略合作伙伴关系。请介绍一下合作的内容和对各方的价值。
    Frank: 我们与Engineous公司的合作将为客户提供更强大的，无缝集成的解决方案。MSC.Software和Engineous公司的技术将整合起来，帮助客户完成从特定的工程分析人物到大型的跨企业的分析任务。Engineous公司的iSIGHT是一个流程集成和设计优化的软件，而FIPER是一个组件化的集成环境，使客户使用MSC.Software公司系列软件的效果显著提高。因此，我们的战略联盟将实现MSC.Software的MSC.Nastran、MSC.ADAMS、MSC.Patran和MSC.Marc等仿真技术与iSIGHT和FIPER的紧密集成，并用SimManager来进行一体化的管理。因此，我们的策略使使客户能够做更多的方展，速度更快、效率更高，客户体验更好。
    在选择联盟合作伙伴方面我们非常慎重。我们还有其它的选择，但是，Engineous和MSC.Software公司的技术和企业文化十分吻合。Engineous是他们所在领域的领导厂商，同样，我也相信CD Adapco在流动动力学仿真领域很强。因此，这种联盟为进一步增强了我们的仿真分析能力。集成了Engineous的解决方案之后，SimManager能够管理自动进行多轮次仿真的流程。我们与CD Adapco将重点在汽车及航空航天领域进行合作。我相信我们双方都会受益匪浅。
    我们还与一些大型的客户建立战略联盟。其目的是与我们在全球的关键用户在他们的业务与市场拓展方面保持紧密协作。我们认为，技术只是一个解决商业问题的工具与手段。通过与客户结盟，我们可以帮助他们更迅速、更有效地进行虚拟产品开发。同时，我们也能够更快地把他们的最佳实践与其它客户共享。这是我们保持竞争优势，迅速发展的关键。
   
    黄：请综述一下VPD应用的趋势和对客户的价值。
    Christopher: 我确信VPD将成为产品开发的核心。在产品开发领域将会到来一场革命，就是全功能的数字化原型将用于企业内部和在整个供应链上的协同与沟通。这将对企业未来的组织形态，甚至企业间商业联盟的组织形态带来挑战。CAE技术的迅速发展进化为这次新产品设计方式的革命提供支撑。这次革命将会显著地改变企业商业运营的方式，尤其是在一些发达国家老的工业领域。我认为，这场革命在中国将会比一些发达国家来的更快，因为中国的企业刚刚开始应用虚拟仿真技术，因此，可以更为迅速构建新型的开发组织，而不需要替换掉老的开发组织结构。例如，很多中国的汽车制造商发展得非常迅猛，他们可以直接在VPD平台上架构从事新产品开发。
    Frank：现在，很多大型制造企业已经有了专门的主管VPD的副总裁，例如波音和克莱斯勒。越来越多的世界级制造企业接受了VPD平台，例如宝马、诺基亚等。我们目前已开始提供咨询服务，来帮助我们的客户评估他们使用VPD技术的成熟度。越来越多的制造企业应用虚拟产品测试来减少用实体样机进行测试，他们不再需要制造很多实体样机，VPD应用已经大大地缩短了新产品行市的周期。
    Christopher: VPD的计算能力提高得很快，我们可以仿真虚拟的汽车在虚拟的道路上行驶，虚拟的飞机在空中飞翔。随着计算能力的提升，我们可以处理越来越复杂的问题。三年前，我们能够处理十万自由度的问题，而现在我们可以处理一千万，甚至一亿自由度的问题。我们已经能够对整个产品进行系统级的仿真，同时，我们能够在整个产品系统的环境下，对某一个零件进行非常详细的分析，而这两种仿真使用的是单一的数字化模型。我们现在已经提供了实时仿真的产品MSC.ADAMS/Real。
   
    黄：MSC.Software公司2005年在中国的发展情况如何？
    李光杰：我们去年在中国的营业额达一千多万美元，表现十分出色，毫无疑问在中国CAE市场排名第一。目前，我们在中国有四个办事处，一个工程咨询中心，一个全球研发中心，共有近70名员工。我们在中国建立了15个培训中心，用户广泛分布在航空航天、汽车、机械、电子和高校及科研单位。2005年，我们成功发展了很多大用户，例如上汽工程集团、一汽大众、长安汽车、中航一飞院、香港高速公路管理局、铁二院等。

黄培与Frank（左）和Christopher (右)的合影

    后记：
    对MSC高层的采访是在风景秀丽的峨眉山完成的。近年来，创新成为中国制造业所关注的一个焦点问题。如何提升创新能力？CAE是一把金钥匙。所以，我很认真地整理这次访谈的中英文版文章，生怕漏掉一些重要的内容。我希望这次访谈的内容，能够为制造企业提升新产品开发的效率和效果，做出微薄的贡献。

    （英文版链接：http://www.eworksglobal.com/reports_127826334895468750.htm）