2007年10月,我在北京ESI-ATE公司的总部专访了张苏总裁。张总具有深厚的工程背景。在CAE领域已经辛勤工作了十多年。具有十分丰富的经验。张总就CAE领域的诸多我十分关注的问题畅谈了自己的体会。
黄培:请您介绍一下ESI-ATE公司的业务和产品体系。
张苏:ESI集团成立于1973年,总部在巴黎,是一家在欧洲上市的公司,目前有600多名员工,2006年的营业额为6600多万欧元,是全球CAE领域的主流厂商之一。伊塞-埃特(ESI-ATE)科技有限公司是法国ESI集团在2006年3月收购ATE Technology公司后成立的一家高科技公司。我们公司主要有三方面的业务,自主产品、代理产品和工程服务业务。
ESI-ATE的自主产品可以分为虚拟制造、虚拟样机、虚拟环境三大类。
在虚拟制造(Virtual Manufacturing) 领域,我们有非金属材料(复合材料)和金属材料加工的设计与工艺分析全面解决方案,其包涵的范围也很广,复合材料设计、复合材料加工比如注塑等都有相应的仿真软件;对金属热加工如铸造、焊接、热处理,冷加工工艺的钣金也有相应的仿真产品。
在虚拟样机(Virtual Prototype) 领域,我们有碰撞冲击仿真解决方案以及全频振动噪声解决方案。碰撞冲击仿真解决方案里就有最著名的碰撞过程仿真软件PAM-CRASH 2G。相比同行的产品,ESI-ATE的振动噪声分析解决方案所覆盖的频率是最广的,高、中、低频率的噪声分析全部可以实现仿真。
在虚拟环境(Virtual Environment) 领域,我们的产品就更多了。包括电磁兼容解决方案、CFD解决方案以及多物理场分析解决方案等等。
除此之外,ESI-ATE还有多学科优化软件PAM-OPT以及CAE分析流程环境EASi-Process。每一大类产品都包含几个解决方案,这些解决方案中又有细分的仿真分析软件,ESI-ATE的产品数量达到了31个。
经过几年的研发,我们推出了Virtual DSS,一种多学科仿真平台的开发工具,但我们并不卖这个产品,而是用这个工具来针对客户的特定需求定制客户化的多学科仿真平台。之所以这样做,是因为我们认为客户需要的是成型的,可以拿来即用的软件产品或者解决方案,而不是一个开发工具或平台。
这三大类产品都集成于协同平台Open VTOS(虚拟试验空间)之中,这一代表独特的协同和开放的虚拟工程解决方案,能够让虚拟样机以持续和协同的方式得到改进,从而帮助制造企业降低对物理样机的需求程度。
除了自主产品之外,ESI-ATE还代理欧美一些第三方优秀产品,作为ESI集团产品的补充。CFdesign在ATE未与ESI合并之前,就已经引入中国,还有Engineous公司的业界著名的过程集成及多学科优化软件I-SIGHT,最近,我们又与比利时CAE软件供应商SAMTECH 签订了全球代理协议。
公司第三大业务就是工程服务,为企业提供咨询、计算等CAE相关服务。
黄:我感觉ESI-ATE的CAE产品相比同行,似乎更加侧重于具体的应用,有针对性地解决特定的仿真问题。是这样吗?
张:的确如此。有限元分析技术发展到今天,各个厂商的CAE单元技术和产品都在不断地完善、逐步走向成熟,各自核心产品的技术之间的区别越来越模糊,越来越趋同。从解决问题的方法上,它们之间区别不大。
其区别就在于各个厂商发展的方向不一样。以Abaqus来说,其产品更为通用、开放,通过一系列解决方案为用户解决仿真分析问题,用户如果需要,可以在该方案上进行二次开发。理论上来说,只要用户有足够深的专业背景和经验,就可以解决几乎所有的问题。而我们的ESI-ATE的思路则截然不同。我们认为,没有必要让客户做很多的开发,客户关注的是解决他们自身的工程问题。因此,我们把特定的应用做到极致,把所涉及的仿真分析产品做得很透彻。从产品名称上就可以看出,我们的产品叫做连铸模拟软件、非金属材料成型工艺仿真软件,只要我们做了某一类的应用,用户则不需要进行开发了,因为我们已经把所能涉及到的问题都考虑到了。但是,如果想解决其他非线性问题,如果我们没有这类产品,则无法满足需求,开放的非线性分析软件供应商则可能可以做到。
ESI-ATE总体上是解决针对虚拟制造、虚拟样机和虚拟环境三大类问题的CAE厂商,解决非线性分析的问题,相关产品多达30多个。这是ESI-ATE产品的特征,我们做的领域相对窄一些,但是做得更深入。
黄:我感觉CAE厂商是专业化生存,每个厂商都有自己的独门绝技,您是否也这么认为?
张:CAE厂商有各自的独门绝技,他们也是由这些独门绝技产生的。纵观CAE厂商的发展史,可以发现最开始某个CAE厂商绝对不是凭空开发出一个软件的,首先出现的是服务。当用户有某个方面的需求,CAE厂商的前身就会为特定用户去做这个需求,继而进行推广,最后才把程序定型,成为一个商业化的软件。从服务需求上产生,这是所有CAE厂商发展的共性。
黄:您如何看待用户对CAE需求的变化,以及用户需求的变化导致CAE市场带来的变化呢?
张:CAE刚刚出现的时候,由于其门槛太高,多半是以外包形式来做的,这在国外非常普遍。随着大型制造企业自身的发展规模越来越大,研发能力越来越强,在其核心产品的虚拟仿真方面,企业逐渐开始从外包CAE分析到自己做一些基础层面的分析,可以看出企业对CAE的要求发生了变化,这一变化主要是企业对核心技术的掌控意愿越来越强烈了。但是,CAE有一个最大的特征,即经验化程度非常高,可复制性非常弱。同等条件下对同一部件,不同的人做出的仿真结果差异就可能非常大。如何把这些经验知识积累下来,实现共享,分散企业对于某个员工知识的过度依赖性,对于企业来说是非常重要的。随后,企业发现,有待解决的各类仿真分析问题之间是相互关联的,企业说面临的是一个系统的问题,里面涉及到多个学科的仿真分析问题。
客户需求的变化不仅影响CAE技术发展的方向,也在改变CAE市场的格局。而对CAE市场的影响,则体现在CAE市场的整合与并购。主流的CAE厂商在客户需求的驱动下,通过并购,来为企业提供多学科的虚拟仿真技术。
CAE技术的真正工业化应用大约从95年开始,到现在12年的时间里,很多CAE厂商已经不复存在。早些时候,比如机构动力学厂商在90年代初还有4、5家之间竞争,后来经过CAE大厂商的收购、整合,专做这一领域的厂商已经不存在了。而近几年,流体动力学的并购则是一个典型,从此前ANSYS收购CFX,到后来的FLUENT,三大流体动力学独立软件供应商只剩下了一家。
CAE市场重新洗牌,出现大规模的整合和并购,除了客户需求的推动之外,另一个原因是CAE市场的门槛过高,CAE厂商一开始走的都是高端路线,因此,很多用户都被屏蔽在CAE应用之外。当高端用户广泛应用CAE之后,国际CAE市场逐渐呈现出饱和态势,CAE厂商想要进一步拓展非常难。因而,大型CAE厂商为了能够进一步发展,给股东良好的回报,并购就顺利成章了。ESI也是通过很多收购,来完善其产品线的。我相信,这种并购的趋势还将继续。未来,国际上可能会出现只有2、3家主流CAE厂商的局面。
当客户的多学科仿真的需求得到满足之后,又提出了新的需求。客户不仅需要CAE厂商提供多学科仿真的工具,而且需要管理整个仿真价值链的流程和数据。例如,当企业进行产品改型设计时,就需要对以前CAE仿真分析的数据进行追踪,有效利用以往的分析结果,这就催生了CAE仿真数据和流程管理这一市场。而要实现对仿真数据和流程管理,企业往往又会提出很多个性化的咨询服务需求。
由此,我们可以看到,CAE的发展是螺旋式的:从服务到产品,现在又回到了服务。这一新的咨询服务肯定会衍生出现新的产品,乃至新的解决方案。然而,CAE厂商擅长的是物理分析,而不是数据管理,这些工作,很可能今后由PLM/PDM厂商来完成。因此,未来在CAE领域,还将产生很多错综复杂的问题,例如信息集成、共享、变更控制等。
黄:请您具体分析一下CAE领域的这一变化趋势。
张:我认为,CAE的内涵未来可能会发生很大的变化。实际上,CAE用户应当真正关心的是分析特定问题的结果,而不是产生这些数据的分析软件。因此,未来CAE软件供应商将更加侧重于服务,甚至成为CAE咨询服务公司,根据客户提供的数据直接计算出结果。虽然目前的技术还没有完全达到这种程度的,但是我相信这一天不会太远。事实上,国际上现在已经出现了这样的服务提供商。
随着Internet的发展,今后比大型的CAE公司的存在形式可能类似于现在的门户网,为客户提供各种CAE分析和计算。用户不必关心是用什么软件产品计算出来,而CAE厂商只需要提供用户分析数据和结果即可。相当于CAE都变成了ASP服务了,我认为这是个最终的发展趋势。
CAE领域需要逐渐建立数据交换规范。这个规范无论是谁倡导的,一定要通过国际标准化组织来统一制定,而不以任何一个厂商的意愿为转移。当然,制定一个标准里面牵扯的东西太多。可以肯定的是,这个标准出现的越早,CAE厂商以目前这种销售产品为主的形式存在的时间就将会越短。
黄:到今天CAE发展有近30年历史了,仿真分析和物理世界原型差距有多大?到底能够在多大成都上代替物理样机?
张:如果是非线性分析,则分析结果和实际情况差异还是很大,因为非线性方程永远是一个近似解,不像静力学得出的是精确解。然而,很多仿真分析的问题都是非线性分析,例如流体分析。但是差异有多大,并不好进行估量。我认为CAE永远也替代不了物理样机。如果从通用有限元的角度来说,以静力学实验为例,仿真结果和实际情况几乎没有任何差异。但是,不做静力学实验而直接设计制造,又是完全不可能的。
黄:CAE在产品设计的流程当中,应当在哪些阶段切入?
张:过去,CAE在什么地方用最合适,定位一直都不是很明显。而现在,很多企业已经把CAE分析尽量向前提,从校核阶段提前到概念设计阶段,为详细设计打下很好的基础。这样,一来可以指导实践,通过对仿真结果数据的分析达到在物理实验时重点关注的目的;二来可以减少实验次数,在被筛选过的方案里再选择一些方案继续下面的实验。另一方面,CAE也在详细设计阶段用来进行校核,一般是在实验完成之后对比和实验结果的差异,帮助研究产生该结果的原因。
黄:现在有一种提法说CAE不再是校对结果的工具,而是由CAE驱动产品设计。您同意这种提法吗?
张:我并不认同这种说法,现阶段CAE还不能成为设计的主流。因为在概念设计阶段,计算需要耗费大量的时间、人力和资源,而且对于CAE而言,其输入量巨大,而信息输出量却非常有限,CAE这一瓶颈还没有办法突破。我认为只有当CAE技术走向后台,才有可能实现CAE驱动产品设计。
黄:CAE对硬件要求很高,软件本身也很贵。但现在由于数学原理和操作经验等各方面原因,分析结果对企业来说还只是一种参考。对这种现状您有何评价?
张:CAE应用的确存在一个很大的问题:软件不能从根本上解决用户想要解决的问题,但是不买又不行,而分析结果只能做一个参考,而且还不一定能用得很好,这是CAE领域最悲哀的地方。除了前期的人力资源、硬件和软件的投入之外,后续的服务成本也相当高。
黄:您在中国的CAE领域工作了十多年。请您谈谈您的感受。
张:我在CAE行业内做了多年,我感觉中国的CAE领域是缺乏活力,非常保守,整个行业固守一种传统的销售模式。因此,我认为中国CAE产业发展面临重大挑战,整个中国CAE产业的生态系统呼唤创新。
后记:
在对张总进行专访之后,我又于11月1日参加了ESI-ATE的中国用户大会,再一次采访了张总,领略了他的风采,感受了他的坦诚和睿智。作为一员中国CAE领域的骁将,张总对CAE领域的技术、应用和产业发展进行了深层次思考。我想,多一些这样的思想者,多一些这样理性的思考,将会使中国CAE的未来之路走得更好。
张苏与黄培在ESI中国区用户大会上亲切合影