工业|深不可测工业软件之谜( 五 ) cad|内燃机|林雪萍|工业|avl|软件

这些软件最大的特点，就是背后的工业知识点，这是工业的精髓，是企业不想说出来的工艺秘密。而要描述这些问题，则又必须借助于数学方程、物理方法和化学方程等进行联合求解，以及对复杂边界条件的简化等。正是这种过于数学化的要求，一般企业很难把自己的知识变成软件。这不是IT企业能够解决的问题，它需要企业自身有工程知识软件化的能力。能够跟实际应用紧密结合的大学教授，往往有着更好的优势。
显然工业软件一般都具有很强的专业性。很多软件一开始的起源，都有大学背景，或者工程咨询背景。没有这些基础或者工程背景，这类大型软件，是不可能开发出来的。单纯的IT公司，几乎完全无法胜任。如电厂的热电联产热能分析所用的美国Thermoflow软件，它的源头跟ASPEN几乎如出一辙，也是来自麻省理工，也是来自化学系。
纵观工业软件发展的历史，要想培养各个行业的工业软件，大学和院所是一个诞生火种的重要发源地。激活大学的机理研究优势，然后跟工程应用相结合（国产软件学院派吃过大亏），是发展万紫千红的工业软件的重要路径。
科学计算三剑客
科学计算是一类最常见的软件。这其中，除了六月份因为断供哈工大而更加名声大噪的美国Mathworks的MATLAB之外，还有加拿大的Maple和美国的Mathematica。
Mathematica则主要是做数值符号运算。而在工程上的仿真和数值，则比MATLAB差不少。这是一个数学家Wolfram建立的软件，大学广泛使用它来进行数学计算。后来这位科学家，还开发了一个直接回答问题的搜索引擎Wolfram，被看成是智能搜索引擎的重要方向。但后来，互联网界的兴趣都转移到移动互联网了，应用程序App四处开花，搜索引擎不再成为流量的唯一入口，这个引擎也就不温不火了。
同样Maple也是一种符号和数字计算环境的编程语言，由加拿大的Maplesoft开发，解决数学相关领域的问题，内置超过6000个计算命令和100多个算法函数包。而多系统仿真Mapsim软件，则可以为多域物理建模和代码生成添加了功能。而这家公司，已经在2009年被日本Cybernet收购。
科学计算三剑客，还是以MATLAB跟工业的结合最为广泛。MATLAB在哈工大被禁用事件之后，国内人士群情激昂，寻找“国产MATLAB”的话题，也迅速走热。苏州同元软件、北京联高软件都呼声很高。实事求是讲，这只是一种可能，或者在局部功能上，能有所替代。要想立刻全面替代，几乎是不可能的。MATLAB在各类仿真引擎和数值计算工具比较齐全，用户依赖性很强。但苏州同元软件MWorks，在局部也有一定优势，它是基于Modelica物理建模，这是MATLAB起步较晚、但正在快速追赶的领域。
然而，基础功能的替代其实不难，真正难的是用户习惯的把握和复杂生态的建设。那些日积月累攒下的应用场景的算法、文档，并不是一朝一日能够打磨下来的。
你可以在一天之内用3D打印机造出一只机械手，但里面各种精细的血管，则需要花上几个月搞清它的回路。由于诸多用户的使用，它的可用性非常好，交互性和图形界面无可匹敌。这其实是完全让用户用自己的爱好，打磨出来的。ABB的DCS操作系统的Windos版本在微机上的使用，最早也是在三峡工程上使用，开始有许多Bug，也是中国用户帮着打造的。这再次说明：软件是用户用出来的，光靠供应商一头发力是没用的。这就是工业软件难以快速发展的一个根本原因。到了今天，MATLAB一时间很难被替代了。多年下来，它被用户的汗水和习惯，浇灌成了钢铁长城。中国高校和工程界，也是重要的浇灌者之一。
优秀用户造就优秀软件
电力行业是一个对安全高度敏感的行业，对于软件的仿真要求很高。而在中国电力高速发展的几十年，电力仿真软件也得到了长足的进步。
电力系统软件，大致可以分为机电、电磁暂态和实时仿真。
中国机电暂态分析软件是上个世纪90年代从美国引进的。经过几十年的运维，已经发生了完全的改变和颠覆，并且完全重写了代码。国内中国电科院已经开发了电力系统仿真综合程序PSASP，完全自主产权，并在网省公司广泛应用。
而用于电力系统电磁暂态分析的仿真软件EMTP，则是对高压电力网络和电力电子进行仿真。它包含通过现场测试证实的用于变压器相传输线的模型、各种电机、二极管、晶闸管和开关、控制器等模型。它侧重于系统的运行，而非个别开关的细节。最早的EMTP程序，是由美国能源部的邦维尔电力局BPA在上个世纪70年底所主导的。由于这种研发属于公共财政，因此其成果可以免费提供给任何一个感兴趣的团体。而到了1984年，这种基础研究免费、产业界共享的田园风光，开始被打破。这种程序被分为两个流派，一个流派开始走商业化路线；另一流派则继续捍卫免费路线。这方面软件，以加拿大的PSCAD较为知名。目前中国的电磁暂态仿真，国家电网也有自己开发的版本，但商业化程度不如国外。

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