苦旅寻真：求索中国仿真解困之道

　　针对中国企业仿真效益不高的现状，提出企业仿真体系建设方法论，通过对企业仿真相关的战略、成熟度、流程、标准、规范、人才、组织、软件、硬件及平台进行综合规划和建设，强化企业仿真能力，从而提升仿真效益。 针对中国中小型企业仿真的经费和技术门槛太高的现状，提出发展仿真云生态的方案。通过仿真云生态，将仿真相关软件、硬件、开发者、服务者、用户、APP及微服务等凝聚在同一个平台上，形成一个利益共同体，建立一个志同道合的仿真社会。通过平台自营、加盟拓展和生态衍进三个过程，实现仿真技术服务化、仿真服务开放化，降低中小企业的仿真门槛。 针对我国自主技术的落后现状，提出中国仿真自主研发的双驱路线——“高点起跳，赋能开道”。首先，利用中国市场的吸引力，与世界先进机构合作开发，共享市场；其次，抓住国内企业对国外软件应用不深的时机，利用对企业的仿真赋能过程，实现用户现有软件的替换； 再次，建议国内改变以往采购政策，加大对仿真咨询和服务的采购，以保障“赋能开道”策略的实施； 最后，丈量了国际仿真*高水平，提出中国仿真技术发展的路线和节奏。

　　田 锋 安世亚太公司高级副总裁、轮值总裁，国家工业软件与先进设计研究院常务副院长，北京市综合仿真工程实验室主任，数字孪生体实验室主任，生态设计与绿色制造促进会首席技术专家，北京市工业互联网联盟副理事长，机械工程学会设计分会专家委员。 二十五年仿真应用、仿真体系咨询、仿真软件研发的经历，为数百家企业提供工程仿真咨询和仿真体系建设咨询，对仿真技术与工业品研制需求的最佳结合方案有深入研究。 二十年精益研发及知识工程体系的研发和咨询经历，为近百家企业提供研发体系建设和研发信息化咨询，对研发信息化技术与制造业需求的最佳结合方案有深入研究。 中国航空三大主机所、航天某设计研究所、船舶某研究院、中车集团等企业的精益研发、知识工程、综合设计、仿真体系、仿真平台、仿真云等项目的总设计师。工信部、发改委、科技部等部委多个项目的负责人。 精益研发体系和综合仿真体系创始人，撰写了《精益研发》《精益研发2.0：面向中国制造2025的工业研发》《智能制造时代的研发智慧：知识工程2.0》《制造业知识工程》等著作，曾发表精益研发、综合设计、综合仿真、知识工程、设计方法、复合材料等相关论文40余篇。

序
前言
篇　维谷叩天：仿真困局求解
章　现代工业仿真 2
节　仿真是正向设计的核心 2
第二节　仿真技术的常规化应用 7
第三节　深层应用之一：产品再设计 12
第四节　深层应用之二：增材仿真 15
第五节　深层应用之三：虚拟试验 21
第六节　仿真新：数字孪生体 26
第二章　大型企业仿真 35
节　企业仿真之怪现象 35
第二节　体系是解决之道 38
第三节　仿真体系参考架构 39
第四节　综合仿真体系要素 41
第五节　综合仿真体系建设 44
第六节　仿真驱动研发的本质 46
第七节　走出企业仿真误区 47
第三章　中小企业仿真 48
节　中小企业仿真之高门槛 49
第二节　云是中小企业的仿真天桥 49
第三节　仿真云的产品服务化 50
第四节　仿真云的服务社会化 52
第五节　仿真云生态是解决之道 54
第六节　云平台是仿真生态的基础 55
第七节　仿真生态带来的价值 56
第四章　仿真自主研发 59
节　全球仿真发展珠峰四起 60
第二节　中国仿真发展崎岖之路 61
第三节　中国仿真自主研发的障碍 63
第四节　中国仿真自主研发的机会 65
第五节　中国仿真自主发展策略初探 66
第二篇　迷途破晓：仿真体系修炼
第五章　综合仿真体系成熟度 74
节　仿真体系成熟度综述 74
第二节　仿真体系成熟度模型 75
第三节　成熟度各级别具体特征 76
第四节　仿真体系成熟度评估 81
第六章　仿真标准与规范建设 86
节　设计流程的仿真化 86
第二节　仿真规范建设 87
第三节　仿真标准建设 90
第七章　仿真人才及组织建设 96
节　仿真人才队伍建设 96
第二节　仿真组织机制完善 99
第八章　软硬件装备规划及选型 103
节　仿真软件规划及选型 103
第二节　仿真硬件规划及配置 106
第三节　仿真私有云规划与建设 108
第九章　综合仿真平台建设 117
节　综合仿真平台的目标 117
第二节　综合仿真平台的业务需求 117
第三节　综合仿真平台架构 118
第四节　综合仿真平台功能 119
第五节　综合仿真平台建设内容 126
第十章　仿真体系规划与建设 128
节　仿真战略确定 128
第二节　仿真体系规划 129
第三节　体系建设路线图 132
第四节　体系建设方法论 133
第五节　仿真体系建设成果 137
第十一章　终将到来的仿真生活 139
节　总师决胜千里 139
第二节　主任运筹帷幄 141
第三节　高手排兵布阵 142
第四节　新手探囊取物 143
第三篇　云桥飞架：仿真生态衍进
第十二章　仿真云平台研发 146
节　云是仿真的下一站 146
第二节　仿真云平台架构 147
第三节　仿真云平台的构成 148
第四节　仿真云桌面 150
第五节　仿真云超算 152
第六节　仿真云数据 155
第十三章　仿真云生态发展 158
节　生态是仿真云的未来 158
第二节　仿真云生态的“物种” 160
第三节　生态发展的理想路线 165
第四节　发展小生态是有效路线 167
第五节　在仿真云生态中实现“双创” 169
第十四章　仿真APP生态发展 170
节　仿真APP的概念 170
第二节　APP是鱼，云是水 171
第三节　可视化开发环境 172
第四节　仿真APP的典型实例 186
第五节　APP交易与应用环境 187
第四篇　天路漫漫：仿真自主征途
第十五章　仿真通用技术 192
节　几何建模技术 192
第二节　网格划分技术 193
第三节　有限单元模型 196
第四节　材料的数字化 198
第五节　空间离散技术 198
第六节　时间积分格式 200
第七节　运动状态描述方法 201
第八节　技术实现顺序建议 203
第十六章　结构仿真技术 206
节　方程组求解算法 206
第二节　非线性分析技术 208
第三节　动力学分析技术 210
第四节　屈曲分析技术 211
第五节　温度场分析技术 212
第六节　结构工艺仿真技术 213
第七节　其他结构仿真技术 214
第八节　技术实现顺序建议 214
第十七章　流体仿真技术 216
节　流场求解算法 216
第二节　空间离散格式 217
第三节　物理现象模型 219
第四节　铸造工艺仿真 226
第五节　技术实现顺序建议 227
第十八章　电磁仿真技术 230
节　低频电磁仿真技术 230
第二节　高频电磁仿真技术 233
第三节　技术实现顺序建议 237
第十九章　系统仿真技术 240
节　系统建模技术 240
第二节　系统仿真类型 242
第三节　系统仿真的特殊功能 243
第四节　系统仿真软件的二次开发 244
第五节　系统仿真运行模式 245
第六节　其他系统仿真软件的接口 245
第七节　系统模型和应用库 248
第八节　技术实现顺序建议 252
第二十章　仿真交互界面 254
节　交互式界面综述 254
第二节　软件界面框架 257
第三节　交互式前处理 259
第四节　物理设置及求解 262
第五节　图形化后处理 264
附录A　数字孪生体技术研究报告（2019） 266
附录B　中国仿真标准编制指南V1.0（节选） 277
附录C　某企业仿真体系建设过程 288
致谢 298
参考文献 299