1 航空自主CAE軟件的發(fā)展歷程

　　1.1拓展航空結(jié)構(gòu)有限元分析軟件

　　1975年，在原三機部領(lǐng)導支持下，中國飛機強度研究所副所長馮鐘越先生在西安主持召開三機部第1屆結(jié)構(gòu)強度計算機應用交流會.會上決定成立由中國飛機強度研究所、631所、605所和628所等4個航空研究所組成的聯(lián)合課題組，開發(fā)通用有限元程序系統(tǒng)，定名為“航空結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)”，代號為HAJIF.

　　1976--1979年，聯(lián)合課題組開發(fā)成功航空結(jié)構(gòu)線性分析有限元程序系統(tǒng)HAJIF—Ⅰ.這是我國航空領(lǐng)域第1個大型結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng).利用HAJIF-Ⅰ已完成多個在研型號的全機或部件的應力分析，大大推動CAE技術(shù)在航空工業(yè)中的應用.該系統(tǒng)獲航空工業(yè)部一等獎，國防科工委一等獎，國家科技進步二等獎.

　　1980--1981年，成功研制航空結(jié)構(gòu)動力分析系統(tǒng)HAJIF—Ⅱ.這是我國航空領(lǐng)域第1個大型結(jié)構(gòu)動力分析系統(tǒng).HAJIF—Ⅱ的固有動力特性計算方法先進、可靠，曾解決J8等型號的顫振分析問題，至今仍在飛機設(shè)計中應用.該系統(tǒng)獲航空工業(yè)部二等獎，并與HAJIF—I合并，獲國家科技進步二等獎.

　　1979--1982年，成功研制飛機結(jié)構(gòu)多約束優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)YIDOYU.這是我國航空領(lǐng)域第1個飛機結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)，增強了在有限元基礎(chǔ)上的優(yōu)化設(shè)計能力，YIDOYU的機翼模型數(shù)據(jù)生成能力強且簡單、實用.該系統(tǒng)獲航空工業(yè)部一等獎，并獲國家科技進步二等獎.

　　1981—1985年，成功開發(fā)我國第1個大型通用結(jié)構(gòu)非線性分析系統(tǒng)HAJIF一Ⅲ.該系統(tǒng)的非線性求解策略先進，解決了轟炸機機翼彈塑性和穩(wěn)定性分析問題，為設(shè)計提供依據(jù);達到當時同類系統(tǒng)的國際先進水平，獲國家科技進步一等獎.

　　1989年，在動強度設(shè)計矛盾突出的情況下，成功開發(fā)“飛機結(jié)構(gòu)振動環(huán)境預計系統(tǒng)VEP”，該系統(tǒng)獲國家科技進步二等獎.

　　1992年，隨著復合材料日益得到應用，成功開發(fā)“復合材料結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化系統(tǒng)COMPASS”.該系統(tǒng)在復合材料翼面結(jié)構(gòu)綜合設(shè)計方面能力強，具有多學科優(yōu)化設(shè)計功能，在多個型號研制中得到應用，獲航空工業(yè)部科技進步二等獎.

　　1990--1995年，成功研制大型通用有限元結(jié)構(gòu)分析程序系統(tǒng)HAJIF(x).該系統(tǒng)可對結(jié)構(gòu)進行靜力線性和非線性分析、固有特性分析、動力響應分析、熱傳導分析、聲響分析、流固耦合分析、復合材料分析以及多級超單元分析.HAJIF(x)于1995年12月通過中國航空工業(yè)總公司組織的專家評審，已應用于多個飛機型號的結(jié)構(gòu)分析，于1996年獲中國航空工業(yè)總公司科學技術(shù)進步二等獎.

　　20世紀80年代初，在認識到系統(tǒng)集成的重要性后，航空工業(yè)部組織力量，以西門子7760計算機為平臺，建立7760 CAD/CAE/CAM系統(tǒng)，首次完成系統(tǒng)集成嘗試.1986--1995年，以IBM 4341為平臺，開發(fā)出初具規(guī)模的CAD/CAE/CAM集成系統(tǒng)——CIEM系統(tǒng)，集成總體、氣動力、結(jié)構(gòu)強度、氣動彈性和CAM幾個專業(yè)的應用程序.該系統(tǒng)獲航空工業(yè)部一等獎，并獲國家科技進步二等獎.

　　經(jīng)過這十幾年的努力，聯(lián)合課題組研制與開發(fā)成功一系列結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計應用軟件.這些軟件在功能、軟件技術(shù)及解決問題能力等方面均居國內(nèi)領(lǐng)先地位，某些方面達到或接近當時的國際先進水平，形成國內(nèi)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的航空結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計軟件，獲航空工業(yè)部和國家多項科技進步獎，已在航空、航天及民用工程項目中發(fā)揮重要作用(見圖1)，打破國外在CAE軟件行業(yè)的壟斷和對中國的封鎖，使國外軟件由有限制的高價租用逐步轉(zhuǎn)為放開銷售.更重要的是培養(yǎng)和形成1支計算力學研究與軟件開發(fā)的過硬隊伍，為進一步發(fā)展航空自主CAE軟件奠定良好基礎(chǔ).

　　圖1 HAJIF系列軟件的應用

　　1.2夾縫中求得特色發(fā)展

　　從20世紀90年代開始，大批國外軟件涌人中國市場，各航空廠所均根據(jù)應用需求，購人多種商用CAE軟件，如MSC Nastran，ANSYS，ABAQUS和Marc等.這在一定程度上滿足飛機設(shè)計需求，推動CAE軟件在航空工業(yè)中的應用，但這些軟件價格昂貴并有一些使用限制，而且嚴重影響自主CAE軟件的開發(fā)進程.有段時間幾乎聽不到開發(fā)自主CAE軟件的聲音，相關(guān)管理部門支持國產(chǎn)軟件發(fā)展的力度也大幅下降.自主CAE軟件的開發(fā)在人力、財力和物力上都遇到很多困難，其發(fā)展舉步維艱.盡管如此，HAJIF仍沒有退縮，堅持高舉自主創(chuàng)新大旗朝前走!在中國飛機強度研究所，仍有1支充滿活力的科研隊伍，本著“面向設(shè)計、結(jié)合試驗、突出專用”的發(fā)展思路，在競爭中求生存，在應用中求發(fā)展，不斷發(fā)展壯大航空業(yè)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的CAE軟件.

　　(1)“面向設(shè)計”，將優(yōu)化設(shè)計軟件品牌做大做強.以服務于型號設(shè)計為宗旨，在COMPASS基礎(chǔ)上，與飛機設(shè)計所緊密合作，增加功能、增強多層次優(yōu)化能力，解決不同設(shè)計階段的工程需求.

　　首先，增加翼面結(jié)構(gòu)快速建模功能，開發(fā)并集成飛機翼面結(jié)構(gòu)有限元快速建模軟件模塊QuickFEM.該模塊根據(jù)機翼的結(jié)構(gòu)特性，快速建立結(jié)構(gòu)布局平面圖;根據(jù)展向的翼型布置和平面網(wǎng)格，能快速生成結(jié)構(gòu)的三維坐標;自動生成結(jié)構(gòu)靜力、振動、顫振、靜彈、分析及滿應力優(yōu)化數(shù)據(jù)文件，其建模效率已得到設(shè)計部門的認可和廣泛應用.

　　自1993年COMPASS投入運行以來，一直有專門小組對其進行維護和推廣應用.在開發(fā)QuickFEM的同時，按照飛機設(shè)計所的需要，開發(fā)出與MSC Patran和MSC Nastran商用軟件的數(shù)據(jù)接口;建立新的用戶界面，開發(fā)專用程序，實現(xiàn)顫振、靜彈和優(yōu)化數(shù)據(jù)的自動生成，改善前后置處理功能;增加滿應力設(shè)計模塊，包括應變能二次優(yōu)化、層板鋪層均衡設(shè)計以及桿與板的穩(wěn)定性計算等功能.這使COMPASS成為具有22條固定流程、可進行帶外掛翼面(復合材料和金屬)結(jié)構(gòu)分析(含靜力、動力、靜彈和顫振等)、滿足結(jié)構(gòu)靜強度(應力/應變、位移和穩(wěn)定)約束的滿應力設(shè)計及符合靜力、動力和氣動彈性要求的多約束優(yōu)化設(shè)計(含氣動彈性剪裁功能)軟件.近年來，相繼推出多個微機版本，廣泛應用于飛機結(jié)構(gòu)初步設(shè)計和詳細設(shè)計，成功用于航空和航天部門的十幾個型號工程項目中，成為這些部門設(shè)計工程師的適用工具和得力助手.

　　(2)“結(jié)合試驗”，將開發(fā)計算機輔助結(jié)構(gòu)試驗軟件和試驗仿真軟件作為新的突破口，以輔助飛機結(jié)構(gòu)強度試驗設(shè)計.

　　①計算機輔助結(jié)構(gòu)試驗CATAS.該系統(tǒng)主要功能包括計算機輔助試驗方案設(shè)計、試驗加載系統(tǒng)設(shè)計、結(jié)構(gòu)響應分析以及試驗與分析相關(guān)性評估等.CATAS主要用于飛機全尺寸結(jié)構(gòu)靜力試驗，通過計算機輔助設(shè)計縮短試驗周期、提高試驗質(zhì)量;通過計算與測量結(jié)果一致性評估，為飛機結(jié)構(gòu)強度給出計算與試驗結(jié)合的全面評價，為飛機結(jié)構(gòu)改進和改型提出建議.

　　②飛機結(jié)構(gòu)強度虛擬試驗系統(tǒng).21世紀以來，開展全尺寸飛機結(jié)構(gòu)強度虛擬試驗基礎(chǔ)技術(shù)研究.該項目采用計算結(jié)構(gòu)技術(shù)和計算機仿真技術(shù)，開展飛機結(jié)構(gòu)強度積木式虛擬試驗技術(shù)和方法研究.通過虛擬試驗環(huán)境(實驗室)，靜強度、動強度、熱強度、耐久性和損傷容限虛擬試驗流程和試驗數(shù)據(jù)庫的建立，以及虛擬測試、試驗與分析評估等模塊的集成開發(fā)，建成飛機結(jié)構(gòu)強度虛擬試驗總體平臺(其框架見圖2)，形成全尺寸飛機結(jié)構(gòu)強度全過程的試驗仿真能力，達到縮短飛機結(jié)構(gòu)強度驗證試驗周期、減少驗證試驗項目、降低成本、提高飛機結(jié)構(gòu)分析質(zhì)量和強度驗證試驗水平的目標.

　　圖2 飛機結(jié)構(gòu)強度虛擬試驗總體平臺框架

　　目前建立的飛機結(jié)構(gòu)強度試驗數(shù)據(jù)庫包括元件特性試驗數(shù)據(jù)庫、飛機壁板穩(wěn)定性試驗數(shù)據(jù)庫、全機靜力或疲勞試驗數(shù)據(jù)庫以及起落架落震或擺振試驗數(shù)據(jù)庫;建立靜強度、動強度、熱強度、耐久性和損傷容限虛擬試驗流程，并在型號試驗中得到考核與應用，見圖3和4.

　　圖3全尺寸飛機全機靜力虛擬實驗

　　圖4起落架擺振虛擬實驗

　　(3)“突出專用”，開發(fā)適用于飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計和分析的專用軟件.在國外軟件的沖擊面前，按照“有所為，有所不為”的指導思想，根據(jù)國內(nèi)航空業(yè)需求開發(fā)專用軟件.針對飛機設(shè)計過程，不求大而全、但求專而精，提供一系列專用軟件并得到廣泛應用.

　　①飛機結(jié)構(gòu)強度分析軟件STRANAS.針對結(jié)構(gòu)分析后的強度評估問題，中國飛機強度研究所以MSC Patran平臺開發(fā)出STRANAS.開發(fā)中采用具有大量試驗數(shù)據(jù)依據(jù)的結(jié)構(gòu)強度工程分析方法，建立STRANAS強度分析方法庫;系統(tǒng)集成開發(fā)材料庫和型材剖面特性庫，為快速有限元建模和強度分析提供數(shù)據(jù)庫;集成HAJIF和MSC Nastran等有限元分析程序系統(tǒng)，所得飛機結(jié)構(gòu)總體應力分析結(jié)果直接作為STRANAS完成強度分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù).因此，STRANAS的開發(fā)成功可實現(xiàn)飛機結(jié)構(gòu)強度校核程序化與飛機結(jié)構(gòu)總體分析一細節(jié)強度校核一體化，為廣大飛機結(jié)構(gòu)強度分析工程師提供方便、可靠而有效的分析工具.該軟件在型號設(shè)計和強度分析中得到應用.

　　②飛機結(jié)構(gòu)耐久性和損傷容限及可靠性分析系統(tǒng)ADDRAS.該系統(tǒng)以國內(nèi)航空工業(yè)常用的結(jié)構(gòu)耐久性和損傷容限分析方法為基礎(chǔ)，以大量結(jié)構(gòu)試驗數(shù)據(jù)為支撐開發(fā)，適用于飛機設(shè)計、生產(chǎn)、試驗和使用各環(huán)節(jié)，滿足國軍標要求的先進的軍用飛機耐久性和損傷容限評估體系.ADDRAS能以EIFS和DFR法為中心，適當顧及其他耐久性分析方法，具有一定程度的智能化再設(shè)計功能，分析數(shù)據(jù)可自動生成，后置處理與耐久性分析報告要求相一致，滿足飛機設(shè)計可能用到的材料與結(jié)構(gòu)形式的需要，數(shù)據(jù)庫具有查詢、打印和修改功能，數(shù)據(jù)庫與分析系統(tǒng)能方便連接，便于數(shù)據(jù)調(diào)用.

　　目前，ADDRAS已被廣泛用于軍、民機結(jié)構(gòu)的疲勞普查以及結(jié)構(gòu)細節(jié)的耐久性和損傷容限評定，同時在一些民用項目中得到推廣應用.

　　③飛機著陸和滑跑載荷優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)ALTLAS.該軟件是起落架著陸、滑跑和剎車動載荷分析及綜合性能優(yōu)化設(shè)計的專業(yè)軟件，主要功能有：起落架緩沖器參數(shù)識別;起落架著陸載荷分析;起落架滑跑載荷分析;起落架著陸和滑跑載荷多目標優(yōu)化;起落架落震試驗仿真系統(tǒng)動力學模擬;全機對稱著陸和滑跑載荷分析;全機非對稱著陸和滑跑載荷分析.ALTIAS是目前國內(nèi)飛機設(shè)計所普遍采用的起落架緩沖性能數(shù)值仿真軟件，已被成功應用于10余個型號起落架的研制或改型設(shè)計.

　　④飛機結(jié)構(gòu)三維溫度場分析軟件ASTSA.ASTSA是自主研發(fā)的飛機結(jié)構(gòu)三維溫度場分析專業(yè)軟件，主要解決離散結(jié)構(gòu)溫度場分析問題.利用它可以求解連續(xù)體或離散結(jié)構(gòu)的穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、線性及非線性溫度場.該軟件具有豐富的單元庫，涵蓋多種邊界條件，具有齊全的熱分析功能.ASTSA不僅有專門的接觸熱阻單元，還有配套使用的飛機典型組合結(jié)構(gòu)接觸熱阻參數(shù)庫，并開發(fā)氣動和溫度場耦合分析功能，具有基于MSC Patran平臺的前后置處理系統(tǒng).該軟件已被廣泛應用于航空和航天部門的熱結(jié)構(gòu)設(shè)計，并成功解決航空和航天部門的多個飛行器結(jié)構(gòu)熱分析問題.

　　1.3 自主CAE軟件開發(fā)的經(jīng)驗和教訓

　　從自主CAE軟件的發(fā)展過程中獲得許多寶貴的成功經(jīng)驗和深刻教訓.

　　(1)政府(領(lǐng)導)支持是關(guān)鍵.航空工業(yè)部門領(lǐng)導大力支持并組織精干的技術(shù)隊伍，開發(fā)成功一系列航空結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)，解決一些飛機型號設(shè)計中的關(guān)鍵問題.

　　(2)人才隊伍是關(guān)鍵.30年的發(fā)展歷程表明，好的CAE軟件離不開高水平的結(jié)構(gòu)分析和軟件開發(fā)人員;軟件的維護發(fā)展也離不開這批人才隊伍，只有擁有和長期保持這批隊伍的穩(wěn)定，已開發(fā)軟件才能得到維護和發(fā)展;否則，便會使已開發(fā)軟件的壽命提前結(jié)束.

　　(3)創(chuàng)新技術(shù)是生命線.CAE軟件開發(fā)若沒有創(chuàng)新技術(shù)，則在開發(fā)完成之時就可能被淘汰，因此國產(chǎn)軟件必須有幾個自己的亮點和創(chuàng)新點.

　　(4)充分利用國內(nèi)外軟件成果.應避免低水平重復開發(fā)，不求大而全，著重推出符合國內(nèi)情況的、并具有與國外系統(tǒng)良好聯(lián)合求解能力的專用軟件.

　　(5)技術(shù)支持和服務是發(fā)展動力.軟件只有不斷被應用和維護才有生命力，只有為用戶提供全方位的技術(shù)支持和服務，才能不斷發(fā)展壯大.

　　(6)開發(fā)與維護脫節(jié)造成有些自主軟件“自生自滅”的結(jié)果.在軟件開發(fā)結(jié)束后，沒有后續(xù)經(jīng)費支持，隨著人員流動、項目更迭、隊伍解散，軟件得不到維護，有些被市場淘汰.這是非常沉痛的教訓.

　　(7)“小作坊”模式開發(fā)，自產(chǎn)自銷，開發(fā)與市場營銷脫節(jié)，未形成軟件產(chǎn)業(yè).

　　CAE技術(shù)在制造業(yè)和國民經(jīng)濟各領(lǐng)域被廣泛應用，是提升企業(yè)自主創(chuàng)新能力和國際競爭力的關(guān)鍵技術(shù).建立具有自主知識產(chǎn)權(quán)的CAE軟件產(chǎn)業(yè)，對我國正在構(gòu)建的以企業(yè)為主體的國家創(chuàng)新體系具有十分重要的戰(zhàn)略意義.

　　2航空工業(yè)的快速發(fā)展需要大力發(fā)展CAE技術(shù)并建立自主CAE軟件產(chǎn)業(yè)

　　2.1新形勢下CAE技術(shù)發(fā)展需求分析

　　現(xiàn)階段，我國經(jīng)濟發(fā)展已進入產(chǎn)業(yè)升級的關(guān)鍵時期，自主創(chuàng)新將成為重點和主要標志，航空工業(yè)也將進入新的快速發(fā)展時期，其跨越式發(fā)展需要大力發(fā)展CAE技術(shù)并建立CAE軟件產(chǎn)業(yè).

　　2.1.1航空產(chǎn)品生命周期全過程需要與其相適應的CAE技術(shù)和軟件工具

　　飛機和發(fā)動機等航空產(chǎn)品的研制環(huán)節(jié)見圖5.航空產(chǎn)品的生命周期全過程都需要CAE技術(shù)，包括不同設(shè)計階段的優(yōu)化設(shè)計技術(shù)、結(jié)構(gòu)強度分析、制造新工藝仿真分析、試驗設(shè)計與虛擬試驗及定壽與延壽等.CAE技術(shù)已越來越成為改進產(chǎn)品設(shè)計、提高產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量、減少樣機試驗周期和成本的核心技術(shù)，也成為工程設(shè)計人員不可缺少的工具.

　　圖5航空產(chǎn)品研制基本過程

　　2.1.2 航空平臺發(fā)展需要強有力的基礎(chǔ)手段和CAE軟件工具

　　軍民機的不斷發(fā)展，將推出多種型號飛機，新型號的研制需要新結(jié)構(gòu)設(shè)計理念與方法、新材料與新工藝、新結(jié)構(gòu)形式、新規(guī)范體系，更需要大力發(fā)展引領(lǐng)和支撐研發(fā)設(shè)計能力的核心技術(shù)——CAE技術(shù)和開發(fā)自主CAE軟件.只有這樣，才能滿足航空平臺的發(fā)展需求.

　　2.1.3 航空工業(yè)的數(shù)字化工程，對CAE技術(shù)和CAE軟件提出更高要求和更大需求

　　航空工業(yè)的數(shù)字化工程是國家數(shù)字化工程的重要組成部分.CAE技術(shù)是航空工業(yè)研發(fā)能力的制高點，是實現(xiàn)航空工業(yè)裝備信息化和數(shù)字化的核心技術(shù).產(chǎn)品研發(fā)數(shù)字化技術(shù)包括CAD，CAE，CAM，CAPP，PDM和ERP等.通過運用CAE技術(shù)，采用CAD/CAE/CAM一體化集成技術(shù)，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低產(chǎn)品開發(fā)及制造成本;采用”虛擬試驗”技術(shù)，加快設(shè)計進度，替代部分物理試驗，減小研制成本;采用產(chǎn)品型號研制的數(shù)字化設(shè)計、分析與驗證，建立新的以自主創(chuàng)新為核心的飛機型號研制體系，將極大提高航空產(chǎn)業(yè)核心競爭力，實現(xiàn)航空工業(yè)跨越式發(fā)展.

　　2.2 國外軟件不可能完全滿足航空工業(yè)持續(xù)發(fā)展

　　當前，航空各部門采用的大部分CAE軟件是國外商用軟件，最流行的有MSC Nastran，ANSYS，ABAQUS，MSC Adams，Marc，MSC Dytran，MSC Patran和Femap等.使用這些軟件能推動CAE技術(shù)在航空工業(yè)部門的應用，也可以解決許多航空產(chǎn)品設(shè)計與分析問題，但存在如下嚴重問題：

　　(1)CAE軟件技術(shù)不僅是衡量國家科學計算水平的標志，而且是事關(guān)國家核心競爭力和國家安全的戰(zhàn)略技術(shù)，由于發(fā)達國家對技術(shù)的壟斷與封鎖，我國無法買到核心技術(shù)。

　　(2)僅靠購置國外軟件不能完全解決型號問題，封裝的國外軟件無法加入自主創(chuàng)新技術(shù)，直接影響航空產(chǎn)業(yè)升級及跨越式發(fā)展，影響自主設(shè)計思想的實現(xiàn);

　　(3)靠購置國外軟件，沒有自主CAE軟件的集成發(fā)展平臺，不能集成國內(nèi)科研院所的大批CAE科研成果，更不能形成自主的CAE軟件產(chǎn)業(yè).

　　顯然，長期依賴國外軟件絕不是自主創(chuàng)新之道，只有大力發(fā)展自主CAE技術(shù)，構(gòu)建自主CAE軟件平臺，才能將創(chuàng)新的科研成果在自己平臺上集成和延續(xù)，并有望跟上科技發(fā)展的時代潮流，在未來的高端科技發(fā)展中把握機遇、贏得主動.也就是必須走獨立自主、自力更生的道路.

　　2.3形成自主CAE軟件產(chǎn)業(yè)的條件分析

　　綜上所述，我國必須也有條件發(fā)展有自主知識產(chǎn)權(quán)的CAE軟件：

　　(1)經(jīng)過30多年的技術(shù)和經(jīng)驗積累，某些技術(shù)已具有國際先進水平，特別是那些有一定用戶群的國產(chǎn)軟件將是自主CAE軟件產(chǎn)業(yè)形成和發(fā)展的堅實基礎(chǔ);

　　(2)掌握先進的軟件開發(fā)技術(shù)，培養(yǎng)出1支軟件開發(fā)隊伍;

　　(3)國際先進計算機軟件技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生大量的先進軟件開發(fā)工具，為自主CAE軟件的研發(fā)提供有利條件;

　　(4)國家大力提倡創(chuàng)新，良好的大環(huán)境和機遇必將迎來國產(chǎn)CAE軟件產(chǎn)業(yè)大發(fā)展的春天.

　　3 航空自主CAE軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路

　　3.1技術(shù)層面

　　(1)采用現(xiàn)代CAE新技術(shù)，將現(xiàn)有自主軟件商品化：①改造數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和執(zhí)行控制系統(tǒng);②補充基礎(chǔ)單元庫;③完善求解器;④開發(fā)與現(xiàn)有CAD/CAE軟件的接口;⑤嚴格軟件測試，增強自主軟件的健壯性和魯棒性.

　　(2)以基礎(chǔ)試驗數(shù)據(jù)為核心，按照多學科設(shè)計思想整合專業(yè)軟件，形成具有核心知識產(chǎn)權(quán)的專業(yè)軟件模塊，使得自主CAE軟件產(chǎn)品系列化：①改造和整合現(xiàn)有專業(yè)軟件;②建立元件、組件、部件和整機試驗數(shù)據(jù)庫;③集成開發(fā)強度校核、復合材料、耐久性和損傷容限分析、振動與噪聲、熱強度以及綜合環(huán)境等新功能專業(yè)模塊.

　　(3)采用先進CAE軟件技術(shù)，建立高起點的航空CAE軟件基礎(chǔ)平臺：①先進的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和執(zhí)行控制系統(tǒng);②開放的基礎(chǔ)單元庫;③靜動力分析方法庫;④功能模塊的標準接口，以及與現(xiàn)有CAD/CAE軟件無縫集成接口;⑤開發(fā)便于發(fā)展的二次開發(fā)工具.

　　平臺建立后，航空產(chǎn)品設(shè)計與分析就有了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的工具;自主核心技術(shù)的研究成果就有了“生根開花”的土壤;各具特色的專業(yè)軟件就有了可集成的平臺.在此基礎(chǔ)上，再進一步集成開發(fā)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化、分析、評估與全過程仿真的一體化CAE軟件系統(tǒng)，建立自主CAE軟件品牌，形成自主CAE軟件產(chǎn)業(yè).

　　3.2管理層面

　　3.2.1政策扶持，重點投資

　　CAE軟件產(chǎn)業(yè)的形成與發(fā)展必須依靠政府的政策扶持和經(jīng)濟支持.在20世紀七八十年代，航空工業(yè)部投入一定資金，組織專門隊伍，研制成功航空結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)，為飛機研制起到重要作用.自主航空CAE軟件產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展，仍須得到航空工業(yè)部門在政策上扶持和經(jīng)濟上支持，這是形成自主CAE軟件產(chǎn)業(yè)的前提和保障條件.

　　3.2.2培養(yǎng)人才，建立團隊

　　創(chuàng)立自主CAE軟件產(chǎn)業(yè)，需要大批高素質(zhì)的軟件研發(fā)(包括維護、推廣應用和營銷)人才及團隊.從大學教育開始，加強基礎(chǔ)課程教育，改變學生只會用進口程序計算的局面，努力培養(yǎng)既懂專業(yè)知識又有軟件開發(fā)技能的復合型人才;倡導研究生利用自主CAE軟件開展創(chuàng)新研究;建立若干國家級及省部級CAE理論研究和軟件開發(fā)技術(shù)中心，培育CAE產(chǎn)業(yè)龍頭隊伍.

　　3.2.3面向市場，機制創(chuàng)新

　　自主CAE軟件產(chǎn)業(yè)的壯大，最終靠的是政府指導下的機制創(chuàng)新和市場運作.正確處理開發(fā)與維護人員的利益分配，建立市場營銷機制，組建營銷隊伍，逐步建立軟件開發(fā)、維護與營銷一體化的合理機制，將自主CAE軟件產(chǎn)業(yè)做大做強.

　　4 結(jié)束語

　　回首過去：走過自主CAE軟件從無到有的歷程，獲得一批部級和國家級科技進步成果，為新機研制貢獻力量，為國產(chǎn)CAE軟件的發(fā)展打下良好基礎(chǔ).

　　喜看現(xiàn)在：以“在競爭中求生存、在應用中求發(fā)展”和“面向設(shè)計、結(jié)合試驗、突出專用”為指導思想，圍繞優(yōu)勢領(lǐng)域，針對型號需求，發(fā)展自主軟件和提供技術(shù)服務，取得一定的經(jīng)濟和社會效益，為航空工業(yè)的發(fā)展作出貢獻.

　　展望未來：發(fā)展自主CAE軟件產(chǎn)業(yè)正逢其時，大力發(fā)展CAE領(lǐng)域先進技術(shù)，拓展新的應用領(lǐng)域，在政府支持下，開拓創(chuàng)新，將自主CAE軟件推向產(chǎn)化.