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常见仿真应用误区辨析

2021/12/3    来源:e-works    作者:田锋      
关键字:仿真  
本文选择五项较为典型、危害重且隐蔽性很强的误区进行辨析。并进一步分析“误”从何来,何“罪”之有,如何通过企业仿真能力体系建立方案来应对这些误区。
       在国际,仿真已成为制造企业产品研发、制造和运维中的创新和生产力工具,但在国内,仿真普遍无法实现企业购买软件时的初衷。据我们观察,大量误区在中国企业中流传。本文选择五项较为典型、危害重且隐蔽性很强的误区进行辨析。并进一步分析“误”从何来,何“罪”之有,如何通过企业仿真能力体系建立方案来应对这些误区。

误区一:要想做好仿真,就要买好软件,买对的软件

       企业在进行仿真软件选型时,慎重精选本身没错,毕竟仿真软件很贵。但是,呈现的效果却有诸多疑问。第一,如此长周期的采购,到货后还有没有用?第二,就采购的选型和评判标准而言,“买最好的软件”和“买满足刚需的软件”之间,天平倒向哪边?第三,好软件来了,是不是就物有所值,发挥效益?最好的必然也是最贵的,是不是买来了期望的能力?

       其实,选择一个具有体系建设思路和能力的合作伙伴比买软件更重要。软件购买是一次性的行为,但合作伙伴却能陪伴企业走更长的路。仿真软件具有求异特性,如果不深入匹配需求,很难说哪个软件是好软件。具有体系建设思路和能力的合作伙伴不仅能长期帮助企业分析需求,选型匹配“刚需”的高性价比软件,更重要的是可以系统规划赋能行动,体系化地完成企业的能力建设,让所购软件充分发挥价值。其实,一个好的仿真体系,所发挥的价值和给企业带来的能力远远大于一套好的软件。更重要的是,软件可以买,但能力买不来,必须有正确方法且持续建设。也正因为如此,体系一旦建设成功,就建起了一座防火墙,让你的企业具有明显的战略优势,让企业一骑脱尘。

误区二:好马配好鞍,要想研发先进产品,软硬件也要先进

       躲过软件误区,企业会碰到硬件误区。计算机硬件相对标准,所以相比软件的规划配置,硬件的规划和配置显得简单,价格相对于软件也便宜。也正因如此,企业会买高性能的硬件,以期满足所有的仿真需求。其实,由于仿真软件的复杂性和求异特征,仿真的硬件规划与配置要比其他类型应用复杂。不同算法对硬件的要求并不同,有些算法要求高速、多核和并行的CPU,有些算法用GPU可提升效率数十倍,有些算法对内存有巨大需求,有些算法需要高速I/O……

       读者千万别被看似专业的分析迷了双眼。其实,我们并不想谈硬件如何选型,过分重视软硬件导致的体系失衡才是真正的误区。单纯购买领先于体系成熟度的仿真软件和硬件,并不能提升企业仿真能力。企业仿真体系需要均衡建设,在同一个成熟度从各维度入手进行全面建设。国内企业最容易犯的一个错误是:在一个维度上探底,特别是在软硬件的采购方面尤为突出,其他维度上止步不前甚至完全忽视。其实,任何过度建设不仅是浪费,反而可能是有害的。因此,仿真体系建设不仅要清楚从何处入手建设,更要清楚在何时停止。

       所以,相对正确的说法是:好马配好鞍,要研发先进产品,仿真体系须成熟。仿真体系要配得上企业研发先进产品的理想。

误区三:能用起来的软件才是好软件,仿真软件精度高才有用

       这一误区的来由是,很多企业购买仿真软件的时候,希望通过仿真软件让自己的产品突飞猛进。但结果却是期望越高,失望越大。企业遭遇“大拿迷局”,仿真人员的计算结果总是无法成为设计依据,不仅领导、设计人员、试验人员对仿真失望甚至鄙视,连仿真人员也开始信心不足,怀疑自己,缺乏成就感,软件慢慢就弃之不用了。如果问起“软件用不起来”的原因,得到的答案往往是“软件精度不高,算不出符合实际的结果”。

       其实,仿真中导致计算结果不能成为设计依据的真正原因,是模型化处理导致的与工程实际的偏差过大或无法追溯。如果算法没有基本问题,仿真软件的计算误差与模型化导致的偏差相比,根本不值一提。所以,排除算法问题,“软件精度不高”其实是个伪命题。

       模型化处理包括模型简化、材料模型选择及数据确定、网格处理、边界条件处理、初始值赋值等。结果校核或判据准则的正确选取,也是保证结果可参考的要素,随便看看后处理图片,其实没有实际意义。对一个问题,模型化处理可以有不同的方案,而且这些方案各有优劣,选择哪一个都有道理,这就是“大拿迷局”的技术实质。但是,任何一种选择都应该知道计算结果与工程实际的偏差是多少,而且可追溯,一致化,这种偏差就可以被标定。企业需要建立一套标准规范,来明确不同模型化方案带来的偏差并做好标定,要求本企业仿真人员按照标准行事,而不是各行其是,这就是“大拿迷局”的破解之道。

       当然,这个标准规范的建立需要一套体系才能保障其以工匠精神逐步修炼而成。因此,仿真体系是唯一能保障仿真软件真正用起来的基础,仿真软件本身并不具有这个属性。

误区四:仿真软件是工具,用好工具是工程师的职责

       企业软件分两种:工具和平台。企业内基本达成的统一观点是:平台软件具有流程化、多人员、多部门、多工具等特性,需要企业级部署,所以其建设和应用往往是企业级组织的责任,通常是信息化部门;工具软件则是个人级的,企业只负责采购,学习和使用是使用人员个人的责任。在企业中,仿真软件也被视为工具软件,并不属于平台软件。

       从仿真软件操作特点而言,是不需要强流程、多组织等来支撑,工具化的特性很强。但实践证明,企业中的任何个人,都无法实现仿真软件的价值兑现,最常见的表现就是“大拿迷局”。在企业中,“大拿”是公认的学识渊博、动手能力强的资深员工。这些人会在仿真的世界中迷失,说明仿真绝不仅仅是工具级的事。仿真软件是工具,但仿真工作决不可以各自为政。

       事实证明,仿真需要体系化保障。仿真的强大作用毋庸置疑,但航母再强大,也需要战斗群协同出海才能拥有力量,否则就是活靶子。战斗群中的任何一架装备单独出海,或者缺乏秩序化的合作战斗群,别说战斗力超强,能活着回来都难,包括航母自己。把仿真软件买来,发放给“大拿”们了事,无异于把一艘艘军舰散养在大海中。在《不能替换舶来品,就别谈自主仿真》一文中,我们引入了社会技术学,提出一套完整的仿真体系建设方法论,这套方法论可以看作是航母战斗群的联合作战方案。仿真既然是体系,就不是几个工程师能搞定的,需要在组织级层面予以关注和解决。

误区五:搞仿真平台就是搞信息化,是信息化部门的职责

       在现代企业中,信息化平台是基本配置,企业每年都会在信息化平台方面进行大量建设工作,这些建设往往由信息化部门负责。很多情况下,信息化部门确实可以胜任,只要业务单位配合,基本上都可以完成。所以,遇到仿真平台的项目,企业的第一反应也是交给信息化部门来完成。但最后发现,信息化部门遭遇了仿真平台“滑铁卢”。

       企业很多人给出的解释是“仿真这门学科专业性太强了,信息化部门无法理解”。这种解释有一定道理,但只看到了表面,也较片面,过分强调了仿真体系的技术因素。其实仿真体系是1+3+1构成的完整体系,技术因素只占1/5。信息化部门不能胜任的真正原因是企业仿真体系的缺失,而仿真体系的建设既非一日之功,也不是信息化部门的责任。平台可以提升仿真技术的应用效率,但没有体系做前提,仿真平台基本就是无本之木,无源之水,所以体系的欠债迟早要还,不要奢望通过仿真平台的搭建来解决仿真核心价值问题,也不要试图只用平台就破解“大拿迷局”。
 
责任编辑:程玥
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