引言

国内年轻的科技工作者可能很难理解，为什么一批年过半百的专家学者一直在为国产CAE软件奋笔疾书、摇旗呐喊。事实上，国产结构分析软件的发展经历过辉煌，也承受过苦难，有过丰富的工程实践，也有过艰难的生存挣扎，曾经与国际先进水平已无限接近，但最终却悄无声息。在国产CAE软件发展较为辉煌的阶段，计算力学界大师级人物纷纷投身其中，各大型军工单位也专门设立软件室来编制仿真软件，计算力学专业成为当时最热门的力学分支之一。

回顾国产结构分析软件的发展历程，大致可分为辉煌起步（1970S-1990S）、遏制冲击（1990S-2000S）、依赖放弃（2000S-2018）、觉醒突围（2018至今）四个阶段。

国产结构分析软件发展的四个阶段

HAJIF软件

1976～1979年，以航空工业部牵头、在著名计算力学专家冯钟越的带领下，成功开发了航空结构线性分析有限元程序系统HAJIF-I，这是我国航空领域第一个大型结构静力分析系统，从求解大型复杂结构的规模和效率来看，都达到了同期国外结构分析软件的水平。HAJIF-I在两年内应用到了四种当时在研的飞机型号上，实现了飞机部件与整机结构的变形与应力分析。其后，中国飞机强度研究所又相继研发了HAJIF-II、YIDOYU、HAJIF-Ⅲ、VEP、COMPASS、HAJIF（X）等系列结构分析与优化软件，并六次获得国家科技进步奖。

图1：HAJIF-Ⅲ研发人员合影

JIGFEX软件

1981年，大连理工大学在钱令希院士、钟万勰院士的带领下成功研制了通用有限元分析与优化设计软件JIGFEX，将有限元分析同优化设计合二为一，改变了当时结构分析软件只能仿真分析而不能优化设计的观念，并应用到气垫船、重庆长江大桥等工程结构的分析与设计中。

图2：钱令希与JIGFEX程序开发人员合影

FEPG软件

1983年，中科院数学所的梁国平教授开始研究有限元程序自动生成系统FEPG，用户只需输入有限元方法所需的各种表达式和公式，即可由FEPG自动生成全部有限元计算的源程序。由于FEPG具有良好的开放性和兼容性，可以广泛应用于多个工业领域，后发展成为“飞箭”公司。

图3：梁国平教授参加FEPG产品推介

SAP84软件

1984年，在美国结构分析软件SAP软件源码的基础上，北京大学力学系袁明武教授主持开发了SAP84。经过大量的自主创新和升级改造，SAP84的功能已远远超过了当时的SAP，并应用到了长江三峡大坝的初步设计、黄河小浪底枢纽工程抗震分析等重大工程中。

图4：袁明武教授讲述开发SAP84的情景

除此之外，这一时期国内还诞生了一大批结构分析软件，如郑州机械研究所研制的“紫瑞CAE”、吉林大学胡平教授团队开发的KMAS软件等。

总体来说，这一时期国内的结构分析软件呈现出百花齐放的格局，众多军工单位、科研院所和高校的研究人员投身其中，研发出了一系列与国外同类产品相比毫不逊色的国产结构分析软件，且结合当时国内的工业条件和工业需求，解决了大量的工程问题。

2、遏制冲击（1990S-2000S）

上世纪90年代以来，国外商业CAE软件进入了稳定的商业化运作阶段，大批国外软件涌入国内，采用灵活的市场战略和免费、盗版等推广策略逐步占领了国内市场，遍及国内的各个行业。由于国外商软良好的通用性和友善的用户体验性，很快便占领国内CAE市场，较为“原始”的国产结构分析软件逐渐被市场抛弃。

同时，这一时期正值国产结构分析软件研发团队新老交替，由于缺乏商业化运作，在国家层面失去了持续的经费支持，软件的维护后继乏人，软件版本的升级发展更是举步维艰。内忧外患导致国产结构分析软件发展步伐相对缓慢，逐渐拉开了与国外商业软件的差距。

为了遏制国外商软的冲击，国产软件转而以工程专用为主，融入国内研制规范和工程数据，其在计算能力和功能上与通用软件相比有显著优势，并在一定范围内成功应用于装备研制。如中国飞机强度研究所开发的飞机着陆和滑跑载荷优化设计系统ALTLAS、飞机结构三维温度场分析软件ASTSA等专用软件，为多个型号的成功研制提供了技术支撑。

图5：飞机起落架专用软件ALTLAS

3、依赖放弃（2000S-2018）

这个阶段也正是国产结构分析软件的至暗时代，国家没有专门投资渠道，市场上也没有足够回报，单纯依赖软件很难养活整个研发团队，人才流失非常严重，很多软件研发团队缺乏经费支持，依靠自身力量难免单薄，不得不放弃自主研发。在这个阶段能够坚持进行系统级软件研发的团队屈指可数，仅有个别团队或借助国家课题研究，或通过提供技术服务在苦苦支撑。

4、觉醒突围（2018至今）

这个阶段，国内科研院所和高校开始重新开发或升级原有的结构分析软件系统，如中国飞机强度研究所推出了HAJIF软件的新版本，大连理工大学推出了SiPESC软件新版本，元计算公司推出了FELAC软件新版本等。

图6：HAJIF软件六大模块

与此同时，国内陆续出现了一批商业化的软件公司，开始研发和推广各具特色的结构分析软件，如上海索辰公司推出的Virgo、大连因特仿真公司推出的INTESIM、重庆励颐拓公司推出的LiToSim、上海数巧公司推出的云CAE软件Simright、青岛数智船海公司推出的FastCAE、北京云道智造公司推出的Simdroid等，不断为国内工业软件注入新的活力。

结束语

回首看走过的路，国产结构分析软件研发历经艰辛，也曾经辉煌，一批批科技人员数十年如一日坚守在国产软件这片土地，积累了丰富的研发经验，传承了专业的知识，锻炼了人才与队伍。

虽然国产结构分析软件目前面临的现实不容乐观，国产结构分析软件发展的道路道阻且长，国产结构分析软件与国际先进水平之间存在较大差距，但随着国家对国产工业软件的重视，一批计算力学专家及有志之士对国产结构分析软件全心投入，各个国产软件研发团队的研发热情也与日高涨，国产结构分析软件未来一定会走出低迷，走向新的辉煌！