国产‘塑性成形仿真软件BF’替代方案

【引言】国外目前具有多款国际知名CAE通用软件品牌（如ANSYS、ABAQUS、MSC等），能够对通用材料及常用工艺进行模拟计算并优化，软件计算收敛性强，计算精度高，速度计算快，工程应用可信度较高。国外一些商业CAD和CAM软件直接嵌入CAE功能，形成集设计-仿真-加工为一体化的数字化制造模式，大大提高了研发效率。国外软件公司完全掌握CAE和CAD核心内核算法，同时还开放二次开发接口，允许用户嵌入自己的材料模型和工艺模型。国外软件一般自带常用材料数据库和工艺数据库，包括一些设备参数，可以引导用户对一些常用材料和工艺的仿真计算，同时也允许对工艺数据库自行扩充。

目前我国80%以上的研发设计类软件依赖国外，相当于80%的产品开发和创新能力由国外控制，长此以往将存在创新空心化风险。表现在：（1）基本完全依赖国外商业模拟软件，缺少国内自主版权软件，具有国际知名度的仿真软件公司国内几乎没有；（2）企业自身缺乏专业数值模拟队伍，一般集中于高校服务，模拟与生产脱钩，工艺参数输入与实际不符，计算结果可信度不高；（3）制造企业使用CAE模拟软件普及度不高，大部分仍停留在工艺试验水平上，试验成本高；（4）缺乏专业软件开发队伍，对于特殊工艺缺少专业软件支撑，只能在商业软件基础上进行二次开发；自开发软件计算速度与精度与国外软件差距较大；（5）国内对于冷热加工材料衍化机理和工艺机理研究水平不高，工艺数据库与专家系统不完善，模拟结果与生产实际缺少验证和修正及优化环节，对工艺优化和新工艺开发创新程度不高。（6）国内制造工艺平台大多仍处于“信息孤岛”状态，企业服务能力较弱，缺乏工业知识、工艺经验、技术诀窍、制造知识和方法的数字化集成和系统化工作。

在中美贸易摩擦的大背景下，工业软件将成为大国科技角力的命门之一，因此亟需工业软件的国产化替代。为此，北京机电研究所有限公司率先自主自研开发“塑性成形工艺全流程仿真软件”（BRIMET-Forming），通过该软件在国内锻造行业内的推广将普及有限元数值模拟仿真技术在生产企业内一般技术人员的使用，从而逐渐提高国内整体行业的工艺设计技术水平，提升关键产品的国产化生产能力。引导锻造企业从逆向工程转向正向设计，从仿真设计验证转向仿真驱动设计，同时奠定工业软件工具研发基础。