軟件評估報(bào)告，選型對比報(bào)告，年年要，年年寫，每次都是扣腦殼拼拼湊湊，痛苦，有木有？

好吧，為了幫到有這樣需求的各位攻城獅們，這里梳理一下，來一個“全面而專業(yè)”的軟件評估和軟件選型的“標(biāo)準(zhǔn)模型”，專業(yè)又全面，客觀又公正，一看就是正經(jīng)的，在老板面前，也可以挺直腰桿，說話硬氣了。

來吧，從評估流程說起。

仿真軟件采購評估一般流程

決策流程牽涉到企業(yè)的方方面面，但大同小異，總體來說，會包括以下幾個階段：

市場分析

選擇參評的軟件廠商

調(diào)整和細(xì)化評估模型

市場研究

軟件評估

發(fā)布報(bào)告市場分析選擇分析的目標(biāo)市場，基于新技術(shù)發(fā)布的趨勢和用戶需要了解的市場變化，幫助客戶規(guī)劃，投資決策。

選擇參評的軟件廠商軟件評估不是要評估市場上所有同類軟件，而是進(jìn)行聚焦。根據(jù)市場份額、客戶數(shù)量、裝機(jī)數(shù)量、產(chǎn)品類型活其他定義的特征來選擇候選廠商。

調(diào)整和細(xì)化評估模型根據(jù)評估框架和待評軟件類別定義合適的評估指標(biāo)和權(quán)重。

市場研究舉行多種市場研究活動，比如：1.廠商演示和介紹；2. 與廠商推薦的客戶進(jìn)行座談；3. 與最終客戶進(jìn)行訪談；4. 分析社交媒體上的評論或反饋。

軟件評估采用評估模型，對軟件進(jìn)行全面評估，整理和分析評估數(shù)據(jù)。

發(fā)布報(bào)告根據(jù)評估的數(shù)據(jù)和結(jié)果編寫分析報(bào)告。

仿真軟件評估的三個維度

目前，市面上商用仿真軟件門類繁多，要了解所有的軟件，幾乎是不可能的，簡直比看懂巨額保險條款還難。那么，這里就不糾結(jié)于細(xì)枝末節(jié)了，而聚焦在主要矛盾上，怎么分類，怎么衡量，怎么考察？

簡單的來說，按照應(yīng)用領(lǐng)域來分，仿真軟件可分為兩大類：

通用仿真軟件，如ANSYS的系列專業(yè)軟件，奧泰爾的系列專業(yè)軟件；

專用仿真軟件，如隱身設(shè)計(jì)仿真軟件，冶金成型仿真軟件等。專用仿真軟件由于應(yīng)用面小，具有非常大的針對性，在易用性和模板化程度方面，往往更討喜。而工程設(shè)計(jì)中，靈活性和軟件的潛能開發(fā)，也是極其重要的方面。通用仿真軟件由于其良好的可開拓價值，成熟的底層算法和架構(gòu)，更全面的資源利用和可持續(xù)性，在仿真軟件市場上，具有絕對核心的市場地位。

這里討論的仿真軟件評估模型，主要針對通用仿真軟件，這樣的比較和評測更具有實(shí)際價值。

通用軟件需要面對各種各樣的仿真場景，不同的場景，所關(guān)注的功能以及功能的要求也不同，所以，在評估和對比的時候，就需要根據(jù)不同的場景做相應(yīng)的調(diào)整，最好能有量化的評估結(jié)果。

評估模型可從三個主要的維度進(jìn)行：

能不能？（功能點(diǎn)）

好不好？（成熟度）

具體場景需求功能是否滿足？（應(yīng)用場景）A. 功能點(diǎn)

此維度，主要在于考察軟件是否具備最通用最基本的交互、計(jì)算、優(yōu)化以及后處理方面的功能。這些功能往往是仿真應(yīng)用中最為基礎(chǔ)，最為入門的需求，直接關(guān)系到軟件在實(shí)際工程仿真中能不能成功應(yīng)用，以及應(yīng)用的效率和效果。

簡單的說，主要有以下幾個方面：

前處理，這部分功能主要包括，界面是否易用，是否成熟，是否高效，是否美觀

是否具備模型處理功能，是否可以實(shí)現(xiàn)模型的導(dǎo)入，修復(fù)，簡化等仿真必須功能

是否支持材料屬性的定義，比如頻變材料，溫變材料，各向異性材料，是否具有材料庫等與材料有關(guān)的功能

軟件是否具備網(wǎng)格剖分的功能，是否可手動劃分網(wǎng)格，是否支持網(wǎng)格剖分加速求解器，這部分功能主要包括，

求解器所采用的算法是否成熟

是否有多種算法，比如頻域算法體系的有限元算法，積分方程算法，是否具備加速方法，比如多層快速多極子算法，

是否具備時域算法功能

是否具備本征模及特征模求解功能

是否具有微放電求解功能

求解的核心邏輯以及精度保證策略如何掃參及優(yōu)化，這部分功能主要包括，

是否具備參數(shù)掃描功能

是否具備多參數(shù)優(yōu)化功能

是否具備與第三方優(yōu)化器（如Matlab）聯(lián)合優(yōu)化的能力

是否具備敏感度分析功能

是否具備數(shù)值實(shí)驗(yàn)（DOE）功能后處理，這部分主要包括

以上列舉的只是最基本的核心部分，有沒有所需要的功能，直接關(guān)系到軟件是否能用于實(shí)際工程問題，所以尤為重要。當(dāng)然，實(shí)際評估中，還需要根據(jù)單位自身的業(yè)務(wù)情況，重點(diǎn)考察與業(yè)務(wù)直接相關(guān)的具體功能點(diǎn)。

后處理結(jié)果提取，包括端口參數(shù)（SYZ參數(shù)）提取

場數(shù)據(jù)提取功能，如近場，遠(yuǎn)場提取功能

變激勵條件下，提取結(jié)果的重復(fù)計(jì)算代價

后處理的效率提升和模板定義，如腳本化后處理

特定領(lǐng)域的功能，如5G終端天線的CDF曲線，RCS領(lǐng)域的ISAR成像等B. 成熟度

這部分，主要價值在于基本功能滿足之后，擇優(yōu)軟件以提高效率和效果。當(dāng)今社會，工程研發(fā)領(lǐng)域的競爭日趨殘酷，本質(zhì)上是一場與時間賽跑的游戲，容不得懈怠和應(yīng)付。

主要可從以下幾個方面來考慮評估：

精度

我們研究問題，不管用什么樣的方式方法，都是一種對客觀存在的認(rèn)識和表達(dá)，比如用科學(xué)公式，用儀器儀表，用比對試紙，還是用仿真軟件，比對的標(biāo)準(zhǔn)，都是實(shí)驗(yàn)結(jié)果。所以，精度問題是一個相對問題，只有更好，沒有最好。凡事必有代價，需要取舍的是在可承受的代價范圍內(nèi)，獲取更為科學(xué)的有實(shí)際價值的結(jié)果。

對于仿真軟件的精度來說，本質(zhì)上，是一個數(shù)值逼近的過程，從幾何模型的離散化，到基函數(shù)定義，到矩陣構(gòu)建，到矩陣方程的求解，每一步都是一次數(shù)學(xué)上的近似，方法的適用性總是存在這樣那樣的局限性，因此，對于使用者來說，最需要關(guān)注的問題是，軟件用什么樣的策略，來達(dá)到精度和速度方面的平衡，以及如何規(guī)避軟件算法本身的局限性。

比如，為了降低對使用人員的依賴性，可采用軟件自適應(yīng)迭代的方式，用數(shù)值收斂的方式來強(qiáng)迫軟件達(dá)到數(shù)值上的精度可信度。大家都知道，這是Ansoft公司軟件采用的核心技術(shù)，該公司于2008年被ANSYS公司全資收購。

效率

時間就是金錢，如何能算得更快更準(zhǔn)永遠(yuǎn)是仿真工程師，尤其是仿真軟件的研發(fā)工程師們追求的目標(biāo)。

其一是采用好的算法，優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)的代碼；其二是提高并行規(guī)模和并行效率，比如多核并行，跨節(jié)點(diǎn)并行，多層級并行算法，GPU加速，云計(jì)算平臺支持等有關(guān)功能。

當(dāng)然，還有其三，就是應(yīng)用工程師對問題進(jìn)行合理簡化，加速計(jì)算過程的同時，把精度控制在合理范圍內(nèi)。不過這一點(diǎn)是跟人有關(guān)的，我們選擇購買軟件的時候，可以把這一點(diǎn)單列。通常情況下，不能要求應(yīng)用工程師都是大師級的應(yīng)用專家，即便是，大師如果把精力更多的集中在設(shè)計(jì)本身，一定更加有價值。

易用性

再好的核心算法，也需要好的用戶交互方式，達(dá)到人機(jī)合一，高效完成任務(wù)。這部分的影響因素，一是軟件的總體框架，二是軟件的使用界面。

擴(kuò)展性

軟件不可能做到無所不包，窮盡所有可能的功能。所以，軟件需要具備一定的開放性，用于彌補(bǔ)本身功能的局限。所以軟件最好能夠具備開放的接口，具備二次開發(fā)的支持，具備多學(xué)科，多軟件的協(xié)同功能。

美觀度

軟件的美觀度雖然是仁者見仁智者見智的事情，不過對于使用者來說，其實(shí)也是不容忽視的一個方面。巨丑無比的界面，如果不是不可替代，誰還會繼續(xù)堅(jiān)持用下去呢？

市場認(rèn)可度

跟買車一樣，保有量少的車，后期的維護(hù)費(fèi)用，配件供給，服務(wù)，都難以為繼，仿真軟件門檻高，對開發(fā)公司的實(shí)力要求極高，而公司的運(yùn)營完全依賴于市場的營業(yè)額，很難想象，一個小眾軟件，經(jīng)過若干年的市場優(yōu)勝劣汰之后，還能保持健康的維護(hù)升級和更新。而沒有升級和更新的軟件產(chǎn)品，就如同Windows xp在微軟宣布不再維護(hù)以后，如同一個棄兒，逃不掉自生自滅的命運(yùn)。

市場認(rèn)可度主要從三個方面來看，一是用戶基數(shù)，二是基數(shù)支持的實(shí)力，三是在用戶群里的口碑指數(shù)。C. 應(yīng)用場景

不同的應(yīng)用場景，所關(guān)注的具體功能和需求也是有差別的，這個維度主要是針對具體的應(yīng)用領(lǐng)域，提出一些特定的功能需求和考察項(xiàng)目。

以高頻電磁場仿真軟件為例，其應(yīng)用場景主要可分為如下一些種類：

1.常規(guī)天線

這個領(lǐng)域是高頻的經(jīng)典應(yīng)用領(lǐng)域，相對難度最小，最成熟，也是最考驗(yàn)軟件基礎(chǔ)實(shí)力的領(lǐng)域。主要關(guān)注的關(guān)鍵技術(shù)包括：

端口類型，端口定義

共形建模和仿真

疊層建模和仿真

天線匹配結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化

邊界的模擬條件2.陣列天線

相控陣是炙手可熱的高頻應(yīng)用場景，也是軍工和5G為代表的高科技領(lǐng)域最為核心的技術(shù)之一，技術(shù)難度最大，最受關(guān)注，也最能體現(xiàn)軟件的綜合實(shí)力。主要關(guān)注的關(guān)鍵技術(shù)包括：

天線庫與天線單元

快速陣列建模能力

大型陣列天線快速計(jì)算能力

相控陣快速掃描能力

相控陣輻射特性快速評估

平面疊層結(jié)構(gòu)陣列天線

饋電網(wǎng)絡(luò)與陣列一體化設(shè)計(jì)和仿真能力

陣列可靠性仿真能力及有關(guān)的擴(kuò)展性3. 終端天線

在5G，IoT蓬勃發(fā)展的今天，終端作為極其重要又?jǐn)?shù)量最為眾多的一個部分，市場空間最大最分散，目標(biāo)體積最小最靈活多樣，對陣列天線的設(shè)計(jì)要求也越高。在毫米波頻段，更加需要特別考察有關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)，包括：

天線模型貼附功能，解決共形建模問題

場路協(xié)同功能，解決封裝天線問題（Aip）

場路協(xié)同功能，解決天線匹配調(diào)諧問題

特征模功能

頭、手模型對天線性能影響

頭、身體、SAR仿真

終端產(chǎn)品整機(jī)仿真能力，包括復(fù)雜模型網(wǎng)格剖分，模塊化建模，頻變材料，高性能計(jì)算，分布式掃參功能

平面疊層結(jié)構(gòu)的建模和仿真能力4. 天線罩

天線罩作為一個特定的類別，其問題特征很明顯，就是模型復(fù)雜度高，尤其是帶FSS的天線罩，主要需要特別考察的功能包括：

天線罩建模能力，天線-天線罩一體化建模能力，以及依據(jù)材料特性的建模，設(shè)計(jì)和優(yōu)化能力

FSS設(shè)計(jì)建模能力

FSS天線罩的建模和仿真能力，包括共形建模功能，復(fù)雜網(wǎng)格剖分功能，大規(guī)模計(jì)算能力

大規(guī)模計(jì)算和優(yōu)化能力5. 目標(biāo)特性

電磁隱身屬于專用領(lǐng)域的關(guān)注問題，一般用于軍工，隨著ADAS，目標(biāo)感知等新興技術(shù)的使用，在民用領(lǐng)域也具有一定的應(yīng)用前景。需要關(guān)注的主要功能包括：

復(fù)雜模型建模和預(yù)處理能力，包括

模型導(dǎo)入，簡化，修復(fù)能力

復(fù)雜模型的網(wǎng)格剖分能力

目標(biāo)表面反射特性建模能力

涂層模擬及優(yōu)化能力

腔體目標(biāo)的仿真計(jì)算能力

天線等強(qiáng)輻射結(jié)構(gòu)的RCS仿真能力超電大計(jì)算能力，主要考察超電大問題的算法，以及 高性能計(jì)算的支持規(guī)模和并行加速效果

后處理功能，主要包括ISAR，Range-Doppler成像，以及Rang Profile成像功能6. 微波電路與器件

該應(yīng)用場景屬于經(jīng)典應(yīng)用領(lǐng)域，雖然在早期發(fā)展階段，仿真技術(shù)就是基于這部分應(yīng)用而進(jìn)行的，到今天，還依然有不少較為挑戰(zhàn)的問題。需要關(guān)注的主要技術(shù)功能包括：

模型復(fù)用能力，如部件建模，部件裝配，模型加密共享等現(xiàn)代化協(xié)作式研發(fā)所需要的功能

有源和無源部件協(xié)同仿真能力

設(shè)計(jì)探索功能，包括伴隨求導(dǎo)，實(shí)時調(diào)諧，參數(shù)掃描，自動優(yōu)化，敏感度分析，以及數(shù)值實(shí)驗(yàn)等新興技術(shù)的使用

多層平面結(jié)構(gòu)的建模和仿真能力

可靠性仿真能力，如跨學(xué)科問題，電熱耦合等問題7. 無線電總體

這個應(yīng)用領(lǐng)域主要包括航電，OEM車廠，基站，各種多功能終端，載車，船舶等的無線電總體部門關(guān)注的多射頻系統(tǒng)問題，屬于比較專門的應(yīng)用領(lǐng)域。主要需要考察的技術(shù)包括：

系統(tǒng)鏈路的建模和模擬能力，如指標(biāo)分配，裕量設(shè)計(jì)

系統(tǒng)可靠性，電-熱-結(jié)構(gòu)方面的耦合問題

共址干擾，天線布局仿真能力

射頻系統(tǒng)干擾問題的模擬和仿真能力8. 汽車電子

汽車電子作為一個單獨(dú)的領(lǐng)域，主要是由于近年來的自動輔助駕駛技術(shù)（ADAS）的發(fā)展以及智能網(wǎng)聯(lián)汽車（v2X）技術(shù)的發(fā)展，值得將目光單獨(dú)聚焦到新興汽車電子這個專門的領(lǐng)域，來考慮以下這個方面所需要的關(guān)鍵技術(shù)。主要包括：

8. 其他應(yīng)用場景

電磁場和電磁波是現(xiàn)代電子系統(tǒng)中非常核心的應(yīng)用支撐，所以高頻電磁場的問題五花八門，無法一一窮盡，這里列舉了主要的一些場景，供大家參考，限于能力所限，未觸及的部分，歡迎大家多多提意見，如果能幫到行業(yè)里面有類似需求的朋友，將是莫大的榮幸。

車載天線設(shè)計(jì)

整車環(huán)境下天線性能仿真能力

整車系統(tǒng)級抗干擾問題模擬能力，包括天線建模，與供應(yīng)鏈協(xié)作仿真能力（知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)），整車電磁兼容抗干擾仿真能力

ADAS系統(tǒng)毫米波雷達(dá)仿真能力，包括

道路、地形及建筑物模擬

車輛動態(tài)場景模擬

雷達(dá)參數(shù)定義

時域場景仿真能力

多普勒效應(yīng)分析V2X系統(tǒng)仿真能力，包括

天線及天線系統(tǒng)

射頻通道與射頻干擾

物理信道建模能力

動態(tài)場景模擬能力結(jié)語

限于知識和眼界，無法做到面面俱到，但求從應(yīng)用者的角度出發(fā)，為應(yīng)用工程師們拋磚引玉，將高頻仿真軟件的選型和評估對比的有關(guān)因素羅列一二，希望幫到有需要的朋友們。

群眾的眼睛是雪亮的，歡迎任何建議和意見，接受一切合理的批評和指正！