从3G到5G,从数字线索、数字挂毯到数字孪生,再到虚实交融的扩展现实——这些技术跃迁看似发生在通信与制造领域,实际上正在悄悄引爆一场"工程仿真革命"。产品复杂度不断攀升,市场对"更快、更省、更精"的仿真结果的需求也随之水涨船高。
在这样的背景下,越来越多企业开始意识到:仅仅拥有仿真软件和工程师是不够的,仿真能力必须被当作一项需要治理的企业战略资产来对待。
建立仿真治理战略,是企业培育仿真能力、建立内部信心的必经之路。它首先是一个"人、流程、技术"三位一体的经典管理命题,需要企业高层明确表态:仿真将如何服务于产品研发、制造与生命周期决策。
仿真治理,是高层管理者制定的政策与制度,用来确保仿真工作真正服务于公司的战略愿景,并与财务、法务、知识产权、IT等既有治理体系相互呼应。
仿真管理,则是把治理的意图落到实处——建立一个协同的组织,统筹人员、流程与技术,在产品全生命周期中执行有限元分析、计算流体力学、多体动力学等各类工程仿真任务。

如果说治理回答的是"为什么",管理回答的就是"怎么做"。围绕"工程仿真管理"这一核心,企业需要在六个方向上同时发力,并始终被仿真治理的政策与制度所包裹。

仿真治理不只是仿真部门自己的事。历史上许多经典的产品失效案例,根源恰恰在于管理层面——没有对"仿真驱动的决策"做充分的风险评估。
要把仿真治理真正落地,需要执行管理层、中层管理者与一线主管形成合力,而不是把责任全部压在仿真工程师身上。
与中层管理者、仿真专家共同制定并落实治理政策与制度
确保各产品线的仿真工作与公司战略愿景保持一致
推动仿真能力的标准化、知识沉淀与基于风险的决策
建立跨设计、工程、制造、IT、测试与运维的组织架构
参与治理政策与制度的制定和执行
统筹人员与流程,落实验证、确认与不确定性量化的质量保证
通过持续培训与导师制,建设团队的技术能力
保障仿真软件与IT基础设施的可用性与持续优化
对接客户,确保仿真交付物符合预期
推动仿真功能与物理测试、制造、运维的全生命周期集成
与中层管理者协作,把仿真任务分派给合适的工程人员
确保任务执行过程符合流程规范与质量要求
物联网带来的数据洪流、网络安全与互联互通的新要求,正在倒逼仿真技术加速演进。越来越多面向未来的企业,已经把工程仿真用于制定技术决策乃至商业战略;一些企业的计算模型甚至与在役系统实时耦合,成为在线监测与控制的一部分。
企业在人才、软件与高性能计算上投入巨大,却未必能兑现仿真应有的技术与商业价值。谁能更好地驾驭这些能力,谁就能在产品与制造系统的开发中占据先机。推行仿真治理,核心是希望企业获得以下几种能力:
在组织的各个层级,一致地管理仿真工作
为仿真规划并配置技术资源与人力资本
建设仿真能力,在全公司范围内建立对仿真的信任与理解
确保仿真结果可重复、可信赖、足够稳健
对仿真用户与客户,严谨地管理流程、数据与知识产权
为仿真工作提供稳定的硬件、软件与运维支持
对仿真的信心,最终来自企业能否在虚拟环境中真实还原产品、流程或系统在实际工况下的表现——这依赖于标准化的工作流程、严谨的验证确认体系,以及长期积累的经验。
在企业数字化转型的进程中,管理者越来越多地要基于仿真结果做决策,也因此必须直面随之而来的风险评估问题。这需要企业客观评估仿真结果的可信度,综合考量客户需求匹配度、软件可靠性、数值精度、不确定性量化、数据质量与可追溯性、人员能力等多重因素,从而判断仿真流程的"成熟度"。
这类评估能帮助管理层监控仿真预测能力是否满足业务需求、识别短板并排定改进优先级,也让决策者更清楚仿真的强项与局限,进而理解"基于仿真做决策"这件事本身所附带的风险。因此,推动并落实仿真可信度与成熟度评估,是管理层不可回避的职责。
好消息是,仿真治理所需要的许多组织基础,其实企业早已具备——只是过去没有专门为仿真而扩展。比如仿真数据的管理方式,完全可以参照产品设计数据管理的成熟经验:哪些信息该被多个团队共享,哪些该被归档以备未来调用,这些问题的答案是相通的。多数企业已经有成熟的物理测试管理体系,但只有少数走在前沿的企业,才真正建立起了虚拟测试管理体系和仿真过程与数据管理(SPDM)方案。
NAFEMS 仿真治理与管理工作组(SGMWG)致力于倡导并完善与工程建模、分析和仿真相关的最佳实践,推动仿真管理实践与快速发展的技术同步演进,提升虚拟工程建模与仿真流程的生产力和质量,并推动相关要求与标准的制定,惠及全球工程分析与仿真社区。
工作组的使命,是打造一个厂商中立、由终端用户驱动的联盟,推动仿真流程与技术管理各方面实践的发展;其愿景是让保障仿真质量与可靠性的流程、规范与最佳实践,在所有使用虚拟工程建模与仿真技术的企业中,被当作真正的战略资产来采纳。
英国政府科学办公室,《计算建模:技术的未来》,2018年2月20日。
W. L. Oberkampf, M. Pilch,《面向管理者的仿真验证与确认》,NAFEMS,2017年。
J. F. Imbert, W. L. Oberkampf,《计算仿真成熟度评估方法综述》,2017年NAFEMS世界大会,斯德哥尔摩。
NASA-STD-7009A,《模型与仿真标准》,美国国家航空航天局,2016年12月7日。
W. L. Oberkampf, M. Pilch, T. G. Trucano,《计算建模与仿真的预测能力成熟度模型》,桑迪亚国家实验室,SAND2007-5948,2007年10月。
NAFEMS
国际工程建模、分析与仿真协会
内容改写自 NAFEMS《What is Simulation Governance and Management?》· nafems.org