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云道智造：探索用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)模式解決工業(yè)軟件“卡脖子”難題

作者： 2021年07月27日 來(lái)源： 瀏覽量：
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中國(guó)工業(yè)報(bào)周寶冰 　　發(fā)展工業(yè)軟件，路如何走？工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展給突破工業(yè)軟件“卡脖子”現(xiàn)狀提供了一個(gè)新的思路和模式。 　　中國(guó)工業(yè)報(bào)走訪發(fā)現(xiàn)，作為國(guó)內(nèi)垂直于CAE領(lǐng)域的工業(yè)軟件企業(yè)，云道智造以自主仿真內(nèi)核
　　中國(guó)工業(yè)報(bào) 周寶冰
　　發(fā)展工業(yè)軟件，路如何走？工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展給突破工業(yè)軟件“卡脖子”現(xiàn)狀提供了一個(gè)新的思路和模式。
　　中國(guó)工業(yè)報(bào)走訪發(fā)現(xiàn)，作為國(guó)內(nèi)垂直于CAE領(lǐng)域的工業(yè)軟件企業(yè)，云道智造以自主仿真內(nèi)核為本，以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為基（工業(yè)仿真PaaS平臺(tái)），以大眾化、零門(mén)檻仿真APP為載體，推進(jìn)CAE關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新及商業(yè)模式創(chuàng)新，實(shí)踐普惠仿真的理念。
　　7月9日，由工業(yè)和信息化部信息技術(shù)發(fā)展司指導(dǎo)，中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院聯(lián)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)創(chuàng)新合作中心發(fā)起的“領(lǐng)潮而行·中央媒體零距離探訪工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)企業(yè)行活動(dòng)”到訪北京云道智造科技有限公司。
　　北京云道智造科技有限公司創(chuàng)始人屈凱峰說(shuō)：“互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)的融合，一方面是萬(wàn)物互聯(lián)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，另一方面則是以互聯(lián)網(wǎng)的模式重構(gòu)工業(yè)軟件。互聯(lián)網(wǎng)與仿真的融合，將真正對(duì)仿真軟件產(chǎn)生巨大的沖擊。”云道智造正是采用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的模式重構(gòu)仿真軟件，解決仿真軟件“卡脖子”難題，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)仿真技術(shù)的普惠應(yīng)用。

　　布局自主CAE，劍指國(guó)產(chǎn)替代
　　中國(guó)工業(yè)技術(shù)軟件化產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟于6月發(fā)布的《中國(guó)工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)白皮書(shū)（2020）》指出，我國(guó)工業(yè)軟件存在缺乏體系化競(jìng)爭(zhēng)力、核心技術(shù)缺失導(dǎo)致產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力不足、人才短缺師資嚴(yán)重流失、以及工業(yè)軟件和工業(yè)深度融合不足等問(wèn)題。其中，研發(fā)設(shè)計(jì)類(lèi)工業(yè)軟件國(guó)產(chǎn)化率不足5%。
　　以CAE為例，近些年，通用CAE產(chǎn)品市場(chǎng)有所突破，但關(guān)鍵技術(shù)自主可控程度較低，產(chǎn)品化、集成化、規(guī)模化嚴(yán)重不足。專(zhuān)用CAE軟件、系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)仿真軟件在仿真內(nèi)核方面自主程度較高，但覆蓋度、成熟度、易用性仍有待時(shí)日。
　　一方面，制造強(qiáng)國(guó)、質(zhì)量強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略推動(dòng)著大量制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，激發(fā)了企業(yè)對(duì)工業(yè)軟件的內(nèi)生需求；另一方面，嚴(yán)峻的國(guó)際環(huán)境使工業(yè)軟件國(guó)產(chǎn)替代日漸高漲，然而供給側(cè)不足的現(xiàn)狀，形成客觀掣肘。
　　2012年，屈凱峰提出“仿真平臺(tái)+仿真APP”的工業(yè)軟件發(fā)展模式，是第三代仿真軟件系統(tǒng)的典型代表。2014年3月，云道智造在清華科技園成立，致力于實(shí)現(xiàn)仿真軟件自主化和仿真技術(shù)大眾化。
　　CAE的關(guān)鍵技術(shù)之一是求解器，可以通俗理解為一個(gè)復(fù)雜的算法模型，一個(gè)通用的求解器，內(nèi)置了通用的物理規(guī)律及數(shù)學(xué)算法。而針對(duì)不同物理場(chǎng)的計(jì)算，需要開(kāi)發(fā)不同的求解器，以便得到最佳的求解結(jié)果。
　　基于自主統(tǒng)一的求解器架構(gòu)，云道智造開(kāi)發(fā)了固體力學(xué)、流體力學(xué)、電動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)四大物理場(chǎng)通用求解器，目前已實(shí)現(xiàn)主流商業(yè)仿真軟件的大部分常用功能，為仿真軟件的自主化打下基礎(chǔ)。2017年，公司推出基于自主仿真內(nèi)核的仿真PaaS平臺(tái)Simdroid V1.0，如今已更新迭代至4.0版本。Simdroid提供圖形交互式的仿真建模環(huán)境和完全無(wú)代碼化的仿真APP開(kāi)發(fā)環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)建模仿真和仿真APP便捷開(kāi)發(fā)。
　　基于Simdroid開(kāi)發(fā)的海量各行各業(yè)仿真APP將集中在仿真APP商店Simapps（www.simapps.com）中呈現(xiàn)。對(duì)于廣大用戶(hù)來(lái)說(shuō)，不用理解仿真PaaS平臺(tái)和仿真APP的開(kāi)發(fā)過(guò)程，不需要安裝任何仿真軟件，只需登陸仿真APP商店，就可以找到所需的仿真APP，在云上完成計(jì)算，或?qū)⒎抡鍭PP編譯下載到本地長(zhǎng)期重復(fù)使用。


　　云道智造以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的模式打造仿真軟件，突破了大型軟件本地化部署的傳統(tǒng)。這帶來(lái)了一系列的變化，其中之一，就是仿真技術(shù)的普惠應(yīng)用成為可能。

　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：工業(yè)軟件新賽道
　　2012年，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，IIoT）概念初起，互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)應(yīng)用及平臺(tái)經(jīng)濟(jì)影響日甚，制造業(yè)+互聯(lián)網(wǎng)的理念日漸成熟。經(jīng)過(guò)多年發(fā)酵，在政府引導(dǎo)、市場(chǎng)主導(dǎo)、應(yīng)用推動(dòng)下，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)走向體系化。
　　平臺(tái)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心，是面向制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化需求，構(gòu)建基于云平臺(tái)的海量數(shù)據(jù)采集、匯聚、分析服務(wù)體系，支撐制造資源泛在連接、彈性供給、高效配置。這其中，就包括工業(yè)軟件的平臺(tái)化配置。
　　傳統(tǒng)上，CAE的部署和應(yīng)用成本高昂，一是資金二是人才。一方面，隨著軟件技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用推動(dòng)，仿真分析一體化逐漸主導(dǎo)主流市場(chǎng)，通用型設(shè)計(jì)仿真軟件日漸“大眾化”；另一方面，2012年以來(lái)，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)研發(fā)類(lèi)工業(yè)軟件代表企業(yè)如達(dá)索系統(tǒng)、西門(mén)子、PTC、Autodesk等，先后啟動(dòng)和落實(shí)不同的云化戰(zhàn)略，路徑略有不同但方向相近。
　　在這種情況下，尤其是在國(guó)產(chǎn)化率極低的不利局面下，新興的國(guó)產(chǎn)CAE軟件要想占有一席之地，業(yè)務(wù)模式創(chuàng)新是必由之路。仿真技術(shù)+互聯(lián)網(wǎng)，不僅能降低應(yīng)用成本，還將使“大師”走下“神壇”，普通的工程師也能做仿真分析。尤其是低代碼平臺(tái)的應(yīng)用，提升了平臺(tái)的供給能力。
　　工業(yè)軟件國(guó)產(chǎn)化最大的難題是用戶(hù)的切換成本。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+仿真軟件，天然解決了這一問(wèn)題。與此同時(shí)，由于仿真模型是數(shù)學(xué)模型，容易做成互聯(lián)網(wǎng)化，有助于形成海量的APP。
　　在產(chǎn)品路線(xiàn)上，傳統(tǒng)仿真軟件經(jīng)歷了從面向?qū)W科、面向行業(yè)到面向產(chǎn)品的演進(jìn)，如今，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)，其基本形態(tài)將向“通用仿真平臺(tái)+專(zhuān)用工具（仿真APP）”發(fā)展。這就是說(shuō)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提供了新的工業(yè)軟件的供給形式。
　　這確實(shí)是一條新路。雖然走的人（企業(yè)）已經(jīng)很多，但起點(diǎn)基本相同。同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)客觀上還創(chuàng)造了新的供求關(guān)系，將催生巨大的增量市場(chǎng)。例如大量中小企業(yè)對(duì)工業(yè)軟件的“散、專(zhuān)、快、廉”的需求匯集。
　　這給未來(lái)市場(chǎng)格局的變化增加了變數(shù)。而正是因?yàn)閲?guó)產(chǎn)化率不足，工業(yè)軟件還是價(jià)值洼地。“互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與工業(yè)的融合，給中國(guó)工業(yè)軟件的發(fā)展提供了開(kāi)辟新賽道的機(jī)會(huì)。”屈凱峰說(shuō)。

　　打造自主仿真軟件新生態(tài)
　　屈凱峰強(qiáng)調(diào)，云道智造著力打造“工業(yè)蘋(píng)果/安卓”系統(tǒng)，以一個(gè)統(tǒng)一的開(kāi)放不開(kāi)源的仿真引擎作為底層平臺(tái)（仿真“操作系統(tǒng)”），支持面向各種工業(yè)仿真應(yīng)用場(chǎng)景的仿真APP開(kāi)發(fā)和運(yùn)行。
　　這個(gè)體系的軟件架構(gòu)，采用“操作系統(tǒng)+應(yīng)用軟件”的分層解耦模式，使主要依賴(lài)基礎(chǔ)理論的“數(shù)學(xué)層”、依賴(lài)軟件開(kāi)發(fā)的“軟件層”和依賴(lài)工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景知識(shí)的“物理層”解耦分離，在技術(shù)上支持各個(gè)層面的分層協(xié)同開(kāi)發(fā)。
　　在商業(yè)模式上，放棄了單純的賣(mài)軟件模式，通過(guò)多層次商業(yè)協(xié)作機(jī)制和平臺(tái)，使數(shù)學(xué)層的求解器、物理層的專(zhuān)業(yè)場(chǎng)景化應(yīng)用（APP）都能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模社會(huì)化交易和復(fù)用，用“眾創(chuàng)、眾包、共享”的生態(tài)化模式發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的工業(yè)軟件。
　　最后，眾多仿真APP在仿真APP商店中集中呈現(xiàn)，用戶(hù)直接在仿真APP商店中搜索、購(gòu)買(mǎi)、使用所需的仿真APP。如果沒(méi)有找到合適的APP，可以聯(lián)系類(lèi)似APP的開(kāi)發(fā)者進(jìn)行定制開(kāi)發(fā)。
　　發(fā)展過(guò)程中，云道智造拒絕了一些誘惑，例如不做代理業(yè)務(wù)。當(dāng)然，作為新的商業(yè)模式，必然存在冷啟動(dòng)的問(wèn)題，產(chǎn)品的發(fā)展、APP的積累都需要時(shí)間。
　　LNG（液化天然氣）全容儲(chǔ)罐是石油化工企業(yè)的一個(gè)個(gè)性化定制的基礎(chǔ)設(shè)施，該產(chǎn)品尺度大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要對(duì)該復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值建模，完成復(fù)雜工況的計(jì)算和組合分析。中海油與云道智造合作開(kāi)發(fā)的全容儲(chǔ)罐分析設(shè)計(jì)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了全參數(shù)化建模、基于規(guī)范的載荷工況定義與工況計(jì)算、非線(xiàn)性校核計(jì)算以及優(yōu)化設(shè)計(jì)，是業(yè)內(nèi)首款全容儲(chǔ)罐快速建模、仿真、校核一體化系統(tǒng)。
　　在電子信息行業(yè)，通用CFD軟件在建模、前處理和求解設(shè)置上都過(guò)于復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)快速的建模和分析，不能滿(mǎn)足行業(yè)發(fā)展需求。云道智造獨(dú)立開(kāi)發(fā)的電子設(shè)備熱可靠性分析專(zhuān)用軟件Simetherm，解決了電子設(shè)備在各類(lèi)復(fù)雜環(huán)境下的可靠性分析難題。該軟件可成熟應(yīng)用在通訊制造業(yè)、電子元件制造業(yè)、軍工以及航空航天等工業(yè)中，幫助企業(yè)進(jìn)行熱設(shè)計(jì)方案對(duì)比驗(yàn)證，識(shí)別潛在設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，縮小試驗(yàn)范圍，從而降低產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期。
　　《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2021-2023年）》指出，要利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，突破研發(fā)、生產(chǎn)、管理等基礎(chǔ)工業(yè)軟件，加速已有工業(yè)軟件云化遷移，增強(qiáng)工業(yè)軟件供給能力，提升供給質(zhì)量。加強(qiáng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)技術(shù)的融合與帶動(dòng)提升。
　　6月7日，工信部信息技術(shù)發(fā)展司司長(zhǎng)謝少鋒在2021中國(guó)工業(yè)軟件大會(huì)上表示，將強(qiáng)化對(duì)工業(yè)軟件關(guān)鍵技術(shù)軟件的重點(diǎn)支持。在提升產(chǎn)業(yè)鏈，堅(jiān)持補(bǔ)短板方面，推動(dòng)工業(yè)軟件、行業(yè)應(yīng)用軟件、新型平臺(tái)軟件、重點(diǎn)領(lǐng)域的體系化攻關(guān)，提升產(chǎn)品和服務(wù)，推動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化升級(jí)，引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)走向中高端。
　　屈凱峰直言，云道智造做的不是科學(xué)研究，也不是后期的錦上添花，而是填補(bǔ)“死亡谷”。自己“熱愛(ài)做一個(gè)偉大的產(chǎn)品”。未來(lái)，希望帶動(dòng)數(shù)百萬(wàn)的開(kāi)發(fā)者，共同打造自主仿真軟件新生態(tài)。
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