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 來源： 瀏覽量：
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中國工業(yè)報周寶冰 　　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)狀提供了一個新的思路和模式。 　　中國工業(yè)報走訪發(fā)現(xiàn)，作為國內(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
　　中國工業(yè)報 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)狀提供了一個新的思路和模式。
　　中國工業(yè)報走訪發(fā)現(xiàn)，作為國內(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)平臺為基（工業(yè)仿真PaaS平臺），以大眾化、零門檻仿真APP為載體，推進CAE關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新及商業(yè)模式創(chuàng)新，實踐普惠仿真的理念。
　　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)，中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院聯(lián)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺創(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)平臺企業(yè)行活動”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：“互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)的融合，一方面是萬物互聯(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，將真正對仿真軟件產(chǎn)生巨大的沖擊?！痹频乐窃煺遣捎霉I(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，推動實現(xiàn)仿真技術(shù)的普惠應(yīng)用。

　　布局自主CAE，劍指國產(chǎn)替代
　　中國工業(yè)技術(shù)軟件化產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟于6月發(fā)布的《中國工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)白皮書（2020）》指出，我國工業(yè)軟件存在缺乏體系化競爭力、核心技術(shù)缺失導(dǎo)致產(chǎn)品競爭力不足、人才短缺師資嚴重流失、以及工業(yè)軟件和工業(yè)深度融合不足等問題。其中，研發(fā)設(shè)計類工業(yè)軟件國產(chǎn)化率不足5%。
　　以CAE為例，近些年，通用CAE產(chǎn)品市場有所突破，但關(guān)鍵技術(shù)自主可控程度較低，產(chǎn)品化、集成化、規(guī)模化嚴重不足。專用CAE軟件、系統(tǒng)級設(shè)計仿真軟件在仿真內(nèi)核方面自主程度較高，但覆蓋度、成熟度、易用性仍有待時日。
　　一方面，制造強國、質(zhì)量強國戰(zhàn)略推動著大量制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級，激發(fā)了企業(yè)對工業(yè)軟件的內(nèi)生需求；另一方面，嚴峻的國際環(huán)境使工業(yè)軟件國產(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+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復(fù)雜的算法模型，一個通用的求解器，內(nèi)置了通用的物理規(guī)律及數(shù)學(xué)算法。而針對不同物理場的計算，需要開發(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)，云道智造開發(fā)了固體力學(xué)、流體力學(xué)、電動力學(xué)和熱力學(xué)四大物理場通用求解器，目前已實現(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)境和完全無代碼化的仿真APP開發(fā)環(huán)境，從而實現(xiàn)建模仿真和仿真APP便捷開發(fā)。
　　基于Simdroid開發(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)。對于廣大用戶來說，不用理解仿真PaaS平臺和仿真APP的開發(fā)過程，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，在云上完成計算，或?qū)⒎抡鍭PP編譯下載到本地長期重復(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)用及平臺經(jīng)濟影響日甚，制造業(yè)+互聯(lián)網(wǎng)的理念日漸成熟。經(jīng)過多年發(fā)酵，在政府引導(dǎo)、市場主導(dǎo)、應(yīng)用推動下，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)走向體系化。
　　平臺是工業(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，仿真分析一體化逐漸主導(dǎo)主流市場，通用型設(shè)計仿真軟件日漸“大眾化”；另一方面，2012年以來，傳統(tǒng)設(shè)計研發(fā)類工業(yè)軟件代表企業(yè)如達索系統(tǒng)、西門子、PTC、Autodesk等，先后啟動和落實不同的云化戰(zhàn)略，路徑略有不同但方向相近。
　　在這種情況下，尤其是在國產(chǎn)化率極低的不利局面下，新興的國產(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。尤其是低代碼平臺的應(yīng)用，提升了平臺的供給能力。
　　工業(yè)軟件國產(chǎn)化最大的難題是用戶的切換成本。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+仿真軟件，天然解決了這一問題。與此同時，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，如今，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)，其基本形態(tài)將向“通用仿真平臺+專用工具（仿真APP）”發(fā)展。這就是說，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提供了新的工業(yè)軟件的供給形式。
　　這確實是一條新路。雖然走的人（企業(yè)）已經(jīng)很多，但起點基本相同。同時，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。例如大量中小企業(yè)對工業(yè)軟件的“散、專、快、廉”的需求匯集。
　　這給未來市場格局的變化增加了變數(shù)。而正是因為國產(chǎn)化率不足，工業(yè)軟件還是價值洼地?！盎ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)與工業(yè)的融合，給中國工業(yè)軟件的發(fā)展提供了開辟新賽道的機會。”屈凱峰說。

　　打造自主仿真軟件新生態(tài)
　　屈凱峰強調(diào)，云道智造著力打造“工業(yè)蘋果/安卓”系統(tǒng)，以一個統(tǒng)一的開放不開源的仿真引擎作為底層平臺（仿真“操作系統(tǒng)”），支持面向各種工業(yè)仿真應(yīng)用場景的仿真APP開發(fā)和運行。
　　這個體系的軟件架構(gòu)，采用“操作系統(tǒng)+應(yīng)用軟件”的分層解耦模式，使主要依賴基礎(chǔ)理論的“數(shù)學(xué)層”、依賴軟件開發(fā)的“軟件層”和依賴工業(yè)應(yīng)用場景知識的“物理層”解耦分離，在技術(shù)上支持各個層面的分層協(xié)同開發(fā)。
　　在商業(yè)模式上，放棄了單純的賣軟件模式，通過多層次商業(yè)協(xié)作機制和平臺，使數(shù)學(xué)層的求解器、物理層的專業(yè)場景化應(yīng)用（APP）都能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模社會化交易和復(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)，用戶直接在仿真APP商店中搜索、購買、使用所需的仿真APP。如果沒有找到合適的APP，可以聯(lián)系類似APP的開發(fā)者進行定制開發(fā)。
　　發(fā)展過程中，云道智造拒絕了一些誘惑，例如不做代理業(yè)務(wù)。當然，作為新的商業(yè)模式，必然存在冷啟動的問題，產(chǎn)品的發(fā)展、APP的積累都需要時間。
　　LNG（液化天然氣）全容儲罐是石油化工企業(yè)的一個個性化定制的基礎(chǔ)設(shè)施，該產(chǎn)品尺度大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要對該復(fù)雜系統(tǒng)進行數(shù)值建模，完成復(fù)雜工況的計算和組合分析。中海油與云道智造合作開發(fā)的全容儲罐分析設(shè)計系統(tǒng)，實現(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算、非線性校核計算以及優(yōu)化設(shè)計，是業(yè)內(nèi)首款全容儲罐快速建模、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)置上都過于復(fù)雜，難以實現(xiàn)快速的建模和分析，不能滿足行業(yè)發(fā)展需求。云道智造獨立開發(fā)的電子設(shè)備熱可靠性分析專用軟件Simetherm，解決了電子設(shè)備在各類復(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)進行熱設(shè)計方案對比驗證，識別潛在設(shè)計風(fēng)險，縮小試驗范圍，從而降低產(chǎn)品設(shè)計周期。
　　《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃（2021-2023年）》指出，要利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，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，增強工業(yè)軟件供給能力，提升供給質(zhì)量。加強工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)技術(shù)的融合與帶動提升。
　　6月7日，工信部信息技術(shù)發(fā)展司司長謝少鋒在2021中國工業(yè)軟件大會上表示，將強化對工業(yè)軟件關(guān)鍵技術(shù)軟件的重點支持。在提升產(chǎn)業(yè)鏈，堅持補短板方面，推動工業(yè)軟件、行業(yè)應(yīng)用軟件、新型平臺軟件、重點領(lǐng)域的體系化攻關(guān)，提升產(chǎn)品和服務(wù)，推動全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化升級，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“死亡谷”。自己“熱愛做一個偉大的產(chǎn)品”。未來，希望帶動數(shù)百萬的開發(fā)者，共同打造自主仿真軟件新生態(tài)。
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