高性能設計仿真、助力大國智造:在青島,見證中國式工業之美
【QMG青島廣電·回瀾聽濤出品】
工業軟件,是工業制造的大腦和神經,是智能制造的核心驅動力。
9月7日,由青島市工信局、機械工業信息研究院、青島市高新區管委指導,??怂箍抵鬓k的工業仿真軟件技術峰會在青啟幕。
(資料圖片)
兩天時間,8大行業分論壇,100+場技術演講,業內最強大腦齊聚,就行業前沿成果、CAE發展前景及產業應用等時下熱點議題共饗最頂級的技術盛宴。
作為工業制造的“靈魂”載體,工業軟件不僅是推動工業互聯網高質量發展的主力軍,同時也是支撐中國制造領先地位的關鍵所在。工業企業轉變發展模式、加快兩化深度融合的大勢之下,中國工業軟件市場規模隨之不斷壯大,工業軟件國產化進程更是亦步亦趨。
2012-2020年,中國工業軟件市場規模復合增速高達12%,是全球市場同期增速的2倍以上;2022年,中國工業軟件產品實現收入2407億元,同比增長14.3%。
如果說工業軟件是中國制造業的皇冠,那么,工業仿真軟件則是皇冠上的一顆寶石,是數字遷徙時代當之無愧的“工業之魂”。
“若干年前,我們很難想象,現在的汽車公司很迫切地需要軟件工程師?!?
會議現場,??怂箍倒I軟件全球首席技術官、美國國家工程院院士Bruce Engelmann分享了《仿真技術的全球發展趨勢》。在他看來,伴隨著高性能計算普及,運行模型越來越大、越來越保真,以及AI技術的全面介入,工業仿真軟件市場將延續數量級增長態勢。
據Grand View Research數據,2023年全球CAE市場規模預計可達102億美元,在2030年可達234億美元。
身為CAE領導者的海克斯康,在峰會主論壇上分享了AI/ML解決方案,這是對傳統仿真的又一次全方位升級——借由對數據的深度利用,幾何量級式縮短計算時間,縮短研發周期、降低研發成本。
在軟件和信息技術領域,青島是一座態度進取的城市。
雄厚的工業基礎、先行探路的工業互聯網實踐優勢,使得青島成為 全國第5個中國軟件特色名城 。政策導引和市場需求的驅動下,青島高端軟件產業鏈也在不斷完善。而此次峰會,是城市又一次涵養工業仿真軟件生態圈的重要契機。
在青島,與智造未來提前相遇。
PART 01
仿真,以“用”為先
一件成功的產品離不開無數次的打磨和試錯,尤其是在工業領域。而工業仿真軟件的本質,就是借助計算機模擬物化機理,在無實物的情況下對產品進行前瞻性探索分析,從而加速產品的研發和迭代。
可以說, 工業仿真是產品正向研發的加速器,是制造由“制”而“智”邁向高端的重要基石 。
據《中國工業軟件產業白皮書(2020)》統計數據顯示,在產品研發的早期階段采用工業仿真軟件即可對最終產品的成本和質量有著15~35倍的杠桿效應。
不過值得注意的是,工業仿真不是單個分散的技術,而是一個體系,對精度、穩定性、可靠性的要求極高,這些都需要在具體的應用場景中進行優化和完善。換言之,其下游行業持續增長的仿真需求才是工業仿真軟件快速起勢的核心動力源。
由此次峰會論壇的設置來看,也恰是遵循以用為先的基本邏輯。如汽車行業相關的整體及零部件仿真分論壇、電驅系統分論壇和智能網聯分論壇,航空航天及船舶分論壇,電子與醫療分論壇——作為工業仿真最主要的三大應用領域,2022年汽車、航空航天、電子行業應用合計約占75%的市場份額。
以汽車為例,這一品類幾乎可算是民用領域最復雜的工業產品,涉及到各種復雜的結構力學、碰撞安全、振動噪聲以及電磁學等性能,各物理場和各性能之間也會相互影響,會進一步增加分析的困難程度。
海克斯康MSC軟件即可針對汽車安全性、疲勞耐久性、車輛動力學等問題進行模擬仿真,以提升研發設計效率,縮短研發周期,降低研發成本。
如,青島重倉布局的新能源汽車產業,車體中電動總成的熱管理是一項關鍵技術。而MSC Cradle CFD的前處理、熱管理、熱路徑技術,恰是對口解決該問題,從而更好地驅動新技術發展。
PART 02
工業軟件
新型工業化“看不見的手”
青島,可謂“以用為先”最天然的試驗場。
制造興則青島興,制造強則青島強 。轉型升級是青島制造業謀求高質量發展最核心的關鍵詞。
于眾多工業企業而言,工業仿真軟件在精度、時效和成本上都具有壓倒性優勢,可極大縮短由研發設計走向商業量產的最后一步距離;于本土仿真軟件企業而言,其高速成長、破圈突圍也亟需豐富多元的工業場景不斷校驗升級。
青島具備供需耦合的土壤和環境,長期以來累計了海量技術實踐的??怂箍嫡且苑鍟槊?、為供需雙方搭建廣闊的合作平臺。
中國工程機械行業的排頭兵徐工集團就是??怂箍捣抡孳浖闹覍嵖蛻簟?
礦用自卸車因為作業、行駛的工況惡劣,所以對車輛的壽命和舒適性要求很高。通過使用仿真軟件,企業可以將實際的礦山路面進行完整的數字模擬,然后有針對性地判斷預測和完善優化。不僅提升了工程設計的研發周期,同時也有效降低了產品因振動疲勞產生的維保損失。
由此不難看出,先進制造業、產業高質量發展的核心內容是一致的: 從粗放走向節約,從人力消耗走向科技支撐,從不夠綠色走向綠色低碳 ,這正是實現中國式現代化、發展新型工業化所必需。而在推動工業轉型升級的進程中,“看不見的手”——工業軟件應用比人們可預見的場景還要豐富多元。
事實上,除峰會上分享的CAE最新成果,海克斯康也在圓桌論壇及主題演講中帶來了多個工業場景下軟件應用實踐的案例分享。
從汽車到機械到能源重工,從電子消費品到醫療器械,??怂箍档腃AE軟件所涉及的復合材料仿真、聲學仿真、多體動力學仿真、流體仿真、工藝仿真幾乎覆蓋了所有工業制造領域。
也就是說,工業軟件賦能之下,現在已經具備了將實體工業的各個模塊轉化成數據整合到一個虛擬體系中的理論可行性,為智能制造提供最基礎也最關鍵的決策支持。
PART 03
精品工軟,硬核突圍
如果把制造業升級轉型的概念一層層剝開,最后剩下的內核就是工業軟件。
以芯片為例。EDA(電子設計自動化)是集成電路最上游的產業,被稱為芯片之母。想要掐死“芯”路,只要取消EDA軟件授權即可,這有如抽空了芯片外殼下的“靈魂”,也足見工業軟件的威力之大。
可即便如此,卻少有企業能預見到一輪一輪產業技術革命后漸漸起勢的風口。
海克斯康自2000年開始加大了對工業軟件的收購力度,以并購快速實現技術擴展。
2014年,并購英國CAD/CAM軟件公司Vero;2016年,收購仿真分析軟件鼻祖MSC Software;2020年,收購CAE軟件供應商Romax Technology和機械疲勞模擬仿真解決方案公司CAEfatigue Limited;2022年收購全球領先的質量管理軟件供應商ETQ……
一系列CAD、CAM、質量控制、質量管理領域的大手筆使得這個以生產精密檢測設備起家的企業迅速成功轉型為全球工業軟件巨頭。在全球科技公司定義里,??怂箍瞪踔帘毁N上了“軟件公司”的標簽——全球95%的汽車、90%的飛機、75%的手機在生產過程中,都應用了??怂箍档募夹g和產品,以保證零部件的尺寸、平整度等滿足質量要求。
但更為值得關注的是,以技術拓展為起點,海克斯康也在全速推進工業軟件的本地化技術研發。要知道工業軟件不同于普通軟件,是工業創新知識長期積累、沉淀并在應用中迭代的軟件化產物,要化為己用必須經歷自主過濾的過程。
圖源:海克斯康
??怂箍抵袊偛吭鄭u近三十年時間。身為精密儀器儀表產業鏈鏈主,海克斯康憑借強大的技術能力與根植中國制造業30余年豐富的應用經驗,正不斷輸出本土化智能制造解決方案,不斷強化青島工業軟件和工業互聯網發展基石。為廣大中小型企業提供一張通向高端制造的“入場券”,也為中國制造向高端制造邁進提供了廣泛的技術根基。
如,??怂箍瞪鷳B慧新全智工業互聯網平臺上,中小企業可以通過訂閱的方式完全享受到海克斯康所有的產品和技術。
發力工業軟件,是破局智能制造的“關鍵一招”。AI賦能軟件創新的新趨勢下,“軟硬”兼備的青島正集聚越來越多的優質資源,以龍頭企業為“先行者”,助推智造加速跑 。