云道智造副总裁段志伟:新一代仿真软件赋能制造业转型升级

在全球化竞争日益激烈、数字化转型浪潮席卷全球的今天,工业软件作为智能制造的核心驱动力,正以前所未有的速度重塑着制造业的系统生态。随着国家政策的强力支持、技术创新能力的不断提升,以及市场需求的快速增长,我国工业软件产业发展的春天已经到来。

一、以政策支持为动力

近年来,中国政府高度重视工业软件的发展,将其视为提升国家制造业竞争力、推动经济高质量发展的重要抓手。从《中国制造2025》到《关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》,再到《关于加快培育发展制造业优质企业的指导意见》,《“十四五”智能制造发展规划》中明确了工业软件对于智能制造的核心支撑作用,着重提出加强关键核心技术攻关,一系列政策文件密集出台,为我国工业软件提供了明确的发展路径和政策支持。政府不仅加大了对工业软件研发的财政投入,还通过税收优惠、项目资助、人才引进等多种方式,激发企业和科研机构的创新活力,加速工业软件的自主研发与应用推广。

二、以技术创新为突破点

技术创新是工业软件突破重围的关键。随着云计算、大数据、人工智能、物联网等新一代信息技术的快速发展,我国工业软件在算法优化、模型构建、数据处理等方面取得了显著进步。通过融合这些先进技术,工业软件在智能制造、产品全生命周期管理、数字化工厂建设等领域展现出强大的竞争力和应用价值。同时,国内企业也更加注重与国际先进技术的交流与合作,通过引进消化吸收再创新,不断提升自身的技术水平和市场竞争力。

三、以市场需求为驱动源

随着我国经济的持续发展和产业结构的不断优化升级,制造业对工业软件的需求日益旺盛。特别是在汽车、航空航天、电子信息、高端装备等关键领域,企业对于提升生产效率、降低运营成本、优化产品质量的需求更加迫切。这为国产工业软件提供了巨大的市场机遇。此外,随着“一带一路”倡议的深入实施,中国企业“走出去”的步伐不断加快,也为我国工业软件拓展国际市场提供了广阔的空间。

当前,国内已涌现出一批具有核心竞争力的工业软件企业,他们通过潜心开发、整合资源、协同创新,逐步形成了涵盖研发设计、生产制造、经营管理、运维服务等各个环节的工业软件生态体系。同时,政府、行业协会、科研机构等多方力量也在积极推动工业软件生态的建设和完善,为我国工业软件的发展提供了强有力的支撑。

随着中国制造业从低端向高端迈进,智能制造成为新的风口。这一转型不仅带来了对工业软件需求的变化,也催生了对软件功能和效率的新要求。北京云道智造科技有限公司(下称“云道智造”)作为一家专业的CAE仿真根技术研发企业,成立于2014年,专注于CAE根技术研发,致力于打造新一代仿真软件,推动实现仿真技术大众化。云道智造副总裁段志伟指出,传统的工业软件多以通用型为主,但随着智能制造的发展,软件需要更深入地融入制造流程,提供更专业、更高效的解决方案。云道智造针对市场变化,提出了“普惠仿真”的理念,旨在通过专业化和高效率的软件,满足不同行业和场景的仿真需求。云道智造的核心竞争力在于其技术创新能力和强大的底层技术平台。公司通过与行业领导者合作,开发针对特定行业的专用仿真模块,同时鼓励用户基于平台自主开发面向特定场景的仿真APP。这种“仿真PaaS平台+仿真APP”的模式,不仅降低了仿真APP的开发门槛,也为用户提供了更大的创新空间。云道智造在人才培养和技术研究方面也展现了前瞻性。公司建立了博士后科研工作站,并与国内多所高校合作开展了博士生实习项目,将理论研究与实际应用紧密结合。这种产学研用的深度融合,为公司的技术创新提供了源源不断的动力。

段志伟认为,随着国家政策的支持和资本市场的关注,工业软件的春天已经到来。公司将继续秉承创新理念,推动产学研用深度融合,加强产品研发与应用推广,为制造业的转型升级贡献力量。

在近日举办的第20届中国CAE年会暨第6届中国数字仿真论坛,《智能制造》杂志对国产工业软件企业云道智造的副总裁段志伟进行专访,以下为对话的部分内容:

智能制造:中国制造业的转型升级对工业软件的市场需求也发生变化,云道智造是如何满足这些需求的?

段志伟:工业软件是高端工业孵化出来的,在国际上已有数十年的发展历史。长期以来,制造业对工业软件的市场需求一直非常旺盛。当前,中国制造业正在向高端转型升级,对工业软件的需求产生了显著变化。以CAE仿真软件为例,传统的仿真软件多为基于学科的工具型通用软件,如结构力学、流体力学、电磁学等。然而,随着智能制造场景的日益丰富和对仿真效率要求的不断提升,传统的工具型仿真软件已不能完全满足当前制造业的所有需求。

制造业升级对工业软件提出了更加场景化、定制化的要求。这意味着软件应针对特定的行业和应用场景,提供符合行业习惯和流程的解决方案。例如,针对航空航天和电子信息等领域的流体力学问题,可以开发行业专用的仿真软件,以满足这些领域的特定需求。

此外,智能制造对效率的要求也非常高。传统的仿真过程可能需要一周甚至更长时间,但现代产品的生命周期越来越短,如手机等电子产品的市场生命周期可能只有半年到一年的时间。因此,工业软件需要提高计算效率,以响应快节奏的市场需求。

云道智造在满足这些需求方面有着独特的优势。公司成立的初心就是推动仿真技术大众化,即“普惠仿真”。为此,开发了强大的通用多物理场底层平台,打造云计算时代的分布式仿真软件,让工程师无需学习编程语言就能便捷开发出仿真APP,从而满足各种应用场景下的仿真需求。

智能制造:云道智造的仿真软件有着怎样的技术优势和创新点?

段志伟:云道智造是典型的新一代平台化仿真软件企业。我们的软件体系分为三个层级。第一层级:基础科学计算平台(伏图平台)。这是面向学科的底层平台,提供覆盖固体力学、流体力学、电动力学、热力学的通用求解器,支持多物理场耦合仿真,为定制化开发和场景化应用提供了强大的底层技术支持。第二层级:行业化模块。基于底层平台,云道智造针对各个行业(如电子信息、航空航天等)的特定需求,开发行业专用模块。这些模块是通过与用户进行联合创新来实现的。云道智造擅长底层技术开发,而用户对行业应用有深入了解。因此,双方合作,用户提供场景和需求,云道智造提供技术支持,共同开发出符合行业习惯和流程的仿真工具。第三层级:场景化仿真APP。基于底层平台,用户可以不用编写代码、通过拖拽的方式快速创建面向特定场景或模型的仿真APP。这些仿真APP的产权归开发者所有,他们可以利用这些工具进行商业活动并获取收益。

智能制造:伏图电子散热模块在支持复杂电子设备散热仿真方面有哪些独特的技术优势?云道智造是基于什么契机对电子散热模块进行研发的,目前应用状况如何?

段志伟:契机是客户的需求。在公司创立初期,我们主要专注于底层平台的开发。我本人是学流体力学的,一直从事流体软件的开发工作,但对于软件在具体行业中如何应用缺乏深入了解。2020年初,国内某电子通讯行业龙头企业提出了研发一款针对电子产品散热的专用仿真软件的需求。因为通用软件缺乏针对特定场景的优化设计,并不能很好地满足他们的需求。以笔记本电脑散热仿真为例,企业需要在设计电脑时进行热仿真,以确保其散热效果。然而,使用通用软件进行数字化建模非常耗时,可能需要两个月的时间,这远远超出了用户的接受范围。

针对这一需求,我们提出了解决方案。我们注意到笔记本电脑内部的电子元器件大多是标准化零件,可以将这些标准化的零件预制进系统中。这样,用户在建模时便可根据实际需求,通过“搭积木”的方式组装零件,大大提高了建模效率。对于熟练的用户来说,甚至可以在两三天内完成建模工作。

在精准地了解到客户的需求后,我们基于云道智造的底层平台进行研发,从项目启动到第一个版本交付,用了八个月的时间。此后,我们持续打磨完善这个产品,至今已有四年的时间。目前该产品不仅在国内电子通信龙头企业、芯片企业得到规模化应用,还在腰部企业和众多小企业中逐步推广开来。

此外,我们还发现该产品的应用范围并不局限于电子行业。例如,某养殖业的客户也找到我们,询问该产品是否可以用于现代化养殖舍的通风散热仿真。经过尝试,我们发现只需将电子模型替换为养殖舍模型,就可以满足他们的需求。这进一步证明了我们的产品具有广泛的适用性和强大的扩展性。

智能制造:今年年初,云道智造又获得了新一轮的战略融资,您认为云道最被投资人看好的是哪些方面?

段志伟:我认为是创新能力,这一点至关重要。云道智造是CAE领域的平台型、根基型企业,在CAE技术攻关、产品研发、商业模式闭环等方面都取得了不错的成绩。我们提出“普惠仿真”的理念,打造新一代的平台化仿真软件,这本身就是一个巨大的创新。技术创新能力是投资机构极为重视的要素。只有拥有技术和创新,企业才能拥有无限可能。除了创新能力外,我们还拥有坚实的根技术平台,能够迅速将技术复制到各个行业。

此外,云道智造始终保持开放的态度,与企业、高校用户和领域的合作伙伴都建立了良好的合作关系,生态伙伴愿意与我们携手合作,共同推动事业的发展。

智能制造:面对AI、大数据、云计算的快速发展,云道在融合发展方面有哪些规划和布局?

段志伟:云道智造的理念是运用时代的技术,开发时代的产品,来解决时代的问题。不断涌现的新技术无疑会对传统行业带来巨大的帮助和变革。

例如,当前关于AI是否会取代CAE的讨论非常热烈,但我认为这两者并非相互取代的关系,而是可以相辅相成的。AI技术主要基于大数据分析,它能够总结和延伸已有的数据模式。而CAE则是基于物理原理和第一性原理的,它能够准确预测未来的物理现象和过程。以视频生成为例,某些AI系统(如Sora)生成的视频,在某些场景下可能表现得非常出色,但在处理物理现象(如水杯中的水洒落)时往往缺乏真实感,因为AI无法准确模拟物理过程中的每一个细节。而CAE软件则能够基于物理原理,准确模拟出水洒落的整个过程。因此,我认为AI和CAE各有其独特的优势和应用场景,它们不会相互取代,而是会相互促进、共同发展。我们也在积极探索如何将新技术与CAE相结合。比如云计算和GPU等技术的快速发展,能够大幅提高CAE软件的计算能力和效率。

云道智造始终保持开放的态度,积极拥抱新技术,并不断探索如何将其应用于我们的产品和服务中,以提高我们的竞争力和市场地位。

(文章来源:智能制造)