發(fā)力源頭創(chuàng)新，激活工業(yè)新動能

李加加 李書

工業(yè)軟件的發(fā)展基于傳統(tǒng)軟件與新興工業(yè)軟件技術(shù)結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新，以及傳統(tǒng)軟件和行業(yè)融合的應(yīng)用創(chuàng)新。

當(dāng)下，我國工業(yè)軟件發(fā)展迎來政策窗口期，創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，骨干企業(yè)實力提升，產(chǎn)業(yè)聚集效應(yīng)凸顯，市場規(guī)模迅速擴大。但與此同時，作為支撐現(xiàn)代工業(yè)體系發(fā)展和創(chuàng)新的關(guān)鍵，工業(yè)軟件的發(fā)展依然面臨關(guān)鍵研發(fā)設(shè)計類軟件的能力難以支撐下游先進制造業(yè)發(fā)展等諸多挑戰(zhàn)，亟需建立原始創(chuàng)新和協(xié)同創(chuàng)新機制。

圍繞重點行業(yè)應(yīng)用場景，推動關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品創(chuàng)新和軟件人才隊伍建設(shè)，第十五屆中國成都國際軟件設(shè)計與應(yīng)用大賽設(shè)置“工業(yè)軟件”“軟件算法”“應(yīng)用”三大賽道，著力構(gòu)建軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的創(chuàng)新生態(tài)。

在“工業(yè)軟件”賽道中，工元科技《飛機起落架建模仿真》、希盟泰克《希盟泰克礪工全生命周期管理平臺》得到行業(yè)專家的積極首肯，取得佳績。中國電子科技集團公司第十研究所集團首席專家、大賽創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師蘇智慧表示，大賽已成為軟件人才隊伍建設(shè)的重要抓手之一，有助于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、企業(yè)培育、人才建設(shè)等多方共贏。

工元科技：打造工業(yè)軟件的“通用底座”

以CPS、MBSE、數(shù)字孿生為代表的新一代數(shù)字化技術(shù)被譽為21世紀(jì)最重要的技術(shù)變革，當(dāng)下已逐步進入航天、航空、核能、船舶、教育等重要領(lǐng)域，并進一步鋪開相關(guān)應(yīng)用場景。

以飛機起落架系統(tǒng)為例，其工作性能直接影響到飛機起飛、著陸性能與飛行安全。由于現(xiàn)代飛機空地循環(huán)周期縮短，壽命期內(nèi)地面運動距離增多，起落架結(jié)構(gòu)所承受的動載荷較大，系統(tǒng)工作環(huán)境復(fù)雜，出現(xiàn)故障可能性較大。

“立足這一情況，建立起落架系統(tǒng)模型，搭建復(fù)雜環(huán)境下多工況應(yīng)用場景，通過系統(tǒng)仿真、分析來優(yōu)化和輔助起落架系統(tǒng)設(shè)計非常重要?！背啥脊ぴ萍加邢薰荆ê喎Q：工元科技）起落架項目團隊負(fù)責(zé)人付健介紹到。根據(jù)對客戶的走訪調(diào)研與需求牽引，工元科技依托智能設(shè)計與驗證平臺MWORKS成功研發(fā)“起落架建模仿真”系統(tǒng)，可快速構(gòu)建多種應(yīng)用場景，驗證起落架控制律、系統(tǒng)仿真分析、試驗邊界預(yù)演與仿真、故障分析等，為起落架系統(tǒng)高效研發(fā)提供全新的技術(shù)手段。

這一系統(tǒng)在2021年底召開的第十五屆中國成都國際軟件設(shè)計與應(yīng)用大賽中得到專家的認(rèn)可與肯定，最終獲評“工業(yè)軟件”賽道銀獎，付健表示，“獲獎極大地激勵和鼓舞了團隊的研發(fā)激情，大賽專家的意見建議，更為后續(xù)不斷完善起落架系統(tǒng)模型庫提供了方向和新思路?！?/p>

技術(shù)支撐數(shù)字化設(shè)計

付健詳細介紹了“起落架建模仿真”系統(tǒng)的特色：在MWORKS平臺上將機械、液壓、控制等專業(yè)耦合構(gòu)建模型庫，結(jié)合飛機氣動力、跑道環(huán)境、大氣環(huán)境、擺振等理論構(gòu)建環(huán)境模型庫，經(jīng)模型集成可實現(xiàn)飛機起落架的模型搭建。通過更改模型參數(shù)和仿真，可模擬起落架正常收放、應(yīng)急放、轉(zhuǎn)彎、剎車、擺振等真實工作狀態(tài)，可檢驗起落架設(shè)計參數(shù)是否達到指標(biāo)要求，幫助用戶進行不同方案的迭代驗證，輔助起落架的系統(tǒng)設(shè)計。

當(dāng)前，通過不斷豐富、完善起落架系統(tǒng)模型庫，這一系統(tǒng)已在中國商用飛機有限責(zé)任公司進行工程應(yīng)用驗證，正對接相關(guān)航空工業(yè)設(shè)計研究所與主機廠，推廣起落架系統(tǒng)模型庫的工程應(yīng)用。

按照公司的相關(guān)規(guī)劃，以飛機起落架為起點，建立起落架系統(tǒng)仿真項目后，工元科技將從起落架系統(tǒng)仿真驗證逐步走向飛機整體性能仿真，再到新型飛機研發(fā)系統(tǒng)仿真，利用MWORKS為航空行業(yè)提供良好的解決方案和工程應(yīng)用驗證。

部署背后是強有力的人才支撐。據(jù)悉，工元科技現(xiàn)有50多人的研發(fā)團隊，大多來自清華、哈工大、哈工程、北航、南航、華科大、川大等國內(nèi)著名的理工院校，博士、碩士學(xué)歷占比70%以上，為西南地區(qū)客戶提供MWORKS貨架產(chǎn)品、工程服務(wù)、軟件定制、解決方案等服務(wù)，根據(jù)客戶需求導(dǎo)引成立了多個項目組，其中起落架項目團隊擁有控制、機械、液壓、算法等專業(yè)的復(fù)合型技術(shù)人才，平均從業(yè)年齡超過5年。

同時，作為蘇州同元軟控子公司，工元科技天然擁有總公司提供的技術(shù)支撐，以MWORKS為例，其是同元軟控歷經(jīng)十多年研發(fā)出的國際先進、亞洲唯一、完全自主的系統(tǒng)設(shè)計與仿真驗證平臺，可支持基于模型的系統(tǒng)設(shè)計、仿真驗證、模型集成、虛擬試驗、運行維護以及協(xié)同研發(fā)。

多領(lǐng)域“開花結(jié)果”

“起落架建模仿真”系統(tǒng)之外，基于總公司的MWORKS平臺開放架構(gòu)，成立剛滿兩年的工元科技已在航空領(lǐng)域形成了航空發(fā)動機專業(yè)模型庫、飛行模擬器等系列創(chuàng)新成果；在核能領(lǐng)域形成反應(yīng)堆數(shù)值分析平臺、二回路系統(tǒng)建模仿真項目等成果；在汽車領(lǐng)域形成汽車系統(tǒng)專業(yè)模型庫等成果。

以航空發(fā)動機專業(yè)模型庫為例，其已在中國燃氣渦輪研究院、商飛等科研院所進行工程應(yīng)用落地，為客戶新型號研制和設(shè)計優(yōu)化提供了良好的技術(shù)支撐，為客戶探索MBSE（基于模型的系統(tǒng)工程）提供模型基礎(chǔ)，為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益；反應(yīng)堆數(shù)值分析平臺構(gòu)建了反應(yīng)堆仿真平臺和反應(yīng)堆系統(tǒng)層次化模型庫，實現(xiàn)了國內(nèi)外同類專業(yè)仿真軟件的功能，為該類問題提供了國產(chǎn)化解決方案；汽車系統(tǒng)專業(yè)模型庫針對乘用車動力性和燃油經(jīng)濟性分析需求，采用Modelica協(xié)助企業(yè)建立自主可控的整車動力性和經(jīng)濟性分析模型庫，提供百公里加速、固定擋加速、循環(huán)工況、坡道起步、自定義等多工況分析。

依托成都良好的科研環(huán)境及眾多的客戶需求，工元科技正匯聚高校、科研院所和工業(yè)企業(yè)用戶，通過公平合理、可持續(xù)發(fā)展的合作機制，共建行業(yè)模型庫、專業(yè)工具箱、應(yīng)用軟件，形成基于模型的協(xié)同創(chuàng)新生態(tài)，加速自主可控工業(yè)軟件發(fā)展。同時，通過為各行業(yè)提供設(shè)計、計算、仿真及分析類工業(yè)軟件的通用底座，通過系統(tǒng)設(shè)計與仿真驗證、數(shù)字孿生等工具技術(shù)，為國家重大型號工程提供先進的數(shù)字化設(shè)計技術(shù)支撐和深度技術(shù)服務(wù)保障。

希盟泰克：為工程業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提速賦能

作為國民支柱產(chǎn)業(yè)，工程行業(yè)具有碎片化、復(fù)雜性等特點，長期以來存在著能耗高、污染大、發(fā)展方式粗放等問題。隨著數(shù)字經(jīng)濟的大力發(fā)展，智慧工地也迎來新的時代變革。

在第十五屆中國成都國際軟件設(shè)計與應(yīng)用大賽上，成都希盟泰克科技發(fā)展有限公司（簡稱：希盟泰克）團隊攜“希盟泰克礪工全生命周期管理平臺”亮相“工業(yè)軟件”賽道。

憑借在工程全生命周期過程中可實現(xiàn)全階段、全專業(yè)、全業(yè)務(wù)、全參與的亮點與優(yōu)勢，團隊獲得優(yōu)勝。希盟泰克團隊相關(guān)負(fù)責(zé)人表示：“本次大賽獲得行業(yè)專業(yè)人士的悉心指導(dǎo)，有助于我們洞察目前工業(yè)軟件的發(fā)展態(tài)勢，進一步完善研發(fā)思路，力求為工業(yè)4.0推出更好產(chǎn)品。”

實現(xiàn)全生命周期管控

當(dāng)傳統(tǒng)模式已難以滿足新時期工程行業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展需求，數(shù)字化成為必然趨勢。作為支撐跨部門的流程與數(shù)據(jù)的樞紐，PLM是建筑工程行業(yè)數(shù)字化成功實施的必備條件。依托大數(shù)據(jù)、人工智能等相關(guān)技術(shù)，希盟泰克打造的“希盟泰克礪工全生命周期管理平臺”，是適用于工程行業(yè)的具有自動化、獨立性、去中心化特性的國產(chǎn)自主PLM平臺。

團隊相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，“平臺擁有易于開發(fā)維護、技術(shù)棧不受限、可按需伸縮的微服務(wù)應(yīng)用架構(gòu)，同時提供動態(tài)業(yè)務(wù)建模器，以便快速落地不同企業(yè)個性化業(yè)務(wù)?！逼浜诵脑谟谀艽蛲◤捻椖靠碧?、設(shè)計、施工與運維各個階段的數(shù)據(jù)流，解決現(xiàn)有分散管理中的數(shù)據(jù)種類繁多、格式多樣、數(shù)據(jù)孤島等問題，并能讓管理者在三維環(huán)境下對整個項目的全貌和全生命周期進行管控，提高工程建設(shè)項目的管理水平。

要實現(xiàn)項目全周期的管理，就必須確保信息的一致性、及時性、有效性。在研發(fā)過程中，團隊面臨自動造價算量時大型工程工序多、專業(yè)多、BIM構(gòu)建多等問題。為突破造價算量不準(zhǔn)確的瓶頸，希盟泰克組織專家團隊和機場管理團隊、技術(shù)專家研討，創(chuàng)造性提出基于BIM的質(zhì)量驗評，取代現(xiàn)有規(guī)則的計量支付方法。這一舉措顛覆傳統(tǒng)的基于二維模式的造價算量，實現(xiàn)更高效率的集成化管理。

為智慧運營提供“數(shù)字底盤”

高標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)離不開數(shù)字化的支撐。在鄂州市鄂城區(qū)燕磯鎮(zhèn)，一座建有東西2條3600米長的遠距跑道、總占地11.89平方公里的鄂州花湖機場，成為亞洲目前唯一運用BIM模型清單計量計價的管理試點項目。

“該項目的質(zhì)量驗評、計量支付、進度管理等都以BIM模型為中心展開，其BIM應(yīng)用的深度和廣度是國內(nèi)BIM史上的重要里程碑項目?！眻F隊相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，鄂州機場BIM應(yīng)用集成系統(tǒng)是基于希盟泰克自主知識產(chǎn)權(quán)的全生命周期管理平臺打造。

系統(tǒng)主要包括BIM實施標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范管理、質(zhì)量驗評、造價算量、進度管理、全場綜合展示等功能模塊。輔助機場實現(xiàn)“從模型審核到現(xiàn)場質(zhì)量驗評，再到工程算量支付”的全生命周期管理，確保工程竣工時能同時交付實體和“數(shù)字孿生機場”，為智慧運營提供數(shù)字底盤。

在這次應(yīng)用中，平臺實現(xiàn)兩項重要創(chuàng)新。一是質(zhì)量驗評。實人、實地、實測，將質(zhì)量驗評由結(jié)果管控轉(zhuǎn)變?yōu)檫^程管控；開發(fā)出零門檻配置表單技術(shù)，極大程度地減輕項目IT負(fù)擔(dān)，減少系統(tǒng)實施人力成本。二是計量支付。精確建模，按模施工，模型出量，顛覆傳統(tǒng)的基于二維模式的造價算量。

“項目綜合效益提升20%以上，其中，鄂州機場‘無疫工地’，使施工進度至少提前8個月。”團隊相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，目前“希盟泰克礪工全生命周期管理平臺”廣泛應(yīng)用于機場建設(shè)、市政、水利水電、軌道交通、環(huán)保、核電、能源等領(lǐng)域。

自2002年成立以來，希盟泰克便致力于為大土建行業(yè)工程信息化領(lǐng)域提供覆蓋規(guī)劃、設(shè)計、施工、運維等全產(chǎn)業(yè)鏈的完整解決方案及軟件產(chǎn)品。目前已形成一系列國產(chǎn)自主可控的工程類工業(yè)軟件，以“希盟泰克礪工全生命周期管理平臺”為底層研發(fā)了希盟泰克安全質(zhì)量管理系統(tǒng)、希盟泰克質(zhì)量驗評管理軟件、希盟泰克BIM工程造價算量軟件等核心產(chǎn)品。

借鑒“工業(yè)4.0”的理念，結(jié)合大土建行業(yè)的特征和管理特點，希盟泰克提出“工程4.0”的概念。團隊相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，“我們希望通過不斷技術(shù)創(chuàng)新，圍繞客戶需求研發(fā)和交付高維度的BIM平臺及應(yīng)用，做到工程投資、進度、質(zhì)量、安全的全方位管理，從而達到降本增效、科學(xué)決策，提升項目實施能力?！?/p>