云道智造：探索用工業互聯網模式解決工業軟件“卡脖子”難題
作者： 2021年07月27日 來源： 瀏覽量：
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中國工業報周寶冰
發展工業軟件，路如何走？工業互聯網的發展給突破工業軟件“卡脖子”現狀提供了一個新的思路和模式。
中國工業報走訪發現，作為國內垂直于CAE領域的工業軟件企業，云道智造以自主仿真內核
中國工業報 周寶冰
發展工業軟件，路如何走？工業互聯網的發展給突破工業軟件“卡脖子”現狀提供了一個新的思路和模式。
中國工業報走訪發現，作為國內垂直于CAE領域的工業軟件企業，云道智造以自主仿真內核為本，以工業互聯網平臺為基（工業仿真PaaS平臺），以大眾化、零門檻仿真APP為載體，推進CAE關鍵技術創新及商業模式創新，實踐普惠仿真的理念。
7月9日，由工業和信息化部信息技術發展司指導，中國工業互聯網研究院聯合工業互聯網平臺創新合作中心發起的“領潮而行·中央媒體零距離探訪工業互聯網平臺企業行活動”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始人屈凱峰說：“互聯網與工業的融合，一方面是萬物互聯的工業物聯網，另一方面則是以互聯網的模式重構工業軟件。互聯網與仿真的融合，將真正對仿真軟件產生巨大的沖擊。”云道智造正是采用工業互聯網的模式重構仿真軟件，解決仿真軟件“卡脖子”難題，推動實現仿真技術的普惠應用。
布局自主CAE，劍指國產替代
中國工業技術軟件化產業聯盟于6月發布的《中國工業軟件產業白皮書（2020）》指出，我國工業軟件存在缺乏體系化競爭力、核心技術缺失導致產品競爭力不足、人才短缺師資嚴重流失、以及工業軟件和工業深度融合不足等問題。其中，研發設計類工業軟件國產化率不足5%。
以CAE為例，近些年，通用CAE產品市場有所突破，但關鍵技術自主可控程度較低，產品化、集成化、規模化嚴重不足。專用CAE軟件、系統級設計仿真軟件在仿真內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、質量強國戰略推動著大量制造企業轉型升級，激發了企業對工業軟件的內生需求；另一方面，嚴峻的國際環境使工業軟件國產替代日漸高漲，然而供給側不足的現狀，形成客觀掣肘。
2012年，屈凱峰提出“仿真平臺+仿真APP”的工業軟件發展模式，是第三代仿真軟件系統的典型代表。2014年3月，云道智造在清華科技園成立，致力于實現仿真軟件自主化和仿真技術大眾化。
CAE的關鍵技術之一是求解器，可以通俗理解為一個復雜的算法模型，一個通用的求解器，內置了通用的物理規律及數學算法。而針對不同物理場的計算，需要開發不同的求解器，以便得到最佳的求解結果。
基于自主統一的求解器架構，云道智造開發了固體力學、流體力學、電動力學和熱力學四大物理場通用求解器，目前已實現主流商業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。2017年，公司推出基于自主仿真內核的仿真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境和完全無代碼化的仿真APP開發環境，從而實現建模仿真和仿真APP便捷開發。
基于Simdroid開發的海量各行各業仿真APP將集中在仿真APP商店Simapps（www.simapps.com）中呈現。對于廣大用戶來說，不用理解仿真PaaS平臺和仿真APP的開發過程，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，或將仿真APP編譯下載到本地長期重復使用。
云道智造以工業互聯網的模式打造仿真軟件，突破了大型軟件本地化部署的傳統。這帶來了一系列的變化，其中之一，就是仿真技術的普惠應用成為可能。
工業互聯網：工業軟件新賽道
2012年，工業互聯網（工業物聯網，IIoT）概念初起，互聯網等新技術應用及平臺經濟影響日甚，制造業+互聯網的理念日漸成熟。經過多年發酵，在政府引導、市場主導、應用推動下，工業互聯網走向體系化。
平臺是工業互聯網的核心，是面向制造業數字化、網絡化、智能化需求，構建基于云平臺的海量數據采集、匯聚、分析服務體系，支撐制造資源泛在連接、彈性供給、高效配置。這其中，就包括工業軟件的平臺化配置。
傳統上，CAE的部署和應用成本高昂，一是資金二是人才。一方面，隨著軟件技術的發展及應用推動，仿真分析一體化逐漸主導主流市場，通用型設計仿真軟件日漸“大眾化”；另一方面，2012年以來，傳統設計研發類工業軟件代表企業如達索系統、西門子、PTC、Autodesk等，先后啟動和落實不同的云化戰略，路徑略有不同但方向相近。
在這種情況下，尤其是在國產化率極低的不利局面下，新興的國產CAE軟件要想占有一席之地，業務模式創新是必由之路。仿真技術+互聯網，不僅能降低應用成本，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用，提升了平臺的供給能力。
工業軟件國產化最大的難題是用戶的切換成本。工業互聯網+仿真軟件，天然解決了這一問題。與此同時，由于仿真模型是數學模型，容易做成互聯網化，有助于形成海量的APP。
在產品路線上，傳統仿真軟件經歷了從面向學科、面向行業到面向產品的演進，如今，結合互聯網，其基本形態將向“通用仿真平臺+專用工具（仿真APP）”發展。這就是說，工業互聯網提供了新的工業軟件的供給形式。
這確實是一條新路。雖然走的人（企業）已經很多，但起點基本相同。同時，互聯網客觀上還創造了新的供求關系，將催生巨大的增量市場。例如大量中小企業對工業軟件的“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。而正是因為國產化率不足，工業軟件還是價值洼地。“互聯網技術與工業的融合，給中國工業軟件的發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
屈凱峰強調，云道智造著力打造“工業蘋果/安卓”系統，以一個統一的開放不開源的仿真引擎作為底層平臺（仿真“操作系統”），支持面向各種工業仿真應用場景的仿真APP開發和運行。
這個體系的軟件架構，采用“操作系統+應用軟件”的分層解耦模式，使主要依賴基礎理論的“數學層”、依賴軟件開發的“軟件層”和依賴工業應用場景知識的“物理層”解耦分離，在技術上支持各個層面的分層協同開發。
在商業模式上，放棄了單純的賣軟件模式，通過多層次商業協作機制和平臺，使數學層的求解器、物理層的專業場景化應用（APP）都能夠實現大規模社會化交易和復用，用“眾創、眾包、共享”的生態化模式發展互聯網時代的工業軟件。
最后，眾多仿真APP在仿真APP商店中集中呈現，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，可以聯系類似APP的開發者進行定制開發。
發展過程中，云道智造拒絕了一些誘惑，例如不做代理業務。當然，作為新的商業模式，必然存在冷啟動的問題，產品的發展、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的一個個性化定制的基礎設施，該產品尺度大，結構復雜，需要對該復雜系統進行數值建模，完成復雜工況的計算和組合分析。中海油與云道智造合作開發的全容儲罐分析設計系統，實現了全參數化建模、基于規范的載荷工況定義與工況計算、非線性校核計算以及優化設計，是業內首款全容儲罐快速建模、仿真、校核一體化系統。
在電子信息行業，通用CFD軟件在建模、前處理和求解設置上都過于復雜，難以實現快速的建模和分析，不能滿足行業發展需求。云道智造獨立開發的電子設備熱可靠性分析專用軟件Simetherm，解決了電子設備在各類復雜環境下的可靠性分析難題。該軟件可成熟應用在通訊制造業、電子元件制造業、軍工以及航空航天等工業中，幫助企業進行熱設計方案對比驗證，識別潛在設計風險，縮小試驗范圍，從而降低產品設計周期。
《工業互聯網創新發展行動計劃（2021-2023年）》指出，要利用工業互聯網平臺，突破研發、生產、管理等基礎工業軟件，加速已有工業軟件云化遷移，增強工業軟件供給能力，提升供給質量。加強工業互聯網與傳統技術的融合與帶動提升。
6月7日，工信部信息技術發展司司長謝少鋒在2021中國工業軟件大會上表示，將強化對工業軟件關鍵技術軟件的重點支持。在提升產業鏈，堅持補短板方面，推動工業軟件、行業應用軟件、新型平臺軟件、重點領域的體系化攻關，提升產品和服務，推動全產業鏈優化升級，引導產業走向中高端。
屈凱峰直言，云道智造做的不是科學研究，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品”。未來，希望帶動數百萬的開發者，共同打造自主仿真軟件新生態。
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