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国产工业仿真软件的替换迭代 中国工业软件正在崛起

2023年2月22日

编辑:Rokin/中国出海半导体网

 

工业软件开发模型十分重要,工业仿真软件的应用价值非常重要。比如大飞机项目,波音777首先做计算机模拟,很多时间都是用计算机来模拟大飞机的空气动力学行为。结构设计、主力和升力、扭矩,飞机到一定震动时的AVH,实际上,工业仿真软件非常重要。”

中国科学院院士、深圳十沣有限公司首席顾问陈十一指出,“中国自主工业软件是中国科技攻坚的战略要地,是中国制造业持续创新升级的最强助力,工业仿真软件必须发展自己的核心技术和自主软件。”

 

 

陈十一院士指出,据中国工业技术软件产业联盟数据显示,2021年中国工业仿真软件市场增长率20%,三年内可以达到200亿市场规模,但自主软件“短板”突出。2019年国内ACE(计算机辅助工程,是广泛应用于工业制造业产品研发设计过程中的一 种技术软件)软件市场前十大供应商中,没有一家自主软件企业。目前国产CAE的渗透率11%。

 

工业软件市场的前五大厂商和发展趋势

据悉,2020年,全球CAE市场被前三大供应商所主导,分别是西门子、ANSYS和达索,市占率共计47%,前五大CAE供应商中另两名分别是Altair和Hexagon。中国CAE市场国产化率不足5%,主要厂商为安世亚太、中望和安怀信,国内企业技术上与国外差距较大。

陈十一院士认为,虽然中国目前工业软件企业与国外企业有技术差距,未来有很大空间可以跟上先进厂商的步伐。据笔者调研,国际工业软件已经进入发展的第三阶段,外资企业西门子、达索和ANSYS为代表,已经实现了软件本身的技术积累。并在国家工业化的实践中实现软件的应用协同,实现流程串通和优化。这些巨头均在向“软件+服务”的整体解决方案升级。而中国的工业软件行业目前处于第一阶段,大量的设计、制造等核心工业软件被外国品牌占据,中国企业屈指可数,总体可以概括为“管理软件强,工业软件弱,低端软件多,高端软件少”。在中国制造业智能升级当下,中国工业企业软件升级需求广,给予国内厂商充分发展空间。

西门子最近展示了南京原生数字化工厂的案例。因为从规划建设到运营管理,这家工厂都依靠西门子原生数字化技术和理念,支持工厂从无到有,由虚到实,“数字孪生”覆盖整个产品线,以及工厂的完整生命周期,实现数字化闭环。“我们像设计产品一样设计厂房和产线,比如在实际破土动工之前,西门子就已经在虚拟世界中完成了工厂的建设,Process Simulate模拟仿真单台设备、人机配合、机器人工作、细化生产单元,各环节的数据集成在Teamcenter平台,方便成员共享与协作。” 西门子负责人表示,新工厂可以同时生产电子电机制造两大类从原材料、生产设备到工艺流程截然不同的产品。

在投产之后,其产能将提高近2倍,生产效率提升20%,柔性生产能力提升30%,产品上市时间缩短近20%,空间利用率提升40%,物流流转效率提升50%。

据悉,在德国汉诺威工业博览会上,西门子展示了工业5G专用网络的应用案例:一款通过5G连接的自动导引车(AGV)。在生产过程中的内部物流应用该款AGV与移动机器人等移动设备时,能够有效提升生产灵活性。可靠的无线通信为其稳定和安全运行提供保证。西门子现已实现通过5G专网传输Profinet IO协议,从而为工业应用实时传输数据。这项突破由西门子SCALANCE 5G路由器实现。中央控制器可以通过5G专网传输Profinet,与自动导引车(AGV)等移动设备上的分布式I/O模块进行通信,无需再对每个单独的移动设备进行局部控制,节省成本、减少维护。

 

中国工业软件发展之路:国产替代指向替换和迭代

中国的工业软件行业目前处于第一阶段,大量的设计、制造等核心工业软件被外国品牌占据,中国企业屈指可数,总体可以概括为“管理软件强,工业软件弱,低端软件多,高端软件少”。在中国制造业智能升级当下,中国工业企业软件升级需求广,给予国内厂商充分发展空间。

陈十一院士指出,发展自主工业仿真软件,目前面对三大挑战:一是国内市场几乎被国外厂商垄断;二、工业软件行业需要复合型人才,目前国内人才缺口大。据《关键软件人才需求报告》预测,到2025年,中国关键软件人才缺口达到83万,其中工业软件人才缺口为12万;三、国产算力平台技术亟待提高。

当然,中国工业软件企业也面临三大机遇。首先,中国产业结构升级,政策重视空间。第二、新科技革命,中国与世界同步。优化计算速度和成本,集成仿真工作流程,提高产品易用性,而且AI+大数据将大幅度缩短求解时间,提高求解速度。IIoT+数字孪生,使得跨流程和系统构建更复杂的仿真系统成为可能。

近日,在2022年华为开发者大会上,华为鲲鹏计算业务总裁张熙伟表示,经过3年的发展,鲲鹏生态日益繁荣。截至目前,整机伙伴出货占比已超过90%,欧拉发货已超过170万套,高斯的社区下载量累计超过80万次,4000多家伙伴一起孵化了超过11000个解决方案。鲲鹏已经在各个行业得到了规模应用,成为行业数字化转型的首选。

在赋能工业制造方面,去年,华为与宝德、拓维信息、长江计算、依瞳科技、中科弘云、华睿科技、沃德普、凌华科技、研华科技、东声智能共同发布了昇腾智造解决方案。针对质检效率低、柔性差、精度不足等制造企业痛点问题,昇腾智造解决方案基于华为南方工厂AI应用的成熟实践,打造AI质检解决方案,致力加速AI规模化服务于数字工厂。

“工业软件除了在传统的工业设计,还有一个很大的是在数字经济跟人工智能跟数据采集一起来发展。发展自主工业软件的路很长,未来5年到10年,我们需要人才和市场,广东非常好,华为带头,还有很多其他的企业都是参与,西方对我们采取围堵策略,现在正是发展自主工业软件最好的时代。”陈十一表示。

北京世冠金洋科技发展有限公司创始人、董事长李京燕表示,工业软件的国产替代应该是替换+迭代。对标国外优秀的软件是对标它可实现的功能,而不是对标软件本身。因为国外的软件走过了很长的路,深厚的积累是长项,然而历史的包袱也是事实。比如GCKontrol采用新技术解决了Simulink仿真大模型速度慢的问题。随着中国智能制造的升级,中国必然需要、也应该诞生可与达索、西门子媲美的软件巨头,或者说形成可与之匹敌的软件生态。