超薄手機能用100瓦快充而不燙手,新能源汽車的門板能越做越輕薄而強度不減……生活中的方方面面都離不開工業設計和製造。
核心工業軟件被稱作“工業的大腦和神經”。我國是工業和製造業大國,但國內90%以上的工業軟件依賴進口。去年11月美國對關鍵軟件實施出口管製,這個隱藏的短板被推到台前。
所幸,廣東已先行一步,超常規、體系化組織實施核心軟件攻關等重大科技工程,把軟件企業送進製造車間,和用戶一起在產線上“打磨”軟件。
數年下來,一批國產核心工業軟件成功突圍,逐步建立起自己的生態,開始“鴻蒙式”的成長。
工廠裏,國產軟件從“可選項”變成“必答題”
核心工業軟件管著工廠的“大腦”:模具怎麼開、機器人怎麼動,都得它先算清楚。可長期以來,這些“大腦”大多裝的是國外系統,容易受製於人。
中煤科工就撞上了“死結”。為降低礦工下礦作業的風險,該企業要研發一款礦山機器人,需要收集大量數據並做模擬計算。但是,國外的仿真軟件不允許在國內本地部署,意味著數據要傳到國外服務器;而井下數據涉及國家機密,不可批量外傳。
如何破題?中煤科工用上了國產的英特仿真開發的多體動力學仿真軟件,機器人下井前先把斜坡、碎石路面等極限工況全部模擬一遍,哪裏會打滑、哪裏容易翻,算得清清楚楚。僅巷道噴漿一項,仿真就把噴槍定位誤差從正負5厘米壓縮到正負1厘米,而且數據全部留在國內。
受製於人的狀況,隨著國產核心工業軟件的成長而改變。
OPPO曾提出一些很前沿的設計需求,希望國外設計軟件在底層代碼上配合修改,但對方不願意。“國外軟件跑了幾十年,架構厚重、船大難掉頭,不願意為我們改變底層架構。”OPPO SIPI部門高級工程師廖大偉說,年輕的國產軟件沒有這份曆史包袱,可以在最新技術環境上直接適配,在極短時間內完成功能開發和迭代,遠超出用戶的預期。
核心工業軟件長期被國外把持,軟件的價格高昂、維護服務響應不及時,國內企業用不起、等不及,更不敢把核心數據交出去。
有專家形象地把國產核心工業軟件與鴻蒙系統作比較:二者都是“被逼出來的後手”,二者都在近年來蓬勃發展、羽翼漸豐。
在國內外形勢複雜多變的當下,國產核心工業軟件已不是“可選項”,而是“必答題”,既要自己造得出來,更要在一線用得起來。
產線上,國產軟件正在悄悄迭代進化
一台大電視要送到消費者家裏,總共分幾步?它至少要經曆倉庫堆疊、快遞顛簸、搬運裝卸,脆弱的屏幕和背板必須“抗摔”。
以前,廠家要造真電視反複摔、改模、再摔,直到滿意。如今,創維電視用邁曦的仿真軟件MxSim.Dyna及蜂巢互聯的雲泊通用前後處理軟件,在虛擬世界裏把一台電視“摔上千次”,形成抗摔方案。
這是核心工業軟件的常見場景——數字孿生,用模擬代替真摔,讓電視產品開發周期縮短了一個半月。
同樣的場景在手機行業上演。OPPO旗艦手機越做越薄、支持100瓦快充,要保證充電時芯片不燒、外殼不燙,就得借助芯和半導體的仿真軟件平台Notus,在電腦裏把電流密度、熱傳導、散熱路徑全部算清。
芯和半導體市場部副總裁倉巍介紹,通過自主研發的多物理仿真引擎底座和AI大模型,智能識別瓶頸並輸出優化參數,OPPO的設計迭代從過去5次縮減到2次,物理驗證也減少2到3輪。
軟件往下紮根,是工業數據。英碼科技研發總監曹軍說,以前工程師畫原理圖,最頭疼查器件符號,一個新款連接器得找供應商要圖紙、自己補畫封裝符號和3D模型,要多名工程師核對三五天。如今,工程師在國產軟件裏直接搜索調用標準化模型,基礎元器件無需重複建設,像搭積木一樣開展設計。
這背後是粵港澳大灣區國家技術創新中心建設的國創基礎資源庫,集成超9000萬個零部件模型、300萬個電子元器件模型、4萬個仿真材料數據,設計師拿來就能用。
仿真、設計、數據底座、工藝管理,這些工具串成一條數字研發鏈。泊鬆軟件的IntePLM產品全生命周期管理系統,正是打通這條鏈的關鍵樞紐:通過優化界面、集成工具、拉通協同,把工程師上手時間縮短至24小時,物料清單輸出時間從超過24小時壓到4小時內。
而這套“全鏈條”真正落地,靠的是把軟件送進真實產線。
東莞宜安科技是國內輕合金精密壓鑄龍頭,產品越做越薄,而難度呈指數級上升——有些屏幕支架薄到0.6毫米,僅正常厚度的三分之一,壓鑄用的鎂鋁液剛進入模具,還沒流到位就凝固了。
過去,企業靠老師傅手感開模試錯,每個模具往往要改兩三次,花費以十萬元計。如今用上適創科技的國產模流仿真軟件SupreCAST,先在電腦裏模擬整個壓鑄過程、測算澆口和工藝參數再開模:一次性試模成功率從60%升至90%以上,良品率從85%攀至92%以上,每年省下數千萬元,而且計算速度比國外同類快10倍以上。
宜安科技科研工作負責人龐棟說,“以前我們等客戶圖紙定型才能配套開模,但有的客戶不懂鑄造,圖紙要返工重畫;現在我們提早介入,用結構仿真軟件做出可視化報告,和客戶一起優化圖紙、合作生產。”
生態中,軟件、場景和人才同步成長
這正是廣東作答國產核心工業軟件“必答題”的解法:不讓軟件停在實驗室,而是和企業一起紮進車間,把一線工藝師傅的“大白話需求”翻譯成工程語言,在真實產線上聯合研發,一邊賦能產業,一邊迭代軟件。
不過,國產核心工業軟件也面臨著鴻蒙當年的困境:用戶太少。宜安等企業選擇調撥一小部分工程師試用,配合軟件公司改進。“讓用得好的人把軟件改得更好用,同時帶動其他人用。”龐棟說,“好的軟件是用出來的,宜安用30年積累的真實產線數據,不斷反哺軟件升級。”
這種聯創不是特例,OPPO與芯和半導體的合作同樣如此。“國產軟件不是把產品賣給你就結束了,而是願意跟你一起成長。”廖大偉說。
即便是摸著石頭過河,也要牽著你的手。秉持這種信念,國產核心工業軟件的生態正在加速成形——
底座有國創資源庫做數據層,中間有邁曦、適創、蜂巢互聯等做仿真層,上層則由蜂巢互聯CID工具鏈平台、泊鬆軟件IntePLM做集成層。國外各家軟件還處在“信息孤島”狀態,而國產的蜂巢互聯CID工具鏈平台打通工具流、數據流、業務流,把分散的點工具與孤立系統整合為一站式工業軟件協同平台。
芯和半導體的業務遍布全國各地,倉巍坦言,廣東是推動國產核心工業軟件攻關與應用走得最靠前的地方之一。“軟件在第一時間用於生產場景,迭代升級的效果很快顯現。廣東的做法值得國內其他地區學習。”他說。
這正是廣東省科技廳牽頭、超常規體系化組織實施核心軟件攻關的題中之義:最大的成果不是“開發了幾款軟件”,而是凝聚起一批願意與國產軟件共同成長的企業,留下真實可貴的產線數據,培養出融入生態的工程師。
當然,國產核心工業軟件仍處在生態爬坡期——用戶基數尚小、部分工具鏈有待補全,距離國際一線軟件還有距離,但廣東這套“把軟件放進真實產線一起長”的打法,已經蹚出一條路。
南方+記者 鍾哲
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