对话

天洑:十年磨砺,探索国产仿真软件创新之道

天洑软件创始人/董事长张明博士专访

2021-11-25e-works 吴星星 黄培

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       当前,我国制造业正处于向数字化、智能化转型的关键阶段,制造企业逐渐意识到自主创新的重要性,而工业软件也成为各界关注的焦点。作为一家迅速崛起的国产工业软件企业,南京天洑软件有限公司(以下简称:天洑软件)自2011年成立以来,专注于研发具有自主知识产权的仿真优化和智能运维软件,为诸多行业企业提供了优质的软件产品及解决方案。

       今年恰逢天洑软件成立十周年。那么,天洑软件是如何在实战中成长起来的?天洑软件的产品和解决方案有哪些独特优势?天洑软件的发展策略和定位如何?带着这些问题,2021年10月13日,e-works CEO黄培博士专访了天洑软件创始人/董事长张明博士。

天洑软件创始人/董事长张明博士和e-works CEO黄培博士合影

天洑软件创始人/董事长张明博士和e-works CEO黄培博士合影

1.十年磨砺,天洑软件展露锋芒

       从国际大厂的CAE工程师到技术总监,再到创业者,清华大学张明博士于2011年在南京创办了天洑软件。凭借十年技术沉淀,天洑软件以流体仿真为基础,不仅将软件产品的应用扩展到结构仿真、传热仿真、声学仿真、优化分析、智能建模等工程仿真与设计领域,还拓展到了设备的预测性智能运维方向,开发了众多行业通用软件和特定行业的软件产品,并得到国内外客户的高度评价。目前,天洑软件在南京、宁波、大连和日本横滨建立了运营基地。

       谈到市场定位,张明博士表示:“天洑软件首先切入增量市场,真正为客户解决问题,确定自身的市场地位,进军国际市场;然后再通过反复打磨产品,逐渐切入存量市场,实现国产替代。”

       十年磨一剑,天洑软件的产品线和解决方案在实际应用中不断完善。在工程仿真方面,天洑软件通过自研求解器以及采用人工智能技术加快运算速度,在满足精度要求前提下实现了仿真效率的成倍提高。其中,AICFD作为通用的智能热流体仿真软件,能够实现对流动及传热的快速智能仿真;AIFEM智能化、全流程的有限元分析软件融入了工业智能化、数字孪生和数据驱动的元素,着力实现基于数值仿真计算、参数敏感性分析和数值试验数据库的产品数字化模型;AITurbo智能化旋转机械设计软件结合了传统经验设计方法及先进的人工智能设计算法,能够被用来快速、智能地进行泵、风机和叶片设计,自动给出旋转机械部件的三维模型,并能通过仿真智能优化性能和效率。天洑还通过对工业企业数据建模需求的深度挖掘,研发了一套针对工业用户的数据建模平台DTEmpower。此外,天洑软件还自研了多学科优化软件AIPOD和拓扑优化软件AITopo,创新应用了优化算法组合求解及优化算法自学习调度机制,可以通过更少的迭代计算量达到同等的优化结果,其中AIPOD的算法已经达到国际领先水平。

       天洑与德国FRIENDSHIP SYSTEMS公司合作研发的全参数化建模软件CAESES,已经得到国内外客户的广泛认可。张明博士介绍:“CAESES最大的特点是参数化建模,通过简化构造复杂几何模型的参数,使得模型变化简单灵活,是一套真正的设计前端CAE系统。作为一款全参数化建模软件,CAESES在几何建模方面,所有的坐标、尺寸都是参数化的,改写非常容易。因此,天洑软件可以将CAESES作为源头,针对特定行业,结合自研的AICFD/AIFEM、AIPOD、DTEmpower等软件,开发行业专用的智能设计运维一体化平台,例如AIShip、AITurbo等。”

对称面流线图

对称面流线图

汽车表面压力云图

汽车表面压力云图
天洑AICFD助力汽车空气动力学设计

       在设备预测性维护方面,以挖掘数据价值为核心导向,以建立数字孪生模型为技术手段,天洑为电力、建材、矿山、冶金、化工、水利等行业提供可靠而实用的产品,并针对这些行业特点提供定制化开发服务。

2.面向工程实践,深耕仿真优化与智能运维

       对于CAE技术,张明博士有着深刻的理解。他认为:“与CAD技术不同的是,CAE技术是在求异中前行。具体来讲,CAD技术的发展最终都是为了解决几何建模的问题,所以称之为求同;而CAE技术的发展趋势则是求异,因为每家企业需要解决的问题都不一样,而且解决的问题越细,对客户帮助越大。”

       以电子行业为例,客户需要进行跌落、散热和优化仿真,按传统方式需要采购三款软件,跌落仿真软件、散热仿真软件和优化仿真软件,这也意味着客户需要学习三款软件,数据还需要来回转换,而天洑软件通过提供跌落、散热和优化仿真的一站式解决方案,即可帮助客户解决所有问题。

       张明博士指出:“CAE的核心是解决问题,帮助企业在自身行业提升竞争力,产品迭代更快,做得更好,更加新颖,成本更低,CAE软件的本质是数字创新的使能技术。”

       在产品创新过程中,很多设计师会颠覆以往的设计,产生类似“没有叶片的风扇”的想法,他们需要找到更好的仿真与优化支撑软件。天洑的AITopo软件可以被用来实现工业产品的多目标优化设计,在实际应用中赢得了客户的青睐。

       通过扎根于行业细分领域,天洑软件探索出了一条独特的仿真应用之路。在设计仿真端,天洑软件具备了行业内领先的实时仿真技术,为航空航天、船舶海洋、汽车等行业提供涵盖设计、仿真、优化的一体化解决方案,让仿真设计更高效;在运维端,通过数据、专家和仿真融合,天洑软件打造了智能监盘系统、设备智能预警与故障诊断系统、运行管理指挥舱等智能运维解决方案,让运维建模更简单。

       天洑针对船舶行业研发的智能设计软件AIShip融入了公司自研的智能建模、实时仿真求解、优化等算法,帮助上海船舶运输科学研究所完成了船型的智能设计,将整个船型设计、仿真和优化工作简单化、快速化、智能化、流程化。AIShip将客户原来船型设计周期以月为单位缩短为以天为单位,将原来从数十个船型中选择最优提升到从数千个船型中选优。基于AIShip智能优化船型的案例在第17届中国CAE工程分析技术年会上荣获卓越应用奖。

船舶智能设计软件AIShip

船舶智能设计软件AIShip

3.内外兼修,通过创新技术解决行业痛点问题

       CAE市场厂商众多,各类专业仿真软件层出不穷。因此,张明博士非常强调自身产品技术和市场策略的差异化。天洑软件始终聚焦于客户普遍存在的痛点问题,例如针对创成设计和逆向工程的需求开发相应软件。张明博士在日本多年的工作经历使天洑软件能从成立之初就开始走向国际市场。通过内外兼修,天洑软件在国内发展了上百家客户,同时也赢得了三菱电机、日立、EKK等国际客户。凭借扎实的客户基础,天洑软件获得了资本市场的青睐,目前已完成了两轮融资。

       天洑软件注重开发具有行业特色的亮点功能,真正帮助客户解决实际问题。例如,某日本知名电机企业在对比了天洑软件和一些老牌的通用CAE软件之后,选择了天洑软件的AITurbo。除了AITurbo本身有AI加速、选型速度快等亮点功能外,根本原因还是天洑软件更加贴近客户的实际需求,仿真效率和效果更好。

天洑研发的专用求解器AITurbo,实现泵的水力设计

旋转机械智能设计软件AITurbo

       张明博士强调,仿真软件不能曲高和寡,而要强调在设计人员中普及应用,同时应当不断提升仿真计算的效率。为此,天洑软件研发了AI加速、降阶处理等技术。某大型国际重工集团旗下一家公司从事压缩机、泵的设计人员有将近四百人,但专业的仿真工程师只有四个人,该公司希望选择设计人员能够普遍应用的仿真软件,最终选择了天洑软件。

       作为仿真市场的新锐,天洑软件十分强调持续改进,与客户共赢。一家著名机械密封制造商在购买天洑的仿真软件之后,很快就反馈了改进意见。而天洑软件通过快速响应,一方面满足了客户需求,另一方面也进一步改善了软件功能和实用性。

4.多方协作,推进国产仿真软件的协同创新

       当前,国产仿真软件迎来了发展的春天。面对政策支持和投资热潮,张明博士十分冷静。他认为,要实现国产仿真软件的自主创新,需要强化产学研合作,培养能够对求解器底层技术有更深了解的高端人才;同时,还是要立足于一些关键核心技术的自主创新,不能盲目过度依赖开源平台,因为它们自身存在难以突破的天花板。

       张明博士指出,仿真技术涉及的领域众多,国产仿真软件企业应当建立差异化定位,避免重复开发,加强生态合作,实现协同创新;要注重在应用实践中不断完善自身软件产品,真正达到实用水平;可以针对细分领域进行深入研发,先实现单点应用的突破,再完成通用仿真平台的建立。         

AITopo流体管道拓扑优化实际案例

AITopo流体管道拓扑优化实际案例

后记

       与燃气轮机、光刻机、高端芯片等实物产品一样,工业软件也是人类智慧的结晶。但工业软件往往是始于技术驱动,成长于用户迭代。因此,优秀的工业软件产品,就必须能为用户解决特定的工程实践问题。

       一路走来,天洑软件始终坚持以解决客户问题为初心,直面用户痛点,不仅获得了国内客户的青睐,也赢得了国外客户的好评,实现了自身的可持续健康发展。张明博士强调,未来天洑软件将继续专注于具有自主知识产权的仿真优化与智能运维软件的研发,立足专业定位,深度打磨,通过提供高性价比的产品和解决方案,助力中国制造企业提升自主创新能力,实现转型升级。
 
 
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