对话

安世亚太:以自主仿真驱动企业数字化设计

2021-12-23e-works 吴星星

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       11月30日,工信部发布了《“十四五”软件和信息技术服务业发展规划》,明确提出工业软件是本轮规划需要重点突破的主要任务。仿真技术作为工业软件最内核的技术之一,不仅是现代工业体系的核心,也是未来工业设计最坚实的支撑技术。作为最早将仿真技术引入中国的企业之一,安世亚太自1996年成立以来,一直致力于仿真软件的自主研发,帮助制造企业不断提升产品设计水平,加快我国工业设计产品与世界接轨的步伐。

       在2020年年底,安世亚太正式推出了自主通用仿真软件PERA SIM,仿真产品和服务能力实现了全新的突破。时隔一年,PERA SIM的研发情况如何,在哪些行业获得了应用?在数字孪生、工业互联网、增材制造等领域,安世亚太有哪些最新进展?中国自主仿真市场的发展现状和前景如何,安世亚太处于一个怎样的位置?安世亚太产品的创新方向以及未来发展规划是什么?安世亚太产品体系的研发策略是什么?带着这些疑问,在第十七届中国制造业产品创新数字化国际峰会上,e-works数字化企业网记者专访了安世亚太公司工业软件业务发展总监、咨询专家俞瑞霞博士。

安世亚太公司工业软件业务发展总监、咨询专家俞瑞霞博士

安世亚太公司工业软件业务发展总监、咨询专家俞瑞霞博士

以PERA SIM为起点,安世亚太开启自主仿真产品国际化新征程

       从产品层面来看,PERA SIM拥有比较突出的技术优势,不仅能够满足基本仿真应用要求,同时还兼具部分特殊竞争优势的结构、流体和电磁产品。PERA SIM技术亮点主要包括:采用易于集成和扩展的插件架构;支持多学科的统一软件交互界面;支持自动化、参数化和定制开发;拥有较好的基于包面技术的网格划分功能,可处理上亿网格;具备强大的专用方程组求解引擎;采用了独树一帜的快速多级子边界元和能量有限元算法,涵盖全频段全声域的噪声分析。

PERA SIM采用了全球第一梯队的流体仿真网格剖分技术——包面技术

PERA SIM采用了全球第一梯队的流体仿真网格剖分技术——包面技术

       俞瑞霞博士告诉记者:“安世亚太即将在今年12月底推出PERA SIM的全新版本——PERA SIM 2021R2,产品覆盖六大方面:通用流体前处理产品,通用前后处理平台,通用结构、流体、低频电磁及声学产品。现阶段来看,PERA SIM运行稳定,结果合理,涉及功能点的计算精度、效率、规模等性能指标与国际标杆软件接近,能够满足目标用户的主要应用要求。”

       据悉,PERA SIM软件已经在国内多所高校以及航空航天、电子、汽车、船舶、核、石油化工、通用机械等多个行业获得了成功应用。例如,在军工行业,利用PERA SIM可以进行装甲车、船体的振动模态及结构强度分析;在航天航空行业,基于PERA SIM可以进行飞机及导弹的外流场分析;在汽车行业,借助PERA SIM可以进行汽车底盘悬架的结构强度分析等。

       对于PERA SIM产品的未来发展规划,俞瑞霞博士表示:“2022年,我们将整合产品线,夯实各产品线完整应用流程,形成完整与国外标杆软件产品的对应基础产品线,同时,还将开发专用模块及多物理场分析模块。此外,在保证功能和性能的前提下,我们会聚焦主要行业标杆客户的实际推广应用,满足工业用户实际产品设计分析需求,开启逐步取代国外竞品的步伐。安世亚太的最终目标是国际化,开启走向通用仿真自主产品国际化市场的全新征程。”

硕果累累,安世亚太多项业务落地生根

       回顾即将过去的2021年,安世亚太多项业务取得了重大进展,为众多用户及合作伙伴持续赋能。俞瑞霞博士介绍:“在自主通用仿真软件PERA SIM方面,2021年,安世亚太持续推进自主通用仿真工具的研发、工程验证及应用推广,目前已在数十家企业进行了工程应用验证,获得了企业的广泛认同。”

PERA SIM的计算结果与某国际知名仿真软件的偏差约为5%

PERA SIM的计算结果与某国际知名仿真软件的偏差约为5%

       在工业互联网平台业务方面,总体发展加快,尤其是工业仿真云生态,包括仿真云平台、仿真在线培训和资源共享平台再创佳绩。2021年,工业仿真云的用户群、用户量和知名度得到了明显提升。目前,仿真社区是国内最大最活跃的仿真在线培训和资源共享平台,注册人数达到50万;仿真云免费及付费用户数量达到1000多家,“基于工业互联网的多应用场景仿真云平台”项目荣获四川省科学技术进步奖二等奖。

       在增材制造设计(DfAM)赋能业务方面,安世亚太取得了明显突破。早在几年前,安世亚太就提出了以增材思维为核心的先进设计和智能制造整体解决方案,打破了传统制造工艺的束缚。2021年,安世亚太引入和出版了国内第一本DFAM设计指南,并成立了国内最大的DfAM赋能业务团队,成功实现了区域/行业的典型项目示范,助力中国工业产品的创新设计。

       在数字孪生业务方面,安世亚太探索性地推进该业务的发展。俞瑞霞博士表示:“通过总结数字孪生体进化论,提出数字孪生体模型,安世亚太推出了基于数字孪生体系的完整数字化研制解决方案,深入布局数字孪生业务体系,在数家企业及高校成功实施了数字孪生项目,明年上半年,安世亚太高级副总裁田锋将推出数字孪生专著,详述中国工业的研发数字化转型。”

       此外,在开源生态建设方面,安世亚太通过构建增材制造业务的开源生态,提高了增材设计与制造技术可靠性。安世亚太在增材制造业务上投入很大,2021年,构建了基于全自主可控的APRO通用控制平台的智能传感与开源生态,大幅提升不同类型增材装备的批量一致性和重载可靠性,在自主产业生态内打通原材料生产、装备量产、集群管理等产能要素,实现以SLM为代表的主力增材机型的批量产能部署。

适逢其时,国产仿真软件弯道超车进行时

       2020年,工信部发布的数据显示,中国的工业生产总值占全球比重的28.1%,但中国工业软件占世界份额的比例仅为5.57%。具体到对技术要求偏向底层开发的仿真类软件,占比显然会进一步缩水。俞瑞霞博士指出:“目前,就中国的整个仿真市场来看,国内的仿真软件公司呈现为小、散、弱,亟待联合甚至整合;标准软件市场总占比低下,大约在5%以下,大部分仿真软件公司都以定制开发模式存在;多数公司突破卡脖子的策略并不清晰。”

中国仿真市场被瓜分殆尽

中国仿真市场被瓜分殆尽

       其实,对于中国的整个仿真产业而言,当下无论是国家工业水平、国内技术水平,还是国家人才引力,已然是天时、地利、人和,是最好的时代。中国的仿真软件企业应当牢牢抓住这次风口,不断发展壮大,带动我国的工业设计水平再上新台阶,进而推动我国的经济发展跨越中等收入的陷进。

       当然,自主仿真软件发展具有四个新赛道,对应不同的开发策略和发展前景。安世亚太作为资历较深的仿真软件公司,已经具备了成熟的研发能力、服务咨询能力、二次开发能力,能够真正参与到用户的产品研发过程之中,将仿真技术和工业应用深入结合,开发出具有自主知识产权的仿真软件产品。

       随着我国开始加大对国产工业软件发展的支持力度,安世亚太也不断加大了对仿真技术的攻关。俞瑞霞博士坦言:“目前,安世亚太公司是国内最大的仿真技术公司,是国内仿真软件业的龙头企业,拥有仿真从业人数最多、市场占比最高;同时,安世亚太是潜在的整合者,号召并提出了行业内的联合方案,是最有可能成功的中国仿真公司。”

扬帆起航,安世亚太持续推进未来工业设计相关业务

       展望未来,安世亚太还将继续推进仿真、数字孪生、增材制造等关乎未来工业设计的相关业务。具体在仿真产品方面,俞瑞霞博士表示:“未来,安世亚太会逐步形成与国外标杆仿真软件产品完整对应的基础产品线,除结构、流体、声学产品线外,还将打造低频及高频电磁分析的通用电磁产品线、通用显式动力学产品线、多体动力学产品线及通用过程集成和参数优化产品线。”

安世亚太自主仿真技术体系——PERA SIM系列

安世亚太自主仿真技术体系——PERA SIM系列

       在数字孪生方面,安世亚太于2019年成立了国内首个数字孪生体试验室,致力于数字孪生标准研究、技术研究、平台研发和工程实践。安世亚太提出了自主的数字孪生体框架和成熟度模型,发布了国内首部数字孪生体白皮书,正在参与制造系统数字孪生国际标准ISO23247、数字孪生通用要求20213298-T-469国家标准的制定。

       目前,安世亚太还积极与中国电科第十四研究所、燕山大学、北京化工大学等单位开展数字孪生工程实践。俞瑞霞博士指出:“未来在数字孪生方面,安世亚太将联合国内合作伙伴联合打造具有自主知识产权的数字孪生体开发平台,并基于该平台快速开发不同行业不同产品的数字孪生体应用,共建数字孪生体系生态。”

       在增材制造方面,安世亚太于2019年率先提出了基于增材思维的先进设计和智能制造解决方案——DfAM,为航天、汽车、能源动力等工业用户提供3D打印材料开发、创新产品设计、定制机型等突破基础科研瓶颈的咨询服务,并且积极布局以应用场景推动3D打印进入批量制造的价值连通服务。

       对此,俞瑞霞博士也表示:“DfAM产品的创新方向主要聚焦面向增材工业品的全数字链路打通及全生命周期效率提升,该业务的未来发展规划以发现增材附加价值的应用为牵引,夯实基础科研短板。”此外,安世亚太还拥有独家面向增材的创成设计方法,可与正向设计的仿真验证技术相结合,为3D打印行业注入创新催化动力。

【后记】

       实际上,在过去25年的发展历程中,安世亚太曾提出了对中国仿真业界发展产生巨大影响的“协同仿真”、“精益研发”等概念,开展了基于工业互联网的自主仿真软件及仿真云平台的研究与探索,研发了很多专业的仿真工具软件,并且基于成熟的仿真软件进行二次开发,基于开源的软件进行定制开发。在自主通用软件PERA SIM的研发过程中,安世亚太通过重新梳理并不断整合已有的仿真技术,包括已经开发的软件产品和积累的经验,并不断地与国内外研究院所展开合作,最终形成了代码完全自主可控的PERA SIM产品。

       在采访的最后,俞瑞霞博士告诉记者:“经过长期的技术沉淀和经验积累,安世亚太形成了完整的产品体系研发策略,可以总结为三个方面。第一,安世亚太注重仿真技术的研究和积累,尤其是底层算法、平台架构、平台技术的研究,这也是安世亚太得以持续发展的最核心的一个因素。第二,安世亚太重视软件开发、定制开发技术的积累和经验的总结。第三,安世亚太根据发展需要,会收购一些国内外具有特色的或是与安世亚太产品能形成互补的成熟软件。”

       通过与俞瑞霞博士的深入交流,e-works认为,在通往自主仿真的未来之路上,安世亚太仍将继续坚持以自主仿真三大研发策略为核心,不断引进、消化、吸收再创新,必将实现所有仿真产品的代码完全自主可控。同时,e-works也相信,在未来的发展中,安世亚太也将继续深耕仿真技术与各项业务场景的融合,通过自主仿真来驱动制造企业的数字化设计,帮助更多制造企业将数字化的发展进程推向一个更高的起点。
 
 
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