李加加 李書

工業(yè)軟件的發(fā)展基于傳統(tǒng)軟件與新興工業(yè)軟件技術(shù)結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新，以及傳統(tǒng)軟件和行業(yè)融合的應(yīng)用創(chuàng)新。

當(dāng)下，我國(guó)工業(yè)軟件發(fā)展迎來(lái)政策窗口期，創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，骨干企業(yè)實(shí)力提升，產(chǎn)業(yè)聚集效應(yīng)凸顯，市場(chǎng)規(guī)模迅速擴(kuò)大。但與此同時(shí)，作為支撐現(xiàn)代工業(yè)體系發(fā)展和創(chuàng)新的關(guān)鍵，工業(yè)軟件的發(fā)展依然面臨關(guān)鍵研發(fā)設(shè)計(jì)類軟件的能力難以支撐下游先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展等諸多挑戰(zhàn)，亟需建立原始創(chuàng)新和協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制。

圍繞重點(diǎn)行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景，推動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品創(chuàng)新和軟件人才隊(duì)伍建設(shè)，第十五屆中國(guó)成都國(guó)際軟件設(shè)計(jì)與應(yīng)用大賽設(shè)置“工業(yè)軟件”“軟件算法”“應(yīng)用”三大賽道，著力構(gòu)建軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的創(chuàng)新生態(tài)。

在“工業(yè)軟件”賽道中，工元科技《飛機(jī)起落架建模仿真》、希盟泰克《希盟泰克礪工全生命周期管理平臺(tái)》得到行業(yè)專家的積極首肯，取得佳績(jī)。中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十研究所集團(tuán)首席專家、大賽創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師蘇智慧表示，大賽已成為軟件人才隊(duì)伍建設(shè)的重要抓手之一，有助于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、企業(yè)培育、人才建設(shè)等多方共贏。

工元科技：打造工業(yè)軟件的“通用底座”

以CPS、MBSE、數(shù)字孿生為代表的新一代數(shù)字化技術(shù)被譽(yù)為21世紀(jì)最重要的技術(shù)變革，當(dāng)下已逐步進(jìn)入航天、航空、核能、船舶、教育等重要領(lǐng)域，并進(jìn)一步鋪開相關(guān)應(yīng)用場(chǎng)景。

以飛機(jī)起落架系統(tǒng)為例，其工作性能直接影響到飛機(jī)起飛、著陸性能與飛行安全。由于現(xiàn)代飛機(jī)空地循環(huán)周期縮短，壽命期內(nèi)地面運(yùn)動(dòng)距離增多，起落架結(jié)構(gòu)所承受的動(dòng)載荷較大，系統(tǒng)工作環(huán)境復(fù)雜，出現(xiàn)故障可能性較大。

“立足這一情況，建立起落架系統(tǒng)模型，搭建復(fù)雜環(huán)境下多工況應(yīng)用場(chǎng)景，通過(guò)系統(tǒng)仿真、分析來(lái)優(yōu)化和輔助起落架系統(tǒng)設(shè)計(jì)非常重要?！背啥脊ぴ萍加邢薰荆ê?jiǎn)稱：工元科技）起落架項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人付健介紹到。根據(jù)對(duì)客戶的走訪調(diào)研與需求牽引，工元科技依托智能設(shè)計(jì)與驗(yàn)證平臺(tái)MWORKS成功研發(fā)“起落架建模仿真”系統(tǒng)，可快速構(gòu)建多種應(yīng)用場(chǎng)景，驗(yàn)證起落架控制律、系統(tǒng)仿真分析、試驗(yàn)邊界預(yù)演與仿真、故障分析等，為起落架系統(tǒng)高效研發(fā)提供全新的技術(shù)手段。

這一系統(tǒng)在2021年底召開的第十五屆中國(guó)成都國(guó)際軟件設(shè)計(jì)與應(yīng)用大賽中得到專家的認(rèn)可與肯定，最終獲評(píng)“工業(yè)軟件”賽道銀獎(jiǎng)，付健表示，“獲獎(jiǎng)極大地激勵(lì)和鼓舞了團(tuán)隊(duì)的研發(fā)激情，大賽專家的意見建議，更為后續(xù)不斷完善起落架系統(tǒng)模型庫(kù)提供了方向和新思路?！?/p>

技術(shù)支撐數(shù)字化設(shè)計(jì)

付健詳細(xì)介紹了“起落架建模仿真”系統(tǒng)的特色：在MWORKS平臺(tái)上將機(jī)械、液壓、控制等專業(yè)耦合構(gòu)建模型庫(kù)，結(jié)合飛機(jī)氣動(dòng)力、跑道環(huán)境、大氣環(huán)境、擺振等理論構(gòu)建環(huán)境模型庫(kù)，經(jīng)模型集成可實(shí)現(xiàn)飛機(jī)起落架的模型搭建。通過(guò)更改模型參數(shù)和仿真，可模擬起落架正常收放、應(yīng)急放、轉(zhuǎn)彎、剎車、擺振等真實(shí)工作狀態(tài)，可檢驗(yàn)起落架設(shè)計(jì)參數(shù)是否達(dá)到指標(biāo)要求，幫助用戶進(jìn)行不同方案的迭代驗(yàn)證，輔助起落架的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

當(dāng)前，通過(guò)不斷豐富、完善起落架系統(tǒng)模型庫(kù)，這一系統(tǒng)已在中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司進(jìn)行工程應(yīng)用驗(yàn)證，正對(duì)接相關(guān)航空工業(yè)設(shè)計(jì)研究所與主機(jī)廠，推廣起落架系統(tǒng)模型庫(kù)的工程應(yīng)用。

按照公司的相關(guān)規(guī)劃，以飛機(jī)起落架為起點(diǎn)，建立起落架系統(tǒng)仿真項(xiàng)目后，工元科技將從起落架系統(tǒng)仿真驗(yàn)證逐步走向飛機(jī)整體性能仿真，再到新型飛機(jī)研發(fā)系統(tǒng)仿真，利用MWORKS為航空行業(yè)提供良好的解決方案和工程應(yīng)用驗(yàn)證。

部署背后是強(qiáng)有力的人才支撐。據(jù)悉，工元科技現(xiàn)有50多人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，大多來(lái)自清華、哈工大、哈工程、北航、南航、華科大、川大等國(guó)內(nèi)著名的理工院校，博士、碩士學(xué)歷占比70%以上，為西南地區(qū)客戶提供MWORKS貨架產(chǎn)品、工程服務(wù)、軟件定制、解決方案等服務(wù)，根據(jù)客戶需求導(dǎo)引成立了多個(gè)項(xiàng)目組，其中起落架項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)擁有控制、機(jī)械、液壓、算法等專業(yè)的復(fù)合型技術(shù)人才，平均從業(yè)年齡超過(guò)5年。

同時(shí)，作為蘇州同元軟控子公司，工元科技天然擁有總公司提供的技術(shù)支撐，以MWORKS為例，其是同元軟控歷經(jīng)十多年研發(fā)出的國(guó)際先進(jìn)、亞洲唯一、完全自主的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證平臺(tái)，可支持基于模型的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真驗(yàn)證、模型集成、虛擬試驗(yàn)、運(yùn)行維護(hù)以及協(xié)同研發(fā)。

多領(lǐng)域“開花結(jié)果”

“起落架建模仿真”系統(tǒng)之外，基于總公司的MWORKS平臺(tái)開放架構(gòu)，成立剛滿兩年的工元科技已在航空領(lǐng)域形成了航空發(fā)動(dòng)機(jī)專業(yè)模型庫(kù)、飛行模擬器等系列創(chuàng)新成果；在核能領(lǐng)域形成反應(yīng)堆數(shù)值分析平臺(tái)、二回路系統(tǒng)建模仿真項(xiàng)目等成果；在汽車領(lǐng)域形成汽車系統(tǒng)專業(yè)模型庫(kù)等成果。

以航空發(fā)動(dòng)機(jī)專業(yè)模型庫(kù)為例，其已在中國(guó)燃?xì)鉁u輪研究院、商飛等科研院所進(jìn)行工程應(yīng)用落地，為客戶新型號(hào)研制和設(shè)計(jì)優(yōu)化提供了良好的技術(shù)支撐，為客戶探索MBSE（基于模型的系統(tǒng)工程）提供模型基礎(chǔ)，為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益；反應(yīng)堆數(shù)值分析平臺(tái)構(gòu)建了反應(yīng)堆仿真平臺(tái)和反應(yīng)堆系統(tǒng)層次化模型庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)外同類專業(yè)仿真軟件的功能，為該類問(wèn)題提供了國(guó)產(chǎn)化解決方案；汽車系統(tǒng)專業(yè)模型庫(kù)針對(duì)乘用車動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性分析需求，采用Modelica協(xié)助企業(yè)建立自主可控的整車動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性分析模型庫(kù)，提供百公里加速、固定擋加速、循環(huán)工況、坡道起步、自定義等多工況分析。

依托成都良好的科研環(huán)境及眾多的客戶需求，工元科技正匯聚高校、科研院所和工業(yè)企業(yè)用戶，通過(guò)公平合理、可持續(xù)發(fā)展的合作機(jī)制，共建行業(yè)模型庫(kù)、專業(yè)工具箱、應(yīng)用軟件，形成基于模型的協(xié)同創(chuàng)新生態(tài)，加速自主可控工業(yè)軟件發(fā)展。同時(shí)，通過(guò)為各行業(yè)提供設(shè)計(jì)、計(jì)算、仿真及分析類工業(yè)軟件的通用底座，通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證、數(shù)字孿生等工具技術(shù)，為國(guó)家重大型號(hào)工程提供先進(jìn)的數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)支撐和深度技術(shù)服務(wù)保障。

希盟泰克：為工程業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提速賦能

作為國(guó)民支柱產(chǎn)業(yè)，工程行業(yè)具有碎片化、復(fù)雜性等特點(diǎn)，長(zhǎng)期以來(lái)存在著能耗高、污染大、發(fā)展方式粗放等問(wèn)題。隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的大力發(fā)展，智慧工地也迎來(lái)新的時(shí)代變革。

在第十五屆中國(guó)成都國(guó)際軟件設(shè)計(jì)與應(yīng)用大賽上，成都希盟泰克科技發(fā)展有限公司（簡(jiǎn)稱：希盟泰克）團(tuán)隊(duì)攜“希盟泰克礪工全生命周期管理平臺(tái)”亮相“工業(yè)軟件”賽道。

憑借在工程全生命周期過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)全階段、全專業(yè)、全業(yè)務(wù)、全參與的亮點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，團(tuán)隊(duì)獲得優(yōu)勝。希盟泰克團(tuán)隊(duì)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示：“本次大賽獲得行業(yè)專業(yè)人士的悉心指導(dǎo)，有助于我們洞察目前工業(yè)軟件的發(fā)展態(tài)勢(shì)，進(jìn)一步完善研發(fā)思路，力求為工業(yè)4.0推出更好產(chǎn)品?！?/p>

實(shí)現(xiàn)全生命周期管控

當(dāng)傳統(tǒng)模式已難以滿足新時(shí)期工程行業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展需求，數(shù)字化成為必然趨勢(shì)。作為支撐跨部門的流程與數(shù)據(jù)的樞紐，PLM是建筑工程行業(yè)數(shù)字化成功實(shí)施的必備條件。依托大數(shù)據(jù)、人工智能等相關(guān)技術(shù)，希盟泰克打造的“希盟泰克礪工全生命周期管理平臺(tái)”，是適用于工程行業(yè)的具有自動(dòng)化、獨(dú)立性、去中心化特性的國(guó)產(chǎn)自主PLM平臺(tái)。

團(tuán)隊(duì)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，“平臺(tái)擁有易于開發(fā)維護(hù)、技術(shù)棧不受限、可按需伸縮的微服務(wù)應(yīng)用架構(gòu)，同時(shí)提供動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)建模器，以便快速落地不同企業(yè)個(gè)性化業(yè)務(wù)。”其核心在于能打通從項(xiàng)目勘探、設(shè)計(jì)、施工與運(yùn)維各個(gè)階段的數(shù)據(jù)流，解決現(xiàn)有分散管理中的數(shù)據(jù)種類繁多、格式多樣、數(shù)據(jù)孤島等問(wèn)題，并能讓管理者在三維環(huán)境下對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的全貌和全生命周期進(jìn)行管控，提高工程建設(shè)項(xiàng)目的管理水平。

要實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目全周期的管理，就必須確保信息的一致性、及時(shí)性、有效性。在研發(fā)過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)面臨自動(dòng)造價(jià)算量時(shí)大型工程工序多、專業(yè)多、BIM構(gòu)建多等問(wèn)題。為突破造價(jià)算量不準(zhǔn)確的瓶頸，希盟泰克組織專家團(tuán)隊(duì)和機(jī)場(chǎng)管理團(tuán)隊(duì)、技術(shù)專家研討，創(chuàng)造性提出基于BIM的質(zhì)量驗(yàn)評(píng)，取代現(xiàn)有規(guī)則的計(jì)量支付方法。這一舉措顛覆傳統(tǒng)的基于二維模式的造價(jià)算量，實(shí)現(xiàn)更高效率的集成化管理。

為智慧運(yùn)營(yíng)提供“數(shù)字底盤”

高標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)離不開數(shù)字化的支撐。在鄂州市鄂城區(qū)燕磯鎮(zhèn)，一座建有東西2條3600米長(zhǎng)的遠(yuǎn)距跑道、總占地11.89平方公里的鄂州花湖機(jī)場(chǎng)，成為亞洲目前唯一運(yùn)用BIM模型清單計(jì)量計(jì)價(jià)的管理試點(diǎn)項(xiàng)目。

“該項(xiàng)目的質(zhì)量驗(yàn)評(píng)、計(jì)量支付、進(jìn)度管理等都以BIM模型為中心展開，其BIM應(yīng)用的深度和廣度是國(guó)內(nèi)BIM史上的重要里程碑項(xiàng)目?！眻F(tuán)隊(duì)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，鄂州機(jī)場(chǎng)BIM應(yīng)用集成系統(tǒng)是基于希盟泰克自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全生命周期管理平臺(tái)打造。

系統(tǒng)主要包括BIM實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范管理、質(zhì)量驗(yàn)評(píng)、造價(jià)算量、進(jìn)度管理、全場(chǎng)綜合展示等功能模塊。輔助機(jī)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)“從模型審核到現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量驗(yàn)評(píng)，再到工程算量支付”的全生命周期管理，確保工程竣工時(shí)能同時(shí)交付實(shí)體和“數(shù)字孿生機(jī)場(chǎng)”，為智慧運(yùn)營(yíng)提供數(shù)字底盤。

在這次應(yīng)用中，平臺(tái)實(shí)現(xiàn)兩項(xiàng)重要?jiǎng)?chuàng)新。一是質(zhì)量驗(yàn)評(píng)。實(shí)人、實(shí)地、實(shí)測(cè)，將質(zhì)量驗(yàn)評(píng)由結(jié)果管控轉(zhuǎn)變?yōu)檫^(guò)程管控；開發(fā)出零門檻配置表單技術(shù)，極大程度地減輕項(xiàng)目IT負(fù)擔(dān)，減少系統(tǒng)實(shí)施人力成本。二是計(jì)量支付。精確建模，按模施工，模型出量，顛覆傳統(tǒng)的基于二維模式的造價(jià)算量。

“項(xiàng)目綜合效益提升20%以上，其中，鄂州機(jī)場(chǎng)‘無(wú)疫工地’，使施工進(jìn)度至少提前8個(gè)月。”團(tuán)隊(duì)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，目前“希盟泰克礪工全生命周期管理平臺(tái)”廣泛應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)建設(shè)、市政、水利水電、軌道交通、環(huán)保、核電、能源等領(lǐng)域。

自2002年成立以來(lái)，希盟泰克便致力于為大土建行業(yè)工程信息化領(lǐng)域提供覆蓋規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等全產(chǎn)業(yè)鏈的完整解決方案及軟件產(chǎn)品。目前已形成一系列國(guó)產(chǎn)自主可控的工程類工業(yè)軟件，以“希盟泰克礪工全生命周期管理平臺(tái)”為底層研發(fā)了希盟泰克安全質(zhì)量管理系統(tǒng)、希盟泰克質(zhì)量驗(yàn)評(píng)管理軟件、希盟泰克BIM工程造價(jià)算量軟件等核心產(chǎn)品。

借鑒“工業(yè)4.0”的理念，結(jié)合大土建行業(yè)的特征和管理特點(diǎn)，希盟泰克提出“工程4.0”的概念。團(tuán)隊(duì)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，“我們希望通過(guò)不斷技術(shù)創(chuàng)新，圍繞客戶需求研發(fā)和交付高維度的BIM平臺(tái)及應(yīng)用，做到工程投資、進(jìn)度、質(zhì)量、安全的全方位管理，從而達(dá)到降本增效、科學(xué)決策，提升項(xiàng)目實(shí)施能力。”