深耕工业软件创新助力中国制造业向数智化转型升级

“将原来的船型优化设计周期从以月为单位缩短为以天为单位，将原来的从数十个船型中选择最优样本提升到从数千个船型中选优，设计效率和质量得到双提升，这在以前难以想象。”上海船舶运输科学研究所（简称“上海船研所”）船型开发的相关负责人说。

这样的提升有赖于一款智能船舶设计软件的引入：由南京天洑软件有限公司（简称“天洑软件”）与上海船研所合作开发的AIShip。

据介绍，AIShip软件代表在工业软件领域十分重要的计算机辅助工程（CAE）技术。“工业软件是数学物理等基础理论、工业技术和工业知识的长期积累和高度浓缩，对助推制造业向数字化、智能化转型升级具有重要意义。”天洑软件董事长张明说。

解决工程实践中的问题

随着中国制造业的转型升级，国内工业软件迎来新的发展机遇。工业软件往往始于技术驱动，优秀的工业软件产品要能为用户解决特定的工程实践问题。

作为国家高新技术企业，天洑软件自2011年成立以来就专注于具有自主知识产权的工业软件的研发，其核心业务是将人工智能（AI）技术与CAE技术相融合，开发包括智能设计软件、智能仿真分析软件、智能优化软件、智能数据建模软件等覆盖工业产品研发流程的全链条软件产品。

在国家电投上海核工程研究设计院（简称“上海核工院”），天洑软件针对旋转机械行业的智能设计软件（AITurbo）大显身手。

服务于核反应堆冷却系统的核主泵，是核电站的核心设备之一。上海核工院核主泵的设计工艺复杂，所需软件多达10余款，涉及建模、结构仿真、流体仿真、性能评估等多个方面，需要四五个部门的工程师协同操作。

AITurbo软件的应用可以完成原来10余款软件的工作。天洑软件还针对工程需求进一步优化软件，可以把核主泵全生命周期中的实际运行状态实时反馈给设计人员。AITurbo软件的介入，改善了核泵运行效率，部分泵型提升率达20%，不仅提高了运行稳定性，还延长了使用寿命。

“做智能工业软件，必须坚持软件源于工程、服务于工程的思想。技术人员对于工程的理解至关重要，基于工程诉求打磨产品矩阵，才能解决真正的问题。”张明说。

打造智能设计中心

无论是AIShip，还是AITurbo，都是坚持AI融入的工业软件应用产品。“除了坚持AI融入，还要坚持软件核心代码自主研发，坚持设计和运维互相赋能，坚持行业深度打磨，这是天洑软件的发展理念。”张明说。

由此，天洑软件开始打造属于自己的“智能设计中心”。根据规划，设计中心将包含3个层次。其底层基础是不断积累形成的仿真求解器、AI算法、参数化建模等方面的能力。在此基础上，天洑软件重点打造4类通用软件，分别是设计软件、仿真软件、优化软件和运维软件。通过“智能设计大脑”对以上软件进行底层算法的AI重组，会开发出更具应用前景的智能设计运维一体化平台，针对叶轮机械、船舶、换热器以及管道等领域，实现从算法到软件、平台再到中心的目标。

基于这样的产品架构，天洑软件能为能源动力、船舶海事、车辆运载、消费电子等行业提供“智能设计中心”的产品及增值服务。

助推数字化转型升级

专注于智能工业软件的产品研发，真正为用户解决问题，通过反复打磨产品，切入存量市场，协助用户实现软件的国产化替代——这是天洑软件设定的目标路径。

“要实现国产仿真软件的自主创新，需要强化产学研合作，培养对求解器底层技术有更深了解的高端人才，同时还要立足于关键核心技术的自主创新，不能盲目过度依赖开源平台。”张明说。

目前，天洑软件与上海交通大学合作开展的CAE实时仿真技术研究，主要面向复杂工业设计的数字孪生需求，实现多种工业产品的流场、温度场毫秒级预测。这项合作技术已应用推广到船舶、电动车等领域。此外，天洑软件还坚持产学研一体化，与清华大学、华中科技大学等开展类似的自主创新研究。

在由中国力学学会产学研工作委员会等单位联合主办的第十七届中国CAE工程分析技术年会暨第三届中国数字仿真论坛上，天洑软件获得2021年度数字仿真科技奖“杰出贡献奖”“自主软件创新奖”“卓越应用奖”这3个奖项。张明说：“我们将继续深耕工业软件行业的自主创新，为中国制造业向数字化、智能化转型升级提供助力。”