2019年以來，工業(yè)軟件逐漸成為炙手可熱的行業(yè)門類，然而工業(yè)軟件的發(fā)展需要過硬的IT產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)支撐，更需要進(jìn)行長久的工業(yè)經(jīng)驗積累和融合。國產(chǎn)新興系統(tǒng)級設(shè)計與仿真工業(yè)軟件MWORKS歷經(jīng)20余年持續(xù)積累，自主程度較高并具有底層求解內(nèi)核，已在系列重大型號工程中開展驗證應(yīng)用。
近日，工信部賽迪研究院工控中國大會組委會采訪了同元軟控總經(jīng)理周凡利，與他聊了聊國產(chǎn)工業(yè)軟件MWORKS的發(fā)展故事，并分析了工業(yè)軟件行業(yè)在未來的發(fā)展機遇。以下為訪談內(nèi)容。
“問題是無窮無盡的，做軟件就是應(yīng)該迎難而上，就像傳統(tǒng)武俠小說里面的修行一樣，每克服一個難題，就上升了一個階段?？朔@些問題就是要靠創(chuàng)新，所以我們把創(chuàng)新作為企業(yè)文化最核心的要素。”
——周凡利 同元軟控總經(jīng)理
訪談內(nèi)容
工控中國: 在什么樣的契機下創(chuàng)立了同元軟控？
周凡利： 同元軟控最早的工作在2001年就開始了。當(dāng)時我攻讀機械專業(yè)博士，想做一些更有意義，更具開創(chuàng)性、挑戰(zhàn)性的事情。之前是模仿國外軟件在做機械專業(yè)建模仿真軟件，但一直追隨別人的腳步、跟在后面跑，永遠(yuǎn)也實現(xiàn)不了超越，而且有限的市場也被別人搶先占領(lǐng)了，我們想要尋找新的方向。2001年，我們剛好了解到Modelica多領(lǐng)域統(tǒng)一建模，當(dāng)時感覺Modelica多領(lǐng)域統(tǒng)一建模是開放的、有規(guī)范的，我們只需要做一個工具，大家開發(fā)不同的庫，那么就可以用不同的庫來做不同專業(yè)、不同行業(yè)的仿真。
當(dāng)時我的導(dǎo)師陳立平教授的三個觀點對我影響非常大。第一，他堅信“統(tǒng)一”的思想，認(rèn)為工具一定要統(tǒng)一，Modelica很符合他的預(yù)期;第二，工具化，我們不能只做研究，而是要做個工具，為工業(yè)所用;第三，創(chuàng)新，創(chuàng)新的東西才能在未來有競爭力，不能只是模仿別人的東西?；谶@三個觀點，2001年到2003年我們花了三年時間做關(guān)鍵技術(shù)的研究，2004年到2006年又花了兩年的時間做產(chǎn)品原型研究。
2007到2008年科技部在工業(yè)軟件方向上加大支持力度，支持多領(lǐng)域統(tǒng)一建模，我們的創(chuàng)業(yè)思路也逐漸明晰。第一，我們覺得這個領(lǐng)域要做工具化，就必須要做產(chǎn)品化和產(chǎn)業(yè)化，離開學(xué)校環(huán)境、走近工業(yè)市場;第二，爭取國家科技部863重點項目;第三，剛好蘇州工業(yè)園區(qū)在武漢招商引資。在這三個這些契機的作用下，陳立平教授帶著我們一共11個人的初創(chuàng)團(tuán)隊，在蘇州成立了同元軟控，我們的目標(biāo)是要實現(xiàn)多領(lǐng)域統(tǒng)一建模技術(shù)的產(chǎn)品化和產(chǎn)業(yè)化。
工控中國: 同元這些年取得了很多的榮譽和獎項，您認(rèn)為哪些對同元具有重大的意義？
周凡利： 對我們來說，最大的榮譽是我們給工業(yè)提供的價值。陳立平教授說過，我們最核心的工作是為企業(yè)提供服務(wù)，能夠真正幫到企業(yè)。比如嫦娥五號在國內(nèi)首次實現(xiàn)了能源流系統(tǒng)的數(shù)字孿生和數(shù)字伴飛，這是我們支撐的。第二，我們和中國航天合作，在國內(nèi)首次實現(xiàn)了復(fù)雜裝備全系統(tǒng)級的數(shù)字孿生應(yīng)用，“天和空間站”發(fā)射時，我們的數(shù)字空間站同步運行，實現(xiàn)了數(shù)字伴飛，發(fā)射至今已持續(xù)運行一年有余，發(fā)揮了重要的價值。第三，MWORKS在航天領(lǐng)域重大工程被列入型號必用軟件，作為國產(chǎn)自主的高端工業(yè)軟件，真正地應(yīng)用在了國家重大型號工程。這些對我們來講是真正的榮譽。
工控中國: 我們在自主研發(fā)過程當(dāng)中，是否遇到過困難，又怎么跨越這些技術(shù)壁壘來實現(xiàn)全自主發(fā)展的？
周凡利： 困難真的挺多的。工業(yè)軟件有它的規(guī)律，以我們的經(jīng)驗，商品化的工業(yè)軟件至少需要3年關(guān)鍵技術(shù)研究，2到3年原型開發(fā)，再有2到3年才能夠開發(fā)出產(chǎn)品，未來還需要5到10年應(yīng)用迭代。
第一，產(chǎn)品化的問題。產(chǎn)品做出來，使用上也沒問題，但在高端裝備上用不了，因為產(chǎn)品解決不了復(fù)雜的問題、適應(yīng)不了復(fù)雜的場景。比方說，在做液體火箭發(fā)動機的時候，我們產(chǎn)品的非線性方程求解效率只有國外軟件的1/10，我們反復(fù)提升非線性方程求解效率，后來也解決了這個問題，做到了跟國外一樣的效率。
第二，大規(guī)模方程求解問題。我們在空間站做試點工程的時候，整個空間站近十個專業(yè)，幾十萬個方程，這幾十萬個方程有大量非線性方程、微分方程等比較復(fù)雜的方程，剛開始的時候求解效率很低，甚至求解不了。我們把模型放在同類的國外軟件運行，軟件直接無法運行。別人不行，我們不能不行，我們從底層改起，哪里有問題就改哪里，這種大規(guī)模的問題是產(chǎn)品化的過程中必須要解決的。
第三，技術(shù)創(chuàng)新的問題。我們產(chǎn)品在核動力上應(yīng)用時，核動力和航天的側(cè)重是完全不一樣的，Modelica在航天應(yīng)用得很好，但是核動力是熱工水力，要處理兩相流的偏微分方程求解，Modelica還不支持這種能力。我們改底層求解，擴展Modelica支持熱工水力。這個技術(shù)在國際上公開報道的只有法國EDF能實現(xiàn)，現(xiàn)在我們做得比國外做得更深入。我們把機電液控統(tǒng)一建模、系統(tǒng)仿真引入到核能行業(yè)，而這在國際上的公開報道不多。
問題是無窮無盡的，做軟件就是應(yīng)該迎難而上，就像傳統(tǒng)武俠小說里面的修行一樣，每克服一個難題，就上升了一個階段?？朔@些問題就是要靠創(chuàng)新，所以我們把創(chuàng)新作為企業(yè)文化最核心的要素。
工控中國: 同元軟控是否跟制造業(yè)企業(yè)長期綁定，來推進(jìn)底層工藝迭代和更新？
周凡利： 這個是必然的。初期我們主要向汽車行業(yè)推廣，但產(chǎn)品叫好不賣座，大家覺得這東西挺好，但沒資源、沒模型，企業(yè)用不上。09年開始，我們不得不一個行業(yè)一個行業(yè)去試，慢慢地也逐漸走出了自己的道路。
在航空領(lǐng)域，我們跟中國商飛合作了十多年，從ARJ21到C919都有同元的參與。我們配合商飛“多點式”解決問題，在實際中哪里有問題就解決哪里，現(xiàn)在同元也在協(xié)同航空行業(yè)走向數(shù)字化、體系化。
在航天領(lǐng)域，航天自主性比較強，對自主工具和創(chuàng)新方式比較支持。2020年嫦娥五號發(fā)射，我們提供能源系統(tǒng)數(shù)字伴飛支撐，雖然從發(fā)射到返回地球只有23天，但我們的合作是從2013年開始的，有8年時間都在積累沉淀。從嫦娥三號、嫦娥四號到嫦娥五號，我們解決了一個個難題，實現(xiàn)技術(shù)的融合與迭代，這才有了嫦娥五號后面23天的全程伴飛。在空間站方向，我們和航天團(tuán)隊從13年開始思考如何用系統(tǒng)模型、數(shù)字化模型來提升研發(fā)效率。前期沒有任何參考案例，我們從概念開始探索，一個一個專業(yè)去建模，探尋數(shù)字化解決方案，直到2019年，我們完成8個分系統(tǒng)模型，實現(xiàn)了全系統(tǒng)仿真。
在核能領(lǐng)域，我們從10年前的一個設(shè)想，到5年前做單一案例，再到3年前做一個原型平臺，再到現(xiàn)在的平臺商品化和數(shù)字化，都在不斷與行業(yè)進(jìn)行深度融合。我們提供軟件、數(shù)字化技術(shù)，結(jié)合各行業(yè)專業(yè)知識、行業(yè)場景和行業(yè)需求，共同驗證和優(yōu)化產(chǎn)品。
工控中國: 在國內(nèi)國際大形勢利好的狀態(tài)下，您覺得國產(chǎn)工業(yè)軟件發(fā)展機遇在哪？
周凡利： 我認(rèn)為機會在于三點：第一，數(shù)字化技術(shù)革命。我們正在面臨著數(shù)字化和智能化的技術(shù)革命，數(shù)字化會逐步滲透到所有的工業(yè)行業(yè)和領(lǐng)域，轉(zhuǎn)型的支撐就是工業(yè)軟件。時代的需求是工業(yè)軟件最直接的機會。第二，在實現(xiàn)第二個百年目標(biāo)過程中，把握中國創(chuàng)新、工業(yè)發(fā)展的需求。中國要完成躍遷，屹立于世界民族之林，實現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興，工業(yè)發(fā)展要比現(xiàn)在的體量大得多，例如航空航天行業(yè)，歐洲和美國加起來可能都沒有中國重大工程的機會和發(fā)展多。第三，國際形勢要求中國必須要自主創(chuàng)新，創(chuàng)新是中國工業(yè)軟件唯一的出路。工業(yè)軟件發(fā)展的出路，在于抓住這幾個機會，尤其是前兩個機會。
工控中國: 您覺得“云”對于未來的中國工業(yè)軟件來說，會是一個機會嗎？
周凡利： 我個人認(rèn)為云化只是工業(yè)軟件的一種形式或渠道，工業(yè)軟件的核心還是工業(yè)軟件技術(shù)本身，讓工業(yè)軟件有更廣闊未來機會的是數(shù)字化革命。
第一，云是一種方式和手段，如果把工業(yè)軟件所有的希望都寄托在云上，是有問題的。以曾經(jīng)的工業(yè)軟件云化明星Onshape為例，原來國內(nèi)外一致看好Onshape云化，但后來Onshape被收購的價格只有原估值的幾分之一。
第二，云化肯定是必然的趨勢，但是什么階段云化，什么軟件適合云化，是有節(jié)奏的。同元早在13年就推出了云版的MWORKS，但是那個時候可能時機不到，沒有引起關(guān)注，也沒有直接產(chǎn)生價值。
第三，我個人認(rèn)為，工業(yè)軟件的核心是通過計算解決工業(yè)問題。如果是用云去解決工業(yè)軟件對計算要求比較高的問題是必要的，但如果是用互聯(lián)網(wǎng)的模式去吸引流量關(guān)注，可能就會走進(jìn)誤區(qū)，因為工業(yè)軟件本身不是一個大眾化的消費產(chǎn)品，它有自己的專業(yè)受眾和范圍。
工控中國: 現(xiàn)在國內(nèi)有什么行業(yè)是對數(shù)字化系統(tǒng)解決方案有需求的呢？同元的下一個目標(biāo)是什么？
周凡利： 以我們的經(jīng)驗，對數(shù)字化有需求的首先是航天、航空、能源、船舶等大型復(fù)雜裝備制造業(yè)，研制成本高、技術(shù)難度大、自主要求高。汽車行業(yè)也是很典型，例如特斯拉，是從銷售模式到產(chǎn)品研發(fā)模式都是全方位的革新。特斯拉使用數(shù)字化的方式研發(fā)，傳統(tǒng)的研發(fā)不能滿足它的需求。汽車企業(yè)如果想趕上新能源革命，就必須要用數(shù)字化的方式。除了這些復(fù)雜裝備，目前家電、輕工等行業(yè)對數(shù)字化的需求也越來越強烈。同元的下一個目標(biāo)就是打造數(shù)字化時代先進(jìn)的自主工業(yè)軟件，為各行業(yè)的數(shù)字化提供先進(jìn)自主的數(shù)字化建模仿真平臺。
工控中國: 您認(rèn)為國內(nèi)工業(yè)軟件的瓶頸是什么？
周凡利： 核心是要解決數(shù)字化時代需要什么樣的工業(yè)軟件這個命題。中國有世界上最大的工業(yè)軟件需求市場和應(yīng)用場景，但發(fā)展工業(yè)軟件有三個方面的問題：
第一，專業(yè)軟件替代是基礎(chǔ)。除替代之外，如果能抓住創(chuàng)新的趨勢，發(fā)展新一代CAD、CAE軟件，就有可能在未來引領(lǐng)時代。
第二，工業(yè)軟件人才是關(guān)鍵。中國的工業(yè)軟件需要的肯定不是3、5年時間，而是8年、10年甚至20年。首要是要有一幫精兵強將，從國家層面來講，首先要培育一批龍頭企業(yè)，引領(lǐng)先進(jìn)技術(shù)，在行業(yè)得到認(rèn)可，并不是誰量大誰就是龍頭，搞代理搞集成的企業(yè)解決不了根本問題，有核心技術(shù)才是龍頭企業(yè)，有精兵強將才能打勝仗。
第三，數(shù)字化創(chuàng)新是未來。一個時代有一個時代的工業(yè)軟件，二十世紀(jì)80年代到2000年，是專業(yè)設(shè)計與專業(yè)仿真的時代，最典型的代表是CAD、CAE、CAM等軟件。數(shù)字化時代需要新的工業(yè)軟件，工業(yè)軟件創(chuàng)新是時代需求、是真正出路，也是發(fā)展瓶頸所在。
工控中國: 同元軟控業(yè)務(wù)的下一步布局或計劃是什么？
周凡利： 同元的發(fā)展有兩條主線，第一條是信息物理系統(tǒng)建模仿真平臺，我們希望同元建模仿真平臺能夠持續(xù)發(fā)展，乃至超越國際同類產(chǎn)品。第二條主線是平臺怎么支撐數(shù)字化，支撐航天、航空、核能、船舶包括汽車這些行業(yè)的數(shù)字化。這個層面的投入是海量的，我們還是希望能得到各方面的大力支持，雖然我們也取得了一些成果，但是距離我們完成使命和目標(biāo)還有很大的差距。
工控中國: 您覺得政府怎么做可以快速精準(zhǔn)地解決這些工業(yè)軟件企業(yè)現(xiàn)在面臨的發(fā)展問題？
周凡利： 近幾年美國對中國實施工業(yè)軟件卡脖子限制之后，政策環(huán)境發(fā)生了很大改變，給工業(yè)軟件帶來了非常好的土壤和環(huán)境。
如果要做得更好一點，第一，我覺得要辯證地看待替代問題。“有無問題”是要先解決，但替代不是工業(yè)軟件的全部。數(shù)字化時代需要更符合我國工業(yè)發(fā)展的工業(yè)軟件，這是更大的命題。
第二，我覺得國家應(yīng)該要分級別分批次為企業(yè)提供持續(xù)支持，發(fā)掘和識別高潛力工業(yè)軟件企業(yè)。與其在池小魚小的環(huán)境下整合構(gòu)建一個工業(yè)軟件大企業(yè)，不如分行業(yè)、分領(lǐng)域去識別遴選國內(nèi)最具有希望的潛力股，然后大力扶持它們，讓它們快速成長，我認(rèn)為可能更有效果。
第三，構(gòu)建教育產(chǎn)業(yè)和工業(yè)軟件企業(yè)的新型模式。比如培育工業(yè)軟件專業(yè)人才，學(xué)?？梢詭椭I(yè)軟件解決部分技術(shù)攻關(guān)問題。產(chǎn)業(yè)應(yīng)用應(yīng)與產(chǎn)品迭代共同發(fā)展，而不是等著產(chǎn)品做好了再去使用。如果一定要和國外產(chǎn)品對標(biāo)后再應(yīng)用，可能需要5年、10年時間。所以，面向工業(yè)軟件的數(shù)字化新時代，需要重新定義教育產(chǎn)業(yè)和工業(yè)軟件企業(yè)之間的相互支撐關(guān)系。以行業(yè)需求作為牽引，研發(fā)主體是工業(yè)軟件企業(yè)，教育作為人才的支撐。
人物簡介
周凡利，工學(xué)博士，蘇州同元軟控信息技術(shù)有限公司總經(jīng)理，國際Modelica協(xié)會會員，航空電氣工程專業(yè)委員會委員，蘇州工業(yè)園區(qū)科技領(lǐng)軍人才。研究領(lǐng)域為數(shù)字化工程、基于模型的系統(tǒng)工程(MBSE)、 多領(lǐng)域統(tǒng)一建模與仿真、多體系統(tǒng)動力學(xué)，自2001年起開始從事多領(lǐng)域統(tǒng)一建模與仿真技術(shù)研究、平臺開發(fā)及工程應(yīng)用，主持開發(fā)了新一代多領(lǐng)域統(tǒng)一建模與仿真平臺MWORKS系列版本。
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