為製造業安裝“智能大腦”

“將原來的船型優化設計週期從以月為單位縮短為以天為單位，將原來的從數十個船型中選擇最優樣本提升到從數千個船型中選優，設計效率和質量得到雙提升，這在以前難以想象。”上海船舶運輸科學研究所（簡稱“上海船研所”）船型開發的相關負責人説。

這樣的提升有賴於一款智能船舶設計軟件的引入：由南京天洑軟件有限公司（簡稱“天洑軟件”）與上海船研所合作開發的AIShip。

據介紹，AIShip軟件代表在工業軟件領域十分重要的計算機輔助工程（CAE）技術。“工業軟件是數學物理等基礎理論、工業技術和工業知識的長期積累和高度濃縮，對助推製造業向數字化、智能化轉型升級具有重要意義。”天洑軟件董事長張明説。

解決工程實踐中的問題

隨着中國製造業的轉型升級，國內工業軟件迎來新的發展機遇。工業軟件往往始於技術驅動，優秀的工業軟件產品要能為用户解決特定的工程實踐問題。

作為國家高新技術企業，天洑軟件自2011年成立以來就專注於具有自主知識產權的工業軟件的研發，其核心業務是將人工智能（AI）技術與CAE技術相融合，開發包括智能設計軟件、智能仿真分析軟件、智能優化軟件、智能數據建模軟件等覆蓋工業產品研發流程的全鏈條軟件產品。

在國家電投上海核工程研究設計院（簡稱“上海核工院”），天洑軟件針對旋轉機械行業的智能設計軟件（AITurbo）大顯身手。

服務於核反應堆冷卻系統的核主泵，是核電站的核心設備之一。上海核工院核主泵的設計工藝複雜，所需軟件多達10餘款，涉及建模、結構仿真、流體仿真、性能評估等多個方面，需要四五個部門的工程師協同操作。

AITurbo軟件的應用可以完成原來10餘款軟件的工作。天洑軟件還針對工程需求進一步優化軟件，可以把核主泵全生命週期中的實際運行狀態即時反饋給設計人員。AITurbo軟件的介入，改善了核泵運行效率，部分泵型提升率達20%，不僅提高了運行穩定性，還延長了使用壽命。

“做智能工業軟件，必須堅持軟件源於工程、服務於工程的思想。技術人員對於工程的理解至關重要，基於工程訴求打磨產品矩陣，才能解決真正的問題。”張明説。

打造智能設計中心

無論是AIShip，還是AITurbo，都是堅持AI融入的工業軟件應用產品。“除了堅持AI融入，還要堅持軟件核心代碼自主研發，堅持設計和運維互相賦能，堅持行業深度打磨，這是天洑軟件的發展理念。”張明説。

由此，天洑軟件開始打造屬於自己的“智能設計中心”。根據規劃，設計中心將包含3個層次。其底層基礎是不斷積累形成的仿真求解器、AI算法、參數化建模等方面的能力。在此基礎上，天洑軟件重點打造4類通用軟件，分別是設計軟件、仿真軟件、優化軟件和運維軟件。通過“智能設計大腦”對以上軟件進行底層算法的AI重組，會開發出更具應用前景的智能設計運維一體化平台，針對葉輪機械、船舶、換熱器以及管道等領域，實現從算法到軟件、平台再到中心的目標。

基於這樣的產品架構，天洑軟件能為能源動力、船舶海事、車輛運載、消費電子等行業提供“智能設計中心”的產品及增值服務。

助推數字化轉型升級

專注於智能工業軟件的產品研發，真正為用户解決問題，通過反覆打磨產品，切入存量市場，協助用户實現軟件的國產化替代——這是天洑軟件設定的目標路徑。

“要實現國產仿真軟件的自主創新，需要強化產學研合作，培養對求解器底層技術有更深瞭解的高端人才，同時還要立足於關鍵核心技術的自主創新，不能盲目過度依賴開源平台。”張明説。

目前，天洑軟件與上海交通大學合作開展的CAE即時仿真技術研究，主要面向複雜工業設計的數字孿生需求，實現多種工業產品的流場、温度場毫秒級預測。這項合作技術已應用推廣到船舶、電動車等領域。此外，天洑軟件還堅持產學研一體化，與清華大學、華中科技大學等開展類似的自主創新研究。

在由中國力學學會產學研工作委員會等單位聯合主辦的第十七屆中國CAE工程分析技術年會暨第三屆中國數字仿真論壇上，天洑軟件獲得2021年度數字仿真科技獎“傑出貢獻獎”“自主軟件創新獎”“卓越應用獎”這3個獎項。張明説：“我們將繼續深耕工業軟件行業的自主創新，為中國製造業向數字化、智能化轉型升級提供助力。”