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在數(shù)字化和智能化的浪潮中，人工智能（AI）正成為推動工業(yè)軟件自主化的新引擎。這篇文章深入探討了AI與工業(yè)仿真的結(jié)合如何重塑工業(yè)設(shè)計(jì)和仿真的面貌，以及這一變革如何影響全球工業(yè)軟件的競爭格局。

國內(nèi)外處在同一進(jìn)程，誰先布局、產(chǎn)品化并成功商業(yè)應(yīng)用，就能走到前面去。

一、AI+工業(yè)仿真，能做什么

過去一年多，工業(yè)軟件企業(yè)加速了與大模型結(jié)合的創(chuàng)新探索。以工業(yè)仿真領(lǐng)域?yàn)槔?，結(jié)合AI和大模型技術(shù)來升級工業(yè)仿真和設(shè)計(jì)產(chǎn)品，國內(nèi)外企業(yè)都邁開了步伐。

上個(gè)月末，西門子收購工業(yè)仿真和分析軟件提供商Altair，業(yè)界廣泛關(guān)注到Altair在仿真、數(shù)據(jù)科學(xué)和高性能計(jì)算（HPC）領(lǐng)域的能力。雙方高管在合作中還提到，要讓數(shù)據(jù)和人工智能惠及所有行業(yè)，攜手以計(jì)算智能加速科技創(chuàng)新。

而在國內(nèi)，AI+工業(yè)仿真，也有不少新動向。

日前，國產(chǎn)工業(yè)仿真軟件商十灃科技發(fā)布了集自動化數(shù)據(jù)管理、大模型訓(xùn)練和工業(yè)應(yīng)用部署于一體的AI-CAE仿真平臺TF-AIDEA。用戶可以基于這一平臺，實(shí)現(xiàn)秒級仿真預(yù)測。

十灃科技AI仿真負(fù)責(zé)人賓遠(yuǎn)為介紹，在TF-AIDEA平臺，用戶可自動化管理海量的CAE數(shù)據(jù)。同時(shí)，產(chǎn)品內(nèi)置了各種先進(jìn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和算法，用戶能根據(jù)任務(wù)需求、應(yīng)用場景來選擇更適合的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。通過可視化界面，用戶能夠快速利用海量的CAE數(shù)據(jù)通過可視化界面一鍵完成模型的訓(xùn)練后，并將其部署到工業(yè)應(yīng)用環(huán)節(jié)，從而加速設(shè)計(jì)迭代和方案確定。

以汽車的外形設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)為例，AI仿真平臺能大大加速計(jì)算過程，同時(shí)不影響結(jié)果的精確度。

比如，上世紀(jì)要確認(rèn)一輛汽車的氣動特性，需要用一個(gè)模型汽車送到風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)。整個(gè)迭代流程需要數(shù)月時(shí)間。工業(yè)軟件出現(xiàn)后，基于流體力學(xué)相關(guān)軟件，對汽車進(jìn)行數(shù)字建模，生成計(jì)算網(wǎng)絡(luò)，執(zhí)行仿真計(jì)算，整個(gè)氣動特性的確認(rèn)流程縮短為數(shù)天時(shí)間。

而到了AI仿真時(shí)代，只需要用相關(guān)模型進(jìn)行推理，幾秒鐘就可以獲得汽車的表面壓力分布和對應(yīng)的風(fēng)阻系數(shù)，傳統(tǒng)計(jì)算流體力學(xué)所需的數(shù)天時(shí)間，減少到一秒鐘。

除了應(yīng)用在汽車氣動特性的計(jì)算上，十灃科技還將這款產(chǎn)品應(yīng)用在風(fēng)電行業(yè)選址環(huán)節(jié)?；谔囟ǖ牡匦危A(yù)測出地形上空100米高度的風(fēng)強(qiáng)度，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)用戶可快速地完成風(fēng)電選址。

快速預(yù)測并不是AI與工業(yè)仿真融合的終點(diǎn)?！捌髽I(yè)使用CAE軟件的目的并不是為了獲得風(fēng)阻和結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)等數(shù)據(jù)，最終的目的是要造出更好的產(chǎn)品?！笔疄柨萍伎偨?jīng)理張日葵告訴數(shù)智前線，他們也在考慮將自主研發(fā)的優(yōu)化類軟件與這款產(chǎn)品耦合，讓用戶可基于仿真的結(jié)果實(shí)時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終能讓AI幫助設(shè)計(jì)用戶所要求特性的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)從“快速預(yù)測”到“快速設(shè)計(jì)”。

國內(nèi)也有其他玩家在嘗試將大模型落地到工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。比如，華為的盤古工業(yè)設(shè)計(jì)大模型則提出能讓汽車的造型設(shè)計(jì)時(shí)間大幅縮短。創(chuàng)新奇智將工業(yè)大模型技術(shù)引入工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，推出自主可控的Text-to-CAD類應(yīng)用—“ChatCAD生成式輔助工業(yè)設(shè)計(jì)”。系統(tǒng)能基于對話問答，理解設(shè)計(jì)師的創(chuàng)意意圖，并自動生成符合要求的工業(yè)設(shè)計(jì)圖。

但整體而言，工業(yè)仿真與AI大模型結(jié)合的浪潮可能才剛剛開始。

張日葵認(rèn)為，傳統(tǒng)的CAE的技術(shù)路線上，國產(chǎn)工業(yè)軟件雖然能循著后發(fā)優(yōu)勢加速迭代，但軟件產(chǎn)品的成熟總體上還需要時(shí)間。而AI跟CAE軟件的融合層面，國內(nèi)外基本上處于同一個(gè)進(jìn)程里，“誰在這個(gè)層面盡早布局、盡早產(chǎn)品化、盡早形成成功的商業(yè)應(yīng)用，馬上就能走到前面去。”

二、自主浪潮，不只是平替

近年來工業(yè)軟件領(lǐng)域自主化浪潮轟轟烈烈。德邦證券在今年的一份報(bào)告中指出，經(jīng)過多年自主創(chuàng)新與政策支撐，目前整體的國產(chǎn)率在穩(wěn)步提升。最被卡脖子的研發(fā)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，雖然海外龍頭占據(jù)主要市場份額，而國產(chǎn)廠商已在 CAD、EDA、BIM 等細(xì)分垂直領(lǐng)域取得國產(chǎn)化突破。

張日葵觀察到這波浪潮里市場也對自主工業(yè)軟件企業(yè)在提出更高的要求。

十灃科技此前總結(jié)自主工業(yè)軟件市場機(jī)會，歸為三點(diǎn)，第一，卡脖子；第二，更省錢；第三，適用。產(chǎn)品化替代對很多企業(yè)來說是非?，F(xiàn)實(shí)的需求，但除此之外，客戶有時(shí)候并不希望只是拿到一個(gè)已有產(chǎn)品的替代。目前國內(nèi)工業(yè)制造現(xiàn)場復(fù)雜、綜合需求，已經(jīng)使得自主工業(yè)軟件產(chǎn)品除提供平替之外，還能進(jìn)一步升級。

比如，油滴在離心分離中怎么分離，它不是單學(xué)科問題，現(xiàn)有的軟件解決得并不好。另外，當(dāng)下中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展到新階段產(chǎn)生也在產(chǎn)生新需求。比如，中國的電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程就超過海外，電池產(chǎn)業(yè)鏈上國內(nèi)企業(yè)很多需求，海外的成熟工業(yè)軟件產(chǎn)品也很難滿足。

業(yè)界共識是，工業(yè)軟件的研制高度依賴工業(yè)發(fā)展技術(shù)以及經(jīng)驗(yàn)迭代累積，國外的工業(yè)軟件也是不斷解決國外的用戶問題的落地中沉淀下來的。而我國工業(yè)增加值占全球規(guī)模比例持續(xù)走高，為自主工業(yè)軟件帶來新的發(fā)展機(jī)會。

德邦證券報(bào)告指出，從全球?qū)Ρ葋砜?，我國工業(yè)增加值占全球占比從2013年的16.88%，穩(wěn)步增長至2023年的20.26%，平均每年增長0.34%。工業(yè)的發(fā)展對工業(yè)領(lǐng)域信息化支出水平具有“累計(jì)效應(yīng)”，大工業(yè)豐富了工業(yè)實(shí)際業(yè)務(wù)的場景需求，保障了工業(yè)軟件未來廣闊的市場空間。

“有些問題國外軟件從來沒有碰到，所以它們沒有相關(guān)功能，這也給我們帶來了最大的成為首選的機(jī)會?！睆埲湛f。