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航天科工推出系列自主工业软件

       近日,以“自立自强勇创新、强基铸魂构生态”为主题的首届国防科技工业软件高峰论坛在云端举办,论坛的亮点之一,是中国航天科工集团发布的一批具有自主知识产权的系列工业软件。

  新发布的云架构产品数据管理平台、系统设计与仿真软件、云雀协同研发平台、工业物联网边缘云、健康管理云服务平台系列工业软件,能够有效支撑航天飞行器、火箭、高铁、飞机等工业领域重大装备的数据管理、设计仿真、协同研发、智能制造、产品维修保障等方面应用,形成了一个覆盖装备研制全过程的数字化整体解决方案,部分功能达到了国际先进水平。

  中国航天科工集团有限公司总经理、党组副书记刘石泉表示,中国航天科工集团有限公司将继续大力推动工业技术软件化,将航天系统工程及航天专业技术优势凝结为具有航天特色的工业软件成果,与各界同仁在工业软件技术、产品、应用、产业等各方面继续深入合作,牵引国防科技工业软件高质量发展。

  国防科工是工业软件发展的极佳土壤

  中国航天科工既是我国航天事业和国防科技工业的中坚力量,也是中国工业信息化发展的领军企业。从全球工业软件发展历程看,而包括航空航天在内的国防科技工业,可以说是工业软件之母。

  纵观全球知名产品研发设计类工业软件,从CAD、CAM到CAE等,无不烙上了国防、军工、航空、航天的深刻印记。其根本原因,在于这些行业具备复杂产品的“系统”级特征。

  一般而言,复杂产品系统是指研发成本高、规模大、技术含量高、单件或小批量定制化、集成度高的的大型产品、系统或基础设施。如大型通讯系统、航空航天系统、船舶、电力网络控制系统、高铁、大型武器装备等。

  以一个飞机研发制造为例,从概念设计,到论证、详细设计、数字样机、仿真验证等,涉及机、电、光、磁、声、流体等,是一个研发成本高、规模大、多学科、技术复杂且技术含量高的大型产品。以此可以类推到其他复杂产品系统。

  在这类复杂产品系统中,单单是研发,就涉及到部门内部的单元工具应用,以及到设计仿真制造一体化的多部门、多工厂协同,是典型的全面协同的并行工程。而从产业链的角度,国防科技工业产业链涉足设计、制造、总装集成等多个环节,涉及到材料、零件、部件、分系统、系统等众多领域。

  因此,国防科技工业往往成为工业软件尤其是研发设计类工业软件孵化、成长的极佳土壤。回顾世界计算机硬件和软件发展历史,军工行业对大型工业软件的孵育和推进无疑起到了决定性的作用。

  中国航天科工此次发布的一批具有自主知识产权的系列工业软件,可以说正是上述背景的深刻阐释。当然,不仅仅是航天科工,在其他细分行业,近年来已相继在结构、流体、数据管理、服务等领域推出了可进一步商用的工业软件。

  可以认为,一个国家的工业发展水平,反映了工业软件发展的高低。一方面工业设备、生产工艺决定了工业软件的发展程度;另一方面,工业软件某种程度上又决定了工业的效率水平。与此同时,工业软件应用的深度与广度,又是国防科技工业数字化转型的重要组成部分。

  多方协作,自主工业软件进入发展黄金期

  多年来,我国国防科技工业发展迅猛。以兵器为例,经过多年的磨练,中国国防工业不仅具备了先进武器的研发能力,同时体系渐趋完善,绝大部分武器实现国产化,部分产品甚至已经跻身世界一流。在这背后,体系化的工业软件研制与应用功不可没。

  资料显示,从“十三五”开始,智慧院所和智能车间建设已成为国防科工行业的重要方向,不仅提高了军工科研院所的自主创新能力和正向研发水平,更大幅提升国防科工产品的质量和可靠性,提高了军工科研院所的组织管理水平和效率,使我国军工科研生产整体能力达到更高水平。

  近年来,互联网、云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术全面融入社会生活方方面面,同时也深刻地改变着国防科工数字化转型的内涵和进程。国防科技工业正沿着数字化、网络化、智能化方向演进升级,以数据为核心驱动要素的新型工业体系正在逐步形成。

  但是,工业软件尤其是大型工业软件,是数字设计与制造的根基,是智能制造中不可或缺的工具,但也正是智能制造领域最大的短板之一。不仅如此,随着工业互联网、数字孪生技术的发展与应用,工业软件正进入新的发展阶段。

  例如,随着工业技术及管理思想的迭代更新,大型产品系统的复杂性迅速增长,不仅软件开发密集度越来越突出,与其相关的运转支撑环境也越来越复杂。这些都对复杂产品系统设计制造带来了新问题。这种情况下,基于模型的系统工程(MBSE,model-based systems engineering)设计应运而生。

  MBSE要求产品从需求阶段开始即通过模型(而非文档)的不断演化、迭代递增驱动系统的研制,包括需求分析、功能分析、系统设计、确认及验证行为均由模型表达并由模型驱动,实现产品设计、工艺、制造、装配、交付、服务全生命周期全三维建模和单一数据源。显然,MBSE给自主工业软件的成长带来新的挑战。

  但是,从行业来看,航天科工工业知识自主化程度高,系统设计成熟,因此,发挥航天科工的体系优势,开放场景,推进生态合作,既符合工业软件的成长轨迹,又是现实所需。与此同时,工业互联网的应用与发展,也为工业技术软件化提供了另一个思路。

  当下,在深入推进制造强国、科技强国的进程中,实现包括国防科技在内的制造业高质量发展,必须大力提升工业软件自主创新能力,尽快突破关键核心技术。我国“十四五”规划纲提出,要聚力国防科技自主创新、原始创新,加速战略性前沿性颠覆性技术发展。工业软件是智能制造的核心要素,也是工业化和信息化融合的切入点和“粘合剂”。发展自主工业软件时不我待。

  中国航天科工集团党组副书记、总经理刘石泉指出,未来,“我们将在产业研用等多方向优势互补、深度合作,共同打造覆盖复杂产品全寿命周期的科研生产需求、符合国防科技工业发展实际的完整工业软件产品体系。”

  从制造大国向工业强国转变,工业软件的发展是绕不过的一道坎。但是,在政策支持和产业的共同努力下,可以预见,自主工业软件正进入发展黄金期,未来将有更多“惊喜”不断涌现。

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