对大部分程序员来讲,工业仿真软件是一种相对小众的软件,但在工业领域里面,仿真软件的作用却不容小觑,仿真软件承担着对整个生产制造过程中的建模分析、参数效果评估等重要作用,可谓是工业体系的灵魂和智能制造的核心驱动力,也是支撑工业企业生产运行的基础。
举个例子说明下仿真软件的实用价值:
某新能源电池生产企业,投资新建一条生产线,总投资金额约为2.7亿元,其中整个产线安装、调试、试产期间发生的材料领用、员工薪酬、差旅费、水电物业费等支出就高达9400万元,因为现代工业产线包含了精细的加工工艺和零部件装配工序,每个设备都有不同的机械约束和协同需求,一个细小的错误就可能导致产线工作的偏差和无法顺利投产。
而依托工业仿真平台内置的大量应用组件,包括各大品牌商的输送机,机器人、加工机床,龙门架,变位机,地轨,人机协作元素、立体仓库、AGV、人员、叉车、货物、分拣机、车辆载具、行李搬运系统等,可以快速地突破设备在空间和时间上的限制, 以一比一模型、全流程工序模拟方式把整个产线的装配、生产过程在虚拟环境中提前组装起来,并虚拟完成生产及物流运行逻辑的工序仿真,拉通从进厂到出厂的所有状态进行验证和推演。
相比较传统的基于CAD或图纸的安装、调试和试产过程,应用工业仿真的虚拟装配减少成本基本都在百万起,越复杂的产线降本越明显。
跟绝大部分软件主要依赖应用编程能力不一样的是,工业仿真软件是一个工业背景和知识的集大成者,所以如果你认为工业仿真软件都出自某个软件公司之手,那就大错特错了,在这个领域,但凡能上得了台面的工业仿真软件,基本没有一家是IT巨头或者互联网公司开发出来的,微软没有、苹果没有、Google也没有。当然也没有来自高校、科研院所、实验室的。几乎所有市面上的工业仿真软件都来自地地道道的制造型企业或者与某家制造企业有着深度的关系,比较牛的比如达索,是成立近百年的大名鼎鼎的战斗机制造商;比如西门子,是成立175年之久的电子电气产品制造商。
归其原因,就是因为工业仿真软件的核心不是软件能力,而是让绝大多数软件公司都望而生畏的数学、物理、计算机和工业经验的综合能力。最近两年经常提到科技战,芯片断供,“卡脖子”等,其实大家没注意到的是,工业仿真软件不只是“卡脖子”,而是“卡脑袋”的重灾区。国内现有的仿真系统大部分用于单一学科、某类问题、研究性质的数值模拟,而面对真实复杂制造业场景、多学科耦合的综合性仿真软件,目前还在缺位状态。
借用金灿荣老师的论断,中国制造业总量在2010年超过了美国,2016年超过美日之和,2018年超过美日德之和,到2030年左右,我们制造业总量将超过全人类一半。也就是在2030年之后,从制造业指标来看,地球上只有两个国家,一个叫中国,一个叫外国。而且最终有一天一定会出现一个情况,那就是整个美国的工业总产值可能就只相当于我们的广东省。
我相信金老师的判断是对的,但是,如果中国的工业软件特别是工业仿真软件缺席,那完成这个目标几乎是不可能的,中国亟需像达索、西门子这样的企业挺身而出,突破工业仿真软件底层技术、核心算法,把开发工业软件的能力成长在中国大地上,把工业体系的灵魂掌握在中国人自己手里。