文｜數(shù)智前線 徐鑫

AI+工業(yè)仿真，能做什么

過去一年多，工業(yè)軟件企業(yè)加速了與大模型結合的創(chuàng)新探索。以工業(yè)仿真領域為例，結合AI和大模型技術來升級工業(yè)仿真和設計產品，國內外企業(yè)都邁開了步伐。

上個月末，西門子收購工業(yè)仿真和分析軟件提供商Altair，業(yè)界廣泛關注到Altair在仿真、數(shù)據(jù)科學和高性能計算（HPC）領域的能力。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)，攜手以計算智能加速科技創(chuàng)新。

而在國內，AI+工業(yè)仿真，也有不少新動向。

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

十灃科技AI仿真負責人賓遠為介紹，在TF-AIDEA平臺，用戶可自動化管理海量的CAE數(shù)據(jù)。同時，產品內置了各種先進的神經網絡結構和算法，用戶能根據(jù)任務需求、應用場景來選擇更適合的神經網絡模型。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練后，并將其部署到工業(yè)應用環(huán)節(jié)，從而加速設計迭代和方案確定。

以汽車的外形設計環(huán)節(jié)為例，AI仿真平臺能大大加速計算過程，同時不影響結果的精確度。

比如，上世紀要確認一輛汽車的氣動特性，需要用一個模型汽車送到風洞實驗。整個迭代流程需要數(shù)月時間。工業(yè)軟件出現(xiàn)后，基于流體力學相關軟件，對汽車進行數(shù)字建模，生成計算網絡，執(zhí)行仿真計算，整個氣動特性的確認流程縮短為數(shù)天時間。

而到了AI仿真時代，只需要用相關模型進行推理，幾秒鐘就可以獲得汽車的表面壓力分布和對應的風阻系數(shù)，傳統(tǒng)計算流體力學所需的數(shù)天時間，減少到一秒鐘。

除了應用在汽車氣動特性的計算上，十灃科技還將這款產品應用在風電行業(yè)選址環(huán)節(jié)。基于特定的地形，預測出地形上空100米高度的風強度，風電產業(yè)用戶可快速地完成風電選址。

快速預測并不是AI與工業(yè)仿真融合的終點。“企業(yè)使用CAE軟件的目的并不是為了獲得風阻和結構受力狀態(tài)等數(shù)據(jù)，最終的目的是要造出更好的產品。”十灃科技總經理張日葵告訴數(shù)智前線，他們也在考慮將自主研發(fā)的優(yōu)化類軟件與這款產品耦合，讓用戶可基于仿真的結果實時優(yōu)化設計，最終能讓AI幫助設計用戶所要求特性的產品，實現(xiàn)從“快速預測”到“快速設計”。

國內也有其他玩家在嘗試將大模型落地到工業(yè)設計領域。比如，華為的盤古工業(yè)設計大模型則提出能讓汽車的造型設計時間大幅縮短。創(chuàng)新奇智將工業(yè)大模型技術引入工業(yè)設計領域，推出自主可控的Text-to-CAD類應用—“ChatCAD生成式輔助工業(yè)設計”。系統(tǒng)能基于對話問答，理解設計師的創(chuàng)意意圖，并自動生成符合要求的工業(yè)設計圖。

但整體而言，工業(yè)仿真與AI大模型結合的浪潮可能才剛剛開始。

張日葵認為，傳統(tǒng)的CAE的技術路線上，國產工業(yè)軟件雖然能循著后發(fā)優(yōu)勢加速迭代，但軟件產品的成熟總體上還需要時間。而AI跟CAE軟件的融合層面，國內外基本上處于同一個進程里，“誰在這個層面盡早布局、盡早產品化、盡早形成成功的商業(yè)應用，馬上就能走到前面去。”

自主浪潮，不只是平替

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

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。

十灃科技此前總結自主工業(yè)軟件市場機會，歸為三點，第一，卡脖子；第二，更省錢；第三，適用。產品化替代對很多企業(yè)來說是非常現(xiàn)實的需求，但除此之外，客戶有時候并不希望只是拿到一個已有產品的替代。目前國內工業(yè)制造現(xiàn)場復雜、綜合需求，已經使得自主工業(yè)軟件產品除提供平替之外，還能進一步升級。

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

業(yè)界共識是，工業(yè)軟件的研制高度依賴工業(yè)發(fā)展技術以及經驗迭代累積，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)展機會。

德邦證券報告指出，從全球對比來看，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)領域信息化支出水平具有“累計效應”，大工業(yè)豐富了工業(yè)實際業(yè)務的場景需求，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，所以它們沒有相關功能，這也給我們帶來了最大的成為首選的機會。”張日葵說。