专家:国产工业软件行吗?今本科生打破国外垄断,研永磁电机软件

以山爱科学 2024-11-23 03:51:33
导读:

快科技,在十一月十八号发出消息,华中科技大学电气学院参加中国国际大学生创新大赛,在总决赛中他们凭借自主研发的永磁电机设计工业软件,拿到了金奖。

这个消息看起来很普通,只是一次比赛中的夺魁而已,最多也就是为这些还没有走出象牙塔的大学生开心一下,但这背后的价值却非常的高。

因为这个永磁电机设计工业软件的研发,意味着中国打破了长期以来国外对该行业的垄断,而中国将在电机软件设计领域再进一步。

最关键的是,这套软件是完全自主研发,一点都不用担心卡脖子的问题。

请注意该软件还是一群本科大学生所设计的,也意味着中国在工业软件这一领域的人才储备,有了非常大的效果。

那么今天就围绕着工业软件来说一说。

中国制造的软肋——工业软件

关于制造业,今天的中国可以说是舍我其谁,因为从2010年开始,中国就超越了美国,成为了全球首屈一指的制造业大国。

发展到现在,不仅工业基础雄厚,而且中国已然成为全球独一无二的全产业链国家,这一点美国都做不到。

看到了进步,也要看到短板。

在整个制造业领域中,还有一块很多人没有注意到的短板,成为了中国制造业的软肋,这就是工业软件。

有人说工业软件是制造业的魂,而中国的制造业就缺乏了这个魂。

说到这里,很多人会不理解,不就是一套软件吗?一堆代码而已。

不要小瞧了工业软件,在制造业中,它的作用非常巨大。

举个例子体会一下。

汽车不仅在人们生活中很重要,在一个国家里它还代表着一个国家综合国力。

而在研发汽车过程中,不是说设计出一辆车,加上一套漂亮的外壳就可以了。

还需要对汽车的各个部件,甚至是整车进行碰撞试验,用来确保汽车的安全性。

问题出现了,那么是不是使用真车进行碰撞试验呢?

而且每一个部件的验证,不是说碰撞一次就可以的。

所以如果使用真车进行碰撞试验,想一下高昂的费用,汽车企业绝对会挠头的。

要知道一辆汽车大概是由一万多个不可拆解的独立零件组装起来的,如果每一个零件都要进行相关的碰撞测试,这笔费用将是一个天文数字。

这个时候,工业软件就可以节省这些成本了。

仅仅通过一个软件,加一台电脑,在屏幕上就可以完成一次碰撞试验,检验汽车的部件是否合格。

那么这种通过动画演示的碰撞试验,能和真的比拟?

还真就可以,在这种简单的动画模拟碰撞中,可以发现设计的缺陷,从而早发现早改正。

汽车一万多个不可拆卸的零部件这还算是少的了,一架飞机的零部件大概有六百万个组装起来的。

汽车需要安全检查,飞机就更加需要安全检查了,所以工业软件在飞机上的应用更加的广泛。

比如波音的787客机,这架飞机在研发过程中,用了多达八千多种工业软件。

而在这八千多种工业软件中,有一千种是市场上可以购买得到的商业化工业软件,剩下七千多种工业软件,是波音公司这么多年来积累下来自用工业软件,市场上没有不说,波音公司都不会对外出售,这属于波音的核心机密。

所以越是精密,越是高级的产品,需要的工业软件不仅多,还必须是量身打造的。

这些年中国在芯片领域,被卡脖子也不是一天两天了。

很多人的目光都集中在芯片的制造上,所以对于光刻机的事情很关注。

其实芯片的另一个关注点就是工业软件,这套工业软件叫EDA软件,中文名字叫做电子设计自动化软件,它属于集成电路中最上游的产业,被叫做芯片之母。

也就是说芯片这个成品仅仅是一个壳,而想要驱动这个壳只能是EDA这个软件。

当初美国制裁华为的时候,就取消了华为DEA软件的授权。

而在整个DEA软件领域,几乎把持在三家国际巨头手里,两家美国企业,一家德国企业。

当然,芯片作为一种精密产品,需要的工业软件不仅仅只有这一种,还包括了CAD(注:计算机辅助设计)和CAE(注:计算机辅助仿真)软件。

其中CAD软件被法国达索、德国西门子、美国的两家企业所把持,他们占据了全球90%以上的份额。

而CAE软件又被美国的三家公司所把持着。

所以芯片领域从设备,到设计,从硬件到软件,几乎都被国外所垄断。

在2018年的时候,美国商务部对中国的存储器企业福建晋华公司实施禁售令,其中不仅包括了供货的禁售,也包括了工业软件的禁售。

在双重压力下,福建晋华公司这家投资三百七十亿元的公司,立即陷入了瘫痪状态。

供货可以想办法,没有工业软件寸步难行,而工业软件的设计不是一朝一夕就可以完成的。

这也是为什么,中国在芯片领域想要寻求突破,用了很多时间的原因。

所以工业软件的能力,不仅可以检查产品的效能,在最短的时间内,将产品设计出来,还是工业产品的一根最重要的探路杖。

其实这种事情,在工业领域还有很多。

比如美国的国家航空航天局,通过二十多年的时间不断补充和发展NPSS软件。

在这套软件中,有着内嵌式发动机设计的各种知识、方法、以及参数。

使用这套软件,想要设计一款航空发动机,快的话一天之内就可以做出一套完整的方案。

这就一套工业软件的威力。

中国的工业软件

中国工业的兴起是在上个世纪五十年代才开始的,而外国工业兴起的时间更早,比如美国在十九世纪工业就开始发展了。

所以工业软件作为工业兴起之后,才开始出现的产物,中国工业软件和国外的差距是非常的大。

截止到2018年的时候,中国制造业虽然在全世界占据了20%的份额,但使用的工业软件90%以上都是要进口的。

中国工业软件放在世界上,占据的份额也只有1.7%,而且这么一点份额,还都集中在相对低端,而且简单的应用软件上。

所以中国想要从制造大国向着制造强国迈进,工业软件是一个一定要掌握在手中的关键一环。

这也是为什么中国制造2025的技术路线图中,工业软件列入其中的原因。

其实对于工业软件的开发,中国起步还可以。

在上个世纪八十年代的时候,还出现过一次小高潮,CAD、CAE这些领域中都出现了很多好东西。

大批的科研人员投入其中,对工业软件进行开发,也出了不少的成果。

这其中起到重大作用的是,国家对这个领域的投入。

比如从七五计划开始,到十五计划中国对工业软件的投入都是有扶持计划的。

不过到了2011年以后,就出现了变化,对于工业软件的直接投资变少了,主要是因为当时中国的信息化开始走两化融合道路。

有数据显示,从十五计划到十二五计划,十五年的时间里,中国对于ACD和CAE领域的投资不超过两亿元。

最终的结果就是企业开始购买国外的软件进行使用。

要知道任何商品的发展,是需要有市场进行支撑的,没有市场,就没有消费,没有消费,就没有继续投入研发的经费。

如果不进行研发,势必会衰落。

毕竟停滞不前的同时,对方不会踏步不前,这个差距一旦拉开,再想弥补就很困难。

有专家说,中国工业软件落后国外有三十年的时间。

那么现在去追还来得及吗?

当然来得及,只是困难了一点而已。

首先在开发成本上就会差很多。

比如一套工业软件的开发成本是一百块,两家公司同时投入一百块同时完成研发。

到这里看起来成本是一样的,但A公司占据很高的市场份额有90%,那么它这个成本就可以平摊到销售的产品中。

而B公司的市场份额是10%,它要平坦到产品中,该项成本将是A公司的十倍。

十倍的差距,想想都知道意味着什么?

当然A公司要是在研发中投入的成本是两百块呢?翻了一倍,开发出来的产品,依然会比B公司的产品价格低,而且研发出来的产品将更好。

所以从成本和市场份额的比拼中,差距是巨大的。

那么在这种情况下,还有企业愿意在这个领域进行投资吗?

投资的企业少了,研发的进度会更慢。

说到这里就得说一句,美国对中国工业软件的禁售,其实是一件好事。

因为禁售了,那么市场的份额就被空出来了,企业在没有选择的情况下,就会让国产工业软件有了生存空间。

一个良性循环就会形成。

接着就是工业软件的人才。

当然最初的困难还是有的。

比如重庆的巴陆科技,当年开发出国产工业软件,进行销售的时候,碰到最多的是,对方的专家询问:“你们的国产工业软件,能行吗?”

“你们的软件,有技术保障吗?”

十几年过去了,这家公司不仅要研发工业软件,还要开发后续的服务。

到现在他们生产的工业软件,为很多企业提供了服务。

可喜可贺的是,国产化的工业软件受到了越来越多企业的关注,在2018年的时候,大型企业在这方面的投入首次超过了50%。

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