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中国科大的实验室里,走出国产工业软件界的“悟空”

丰静 江淮观察
2024-11-20

前段时间,国产游戏《黑神话:悟空》火遍全球。人们纷纷感慨,原来咱们中国人做软件也是可以很牛的。相比依赖集成电路的硬件,软件是由一串串代码编成,这一行业更考验的是逻辑理念和创造思维。这一点,国产软件并不差。9月21日下午,在2024世界制造业大会综合馆专场发布厅现场,一个工业软件的发布吸引了业界关注。它堪称国产工业软件界的“悟空”。合肥九韶智能科技有限公司发布了九韶内核AMCAX 4.0版本,以及基于该内核研发出的两款应用——高端计算机辅助制造工业软件PowerCAM和CAX一体化平台凝光NEXT 2.0。九韶内核AMCAX 4.0版本是该公司完全自主研发的工业软件几何内核,是我国首个也是唯一一个完全自主可控的工业软件几何内核。什么是几何内核?许多人都听说过或者用过计算机图形学和计算机辅助设计软件CAD。在这类软件中简单画一条直线、曲线、平面、实体,甚至带有坐标的点,都需要几何算法的支撑。几何内核是所有计算机 3D 建模系统的核心,定义了所有的基本几何元素,以及这些元素的各种运算。在工业领域,几何内核是计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助工程(CAE)等应用领域中最基础的核心组件之一‌,是最底层的基座。几何内核的商用研发,我国曾有近二十年的停滞不前。在最具代表性的高端CAX系列软件上,我国市场几乎完全被国外厂商所控制。近年来,安徽坚持创新驱动,厚培产业沃土,推出了一系列搭平台、促改革的举措。这些让九韶团队有机会从中国科大的实验室走出,进一步点亮了“产业林”。在2024世界制造业大会上,九韶智能进行新产品的发布,既是安徽创新活力的有力例证,也为安徽“智”造迈向高端提供了支撑。
   作者|丰    静
编辑|何    珂

“我们的小孩生出来了”
“如果将几何内核的研发比作登山,今年我们终于见到了珠穆朗玛峰最高峰的面貌了。”合肥九韶智能科技有限公司CEO郑裕峰向在场人员感叹。

2023年6月,九韶智能发布了“九韶内核3.0”。在去年的世界制造业大会上,该公司进一步发布了基于该内核打造的设计与仿真一体化工业软件云平台“九韶凝光NEXT”。

“2021年,九韶智能发布了1.0版,那时候我们的产品功能还是很稚嫩。”郑裕峰表示。2022年9月,九韶智能团队发布了具有原创性突破的2.0版本引起了市场关注。

2023年,九韶正式发布3.0版本,成为一个具备规模化推广能力的产品,主要在于内核算法中包含了关键的参数化特征建模,以及几何约束求解器。

时隔一年,本次发布会上,郑裕峰带来的重磅产品之一为九韶内核AMCAX最新升级的4.0版本。该版本支持多边形网格建模、参数化特征建模和自由曲面建模等多种建模方式。

自由曲面建模,意味着什么?.

“像多边形网格建模功能可以用产品概念设计,家具、动画、游戏、VR、场景展示,参数化特征建模功能可以用来进行建筑设计、机械及零部件的设计和加工,自由曲面建模可以用来进行飞机、船舶、汽车的设计。”郑裕峰介绍道。

在发布会现场,通过九韶聚力PowerCAM和九韶凝光NEXT 2.0的两款应用的展示,记者看到,AMCAX v4.0突破了航空气动曲面造型的技术难点,在独创T网格样条建模基础上,全面支持高端制造业自由曲面高级建模场景,已成功应用于我国飞机、汽车等高端制造领域。

“此次发布的九韶内核4.0是中国首个具备完整的自由曲面建模能力的几何内核。虽然道阻且长,后面还有很长的路要走,但基本条件已经具备,我们的小孩生出来了。”郑裕峰表示。

多款产品的发布标志着仅成立两年多的九韶智能正由单纯的内核研发企业,向着具有“技术底座+上层应用”完备产品树的企业进军。基于国产自主几何内核研发的高端CAX软件,也打破了国外厂商的市场垄断,实现从进口到自主研发的突破。

“每一行代码都是自己写的”

研发几何内核,一直是业界公认的难而正确的事。其研发周期长、难度大、投入高,很少有高校科研院所甚至企业愿意去做。

核心原因有三:

首先,几何内核是一个跨学科产物,尤其数学学科分支计算几何人才稀缺。这种稀缺性不仅存在于国内,也存在于国外。

第二是几何内核开发工程量大、开发难度高,需要数百万行算法代码。

即使花费大量时间精力开发出算法,也并不意味软件原型能够落地。因为工业软件不仅姓“软件”,还姓“工业”,没有制造业企业,尤其是高端制造业企业客户陪着一起迭代,这个软件就始终无法落地。

纵观国际主流工业巨头,如法国达索、西门子等都拥有自己的工业软件几何内核,因而也在各自的高端制造业领域占据重要地位。

在新世纪的前20年,世界工业软件依然快速前进。中国制造企业给世界工业软件提供了很好的应用场景,贡献了大量的工业知识和资金。但中国CAX工业软件却默默无闻。

2017年前后,国际局势风云变幻。

中国科学院院士、数学家鄂维南院士意识到CAD/CAE等工业软件卡脖子问题,怀着国家责任感和前瞻性战略眼光,找到中国科大杨周旺教授,组建九韶团队,布局工业软件几何内核自主研发。

“九韶智能,孵化于中国科学技术大学,背靠科大计算几何四十多年学术研究积累,每一行代码都是自己写的,这是我们的底气。”郑裕峰表示,只有掌握内核技术的公司才具备持续创新的能力、只有懂内核的公司才能开拓覆盖更多的场景、也只有拥有内核的公司才能拥抱AI智能时代。

在今年6月22日举行的中国科学技术大学2024年毕业典礼暨学位着装授予仪式上,中国科学院院士、中国科学技术大学校长包信和在致辞中,深情点赞九韶内核自主研发的光荣事迹,“历史一次又一次证明,关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的,唯有自主创新”。

      “赋权改革”首批试点

“自主创新技术的落地也离不开各级政府的全力支持。”郑裕峰表示,正是安徽近年来多项改革培育的创新沃土让九韶智能在商业化道路上加速成长。

2020年,中科大作为国家级试点,在安徽省率先启动赋权改革,将传统的“先转化、再奖励”模式,改为“赋权+转让+约定收益”新模式。“九韶团队”成为安徽省科技厅重点支持的团队,2022年1月成立的九韶智能成为中国科学技术大学首批科技成果赋权试点实施单位。

在合肥综合性国家科学中心建设的大背景下,新型研发机构如雨后春笋般涌出。2022年,合肥市蜀山区政府和北京大数据研究院联合共建合肥人工智能与大数据研究院。研究院由鄂维南教授担任学术委员会主任,杨周旺教授担任院长,深度聚焦下一代人工智能和下一代工业软件内核研发及产业化。

研究院既是九韶智能的孵化器,也为其未来发展提供智力和技术支撑。不仅是九韶智能,研究院在成立短短两年多的时间内,已经孵化出高斯智能、治数科技、品智未来、博雅智融等5家人工智能企业。

九韶智能落户于科大硅谷的蜀山园,是安徽为深化科技体制改革、推进产学研深度融合重点打造的创新资源承载区。“无论是工作环境,还是创业政策,这里都十分给力。”郑裕峰表示。去年,在合肥蜀山创投、合肥种子基金和深势科技领投下,九韶智能完成数千万元天使轮融资。

“作为初创企业,我们已经连续三年参加世界制造业大会,是世界制造业大会的老面孔。”郑裕峰感叹,这体现了安徽对原始创新的高度重视,也为企业发展提供了展示的舞台。

“今年世界制造业大会在综合馆专门设置专场发布厅,在短短3天时间将进行11场次发布,内容十分丰富。”安徽省工信厅二级巡视员潘峰表示,在众多发布主体中,也有不少企业发布,希望借此机会能让更多的新技术、‌新工艺、‌新材料、‌新设备得到展示,进一步促进安徽产业升级、技术进步。

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