专注自主研发，推进仿真普及

    上海索辰信息技术有限公司，是一家基于全球最佳实践和领先技术，为客户提供产品全生命周期协同研制系统软硬件、SAAS服务的公司。产品和服务覆盖研发前沿工程、数字化设计及智能制造。客户广泛分布在重型机械、地面交通、电子、建筑、航空、航天、兵器、船舶、光电、动力设备等行业。作为国内工业研发领域为数不多的自主研发厂商之一，索辰至今已拥有众多国际领先的核心技术。那么，索辰为何能在国外厂商主导的市场中脱颖而出？索辰的发展之道是什么？2016年4月，e-works记者对索辰公司研发副总裁原力先生进行了采访。

 

企业自主研发之路

 

    上世纪90年代，随着计算机的普及，有限元分析技术也开始了在国内的商业推广，索辰公司的前身便是最早一批把国外CAE仿真软件引入国内的厂商之一。但是单纯依托软件原厂商来提供服务而没有掌握关键技术，服务很难做深，而且存在各种壁垒。

 

    2005年索辰正式成立，公司高层立志技术报国，通过自主研发，将国内外基础理论转化为商业软件成果，这在厂商普遍以代理为主的CAE仿真市场中实属罕见。当时国内从厂商到企业，对整个仿真体系的理解和知识积累相对肤浅，索辰的自主研发之路也充满艰辛和波折。

 

    原总坦言：“在公司成立初期，我们走过很多弯路，投入了很大的人力物力却鲜有成果。但是我们坚持摸索，在对相关技术有了深入了解之后终于有所突破。我们开发了应用于结构、流体、噪声、电磁、损伤等多个学科分析的仿真软件，而且大多拥有索辰自主知识产权。”

 

    由于仿真工作要求极强的专业知识背景，即使已经部署仿真流程的企业也大多以应用工具为主，分析问题时知其然而不知其所以然。因此索辰希望更深入的服务来帮助客户了解产品仿真原理，而不是单纯软件销售。自主研发软件的优势也在于，索辰掌握了其从底层到外在的所有关键技术，客户提出任何问题都可以快速响应，从根本上解决问题。

 

    随着在仿真领域获得成功，2010年索辰开始以CAE软件为核心，将业务逐渐扩展至设计、实验、生产、维保等领域，从而覆盖产品整个生命周期。在此基础上索辰提出智能元模型中心（DIMX）和协同研制平台，基于模型驱动的工程，通过可视化方式来描述产品在设计、制造、运维等各阶段的智能模型并建立良好沟通，使产品研制工程具有通用的标准和一致的规范。

 

专业仿真解决方案

 

    现今企业需要研发出比以往任何时候都更具创新性的产品，来在竞争激烈的市场中赢得消费者的青睐，企业成功很大程度上取决于在研发过程中能否平衡创新、时间、成本和质量等因素。而在产品研发早期利用仿真技术探索尽可能多的设计选项是开启创新的关键，同时也能确保预算和研发进度不受影响。

 

    仿真对于产品创新的重要意义得到企业的广泛认可，在仿真市场已有众多先进成熟的商业软件，ANSYS、MSC、达索等国际知名厂商也已经深耕多年，原总强调索辰所聚焦的是通过自主研发和差异性竞争，在自身的目标领域提供更加专业和使用的服务。根据原总介绍，目前索辰具有竞争优势的仿真产品包括Aries分子动力学流体仿真软件、Mcrack损伤与裂纹扩展分析软件、SPICA复合材料测试仿真系统、EMT多学科工程建模仿真系统等。

 

    在流体仿真领域，传统的基于纳维-斯托克斯（N-S）方程的CFD方法，受制于计算规模有限、收敛性差、计算结果严重依赖网格等因素，往往难以得出准确真实的仿真结果。而Aries软件是索辰基于分子动力学算法编写的流体计算求解器，能本质全瞬态计算模拟真实的物理流动现象，在仿真复杂对象时通过区域化将大型矩阵拆分求解再回归，理论上可以借助高性能分布式计算在保证收敛性的同时，分析无限复杂的模型。此外，内嵌的流体网格自动生成技术，降低了对人员的要求，来帮助那些经验不够丰富的仿真工程师顺利完成电子散热、水动噪声、气动噪声、分离物体等流体分析工作。

 

    随着产品运行环境复杂度提高，耐用性和疲劳寿命成为衡量产品质量的重要因素，Mcrack软件正是用于分析产品的损伤与裂纹扩展，来保证产品质量。其特性是支持复杂模型的简化处理，能简化裂纹引入和扩展分析，支持选择平面扩展、最大应力等选项来控制裂纹扩展方向。为了捕捉裂纹尖端，软件在裂纹尖端区域对网格进行自动加密，并且加密区随裂纹扩展而移动，不关注其它区域的网格稀疏，以此来提高计算精度和效率。

 

    由于具有重量轻、强度高、可设计性好等特点，复合材料得到越来越多的应用。传统复合材料力学性能的分析方法主要包括宏观分析和微观分析，但是两者均有不足之处。宏观方法无法了解材料内部破坏机理、预测失效模式，微观方法建立三维力学模型耗时耗力，无法实现整个结构分析。索辰提出SPICA复合材料测试仿真方案，以微观力学测试系统及多尺度仿真分析为出发点，通过对复合材料的高精度测试和分析来预测复合材料的刚度、强度等力学性能，采用参数化快速分析及多目标优化技术，实现复合材料结构的设计和优化。

 

    除了各学科的仿真求解器外，索辰也开发了能连接其它商用软件的接口平台——EMT统一工程建模仿真系统，将常用的设计分析工具，集成在一个仿真平台下运行，固化仿真分析过程来进行流程复用。EMT具有统一的界面，实现分析可视化的同时，集中管理算法、工具、知识及流程，帮助所有人员在统一环境下共享交换数据，协同工作。

 

    此外，索辰专业的仿真产品线还包括STOP光机热联合仿真系统，Pisces控制系统全数字仿真平台，FAV快速电子工程手册等。

 

大力推进仿真普及

 

    仿真驱动设计，是很多CAE从业者追求终极目标，其目标是每个设计人员都能借助仿真工具和技术，在产品研发早期就可以决定产品的可制造性以及未来的性能质量。仿真驱动设计思想的精髓在于，一旦有了好的产品创意和想法，就能在虚拟环境下快速仿真，并迭代优化。

 

    然而多年来，能较高水平地应用仿真软件和技术的仍然只有航空航天、军工等行业以及各大科研院所。要推动中国制造走向中国创造，就必须推动仿真在更广泛的制造行业中的普及。

 

    原总认为阻碍仿真普及的主要因素有两点，第一是较高的专业门槛，仿真工作要求工程师具备深厚的工科知识背景、熟悉计算理论、了解CAD软件、熟悉应用仿真软件，但是短时间内难以提高工程师的这些专业素质。

 

    索辰在软件研发时就注重降低软件操作对人员的要求，将专业的知识封装在软件代码中，用户只需要考虑结合具体工程问题来进行简单的参数设置，尽量实现软件的自动化和易用性，比如Aries等软件内嵌网格自动生成技术，EMT平台固化仿真分析过程来实现流程复用，软件操作界面简洁和人性化等。

 

    第二是较高的软件成本，由于市场长期由国外软件主导，国内无法掌握软件定价权，引入高价仿真软件对于那些追求降低成本的企业短期内也无法接受。

 

    对此，索辰坚持自主研发，控制软件定价体系，而不需要像代理商那样由原厂商来进行决策。此外索辰也在大力推进仿真专业SaaS服务，提供更灵活的产品配置和许可模式。除了涵盖流体、结构、控制等几乎所有索辰仿真产品线外，还有基于云的仿真模板、材料库、信号库等，以供客户按需使用。对于那些初创企业和仿真应用层级不高的企业而言，借助SaaS服务它们只需要购买和使用最急切的仿真资源，实现资金最大化利用。

 

    最后，原总也指出虽然从业者热切追求仿真驱动设计的研发理念，但也不能否认工业领域客观存在的资产、人力、财力规律，中国制造业引进并深入应用仿真技术也会经历“转型”的镇痛。因此，仿真技术的普及仍需各界的共同努力，作为践行“持续创新、宁欲火、可重生”企业文化的索辰，也将继续坚持自主研发，为客户提供专业服务。

 

后记

 

    今年5月，索辰发布了DIMX（CPS）产品——面向应用的大型起重设备健康监测智能决策系统。该系统基于智能模型的设计仿真生产，通过物联网传感器监测、大数据采集分析等技术，实时对产品寿命在线预测分析，最终实现其在线运行过程的智能化维护决策。DIMX CPS产品的发布，标志着索辰从仿真到产品全生命周期的业务拓展更进一步，也标志着索辰DIMX（智能元模型中心）驱动MBE（基于模型的工程）和CPS（信息物理系统）愿景的更进一步。