发力源头创新，激活工业新动能

李加加 李书

工业软件的发展基于传统软件与新兴工业软件技术结合的技术创新，以及传统软件和行业融合的应用创新。

当下，我国工业软件发展迎来政策窗口期，创新成果不断涌现，骨干企业实力提升，产业聚集效应凸显，市场规模迅速扩大。但与此同时，作为支撑现代工业体系发展和创新的关键，工业软件的发展依然面临关键研发设计类软件的能力难以支撑下游先进制造业发展等诸多挑战，亟需建立原始创新和协同创新机制。

围绕重点行业应用场景，推动关键技术产品创新和软件人才队伍建设，第十五届中国成都国际软件设计与应用大赛设置“工业软件”“软件算法”“应用”三大赛道，着力构建软件产业高质量发展的创新生态。

在“工业软件”赛道中，工元科技《飞机起落架建模仿真》、希盟泰克《希盟泰克砺工全生命周期管理平台》得到行业专家的积极首肯，取得佳绩。中国电子科技集团公司第十研究所集团首席专家、大赛创业导师苏智慧表示，大赛已成为软件人才队伍建设的重要抓手之一，有助于实现产业发展、企业培育、人才建设等多方共赢。

工元科技：打造工业软件的“通用底座”

以CPS、MBSE、数字孪生为代表的新一代数字化技术被誉为21世纪最重要的技术变革，当下已逐步进入航天、航空、核能、船舶、教育等重要领域，并进一步铺开相关应用场景。

以飞机起落架系统为例，其工作性能直接影响到飞机起飞、着陆性能与飞行安全。由于现代飞机空地循环周期缩短，寿命期内地面运动距离增多，起落架结构所承受的动载荷较大，系统工作环境复杂，出现故障可能性较大。

“立足这一情况，建立起落架系统模型，搭建复杂环境下多工况应用场景，通过系统仿真、分析来优化和辅助起落架系统设计非常重要。”成都工元科技有限公司（简称：工元科技）起落架项目团队负责人付健介绍到。根据对客户的走访调研与需求牵引，工元科技依托智能设计与验证平台MWORKS成功研发“起落架建模仿真”系统，可快速构建多种应用场景，验证起落架控制律、系统仿真分析、试验边界预演与仿真、故障分析等，为起落架系统高效研发提供全新的技术手段。

这一系统在2021年底召开的第十五届中国成都国际软件设计与应用大赛中得到专家的认可与肯定，最終获评“工业软件”赛道银奖，付健表示，“获奖极大地激励和鼓舞了团队的研发激情，大赛专家的意见建议，更为后续不断完善起落架系统模型库提供了方向和新思路。”

技术支撑数字化设计

付健详细介绍了“起落架建模仿真”系统的特色：在MWORKS平台上将机械、液压、控制等专业耦合构建模型库，结合飞机气动力、跑道环境、大气环境、摆振等理论构建环境模型库，经模型集成可实现飞机起落架的模型搭建。通过更改模型参数和仿真，可模拟起落架正常收放、应急放、转弯、刹车、摆振等真实工作状态，可检验起落架设计参数是否达到指标要求，帮助用户进行不同方案的迭代验证，辅助起落架的系统设计。

当前，通过不断丰富、完善起落架系统模型库，这一系统已在中国商用飞机有限责任公司进行工程应用验证，正对接相关航空工业设计研究所与主机厂，推广起落架系统模型库的工程应用。

按照公司的相关规划，以飞机起落架为起点，建立起落架系统仿真项目后，工元科技将从起落架系统仿真验证逐步走向飞机整体性能仿真，再到新型飞机研发系统仿真，利用MWORKS为航空行业提供良好的解决方案和工程应用验证。

部署背后是强有力的人才支撑。据悉，工元科技现有50多人的研发团队，大多来自清华、哈工大、哈工程、北航、南航、华科大、川大等国内著名的理工院校，博士、硕士学历占比70%以上，为西南地区客户提供MWORKS货架产品、工程服务、软件定制、解决方案等服务，根据客户需求导引成立了多个项目组，其中起落架项目团队拥有控制、机械、液压、算法等专业的复合型技术人才，平均从业年龄超过5年。

同时，作为苏州同元软控子公司，工元科技天然拥有总公司提供的技术支撑，以MWORKS为例，其是同元软控历经十多年研发出的国际先进、亚洲唯一、完全自主的系统设计与仿真验证平台，可支持基于模型的系统设计、仿真验证、模型集成、虚拟试验、运行维护以及协同研发。

多领域“开花结果”

“起落架建模仿真”系统之外，基于总公司的MWORKS平台开放架构，成立刚满两年的工元科技已在航空领域形成了航空发动机专业模型库、飞行模拟器等系列创新成果；在核能领域形成反应堆数值分析平台、二回路系统建模仿真项目等成果；在汽车领域形成汽车系统专业模型库等成果。

以航空发动机专业模型库为例，其已在中国燃气涡轮研究院、商飞等科研院所进行工程应用落地，为客户新型号研制和设计优化提供了良好的技术支撑，为客户探索MBSE（基于模型的系统工程）提供模型基础，为企业创造了良好的经济效益；反应堆数值分析平台构建了反应堆仿真平台和反应堆系统层次化模型库，实现了国内外同类专业仿真软件的功能，为该类问题提供了国产化解决方案；汽车系统专业模型库针对乘用车动力性和燃油经济性分析需求，采用Modelica协助企业建立自主可控的整车动力性和经济性分析模型库，提供百公里加速、固定挡加速、循环工况、坡道起步、自定义等多工况分析。

依托成都良好的科研环境及众多的客户需求，工元科技正汇聚高校、科研院所和工业企业用户，通过公平合理、可持续发展的合作机制，共建行业模型库、专业工具箱、应用软件，形成基于模型的协同创新生态，加速自主可控工业软件发展。同时，通过为各行业提供设计、计算、仿真及分析类工业软件的通用底座，通过系统设计与仿真验证、数字孪生等工具技术，为国家重大型号工程提供先进的数字化设计技术支撑和深度技术服务保障。

希盟泰克：为工程业数字化转型提速赋能

作为国民支柱产业，工程行业具有碎片化、复杂性等特点，长期以来存在着能耗高、污染大、发展方式粗放等问题。随着数字经济的大力发展，智慧工地也迎来新的时代变革。

在第十五届中国成都国际软件设计与应用大赛上，成都希盟泰克科技发展有限公司（简称：希盟泰克）团队携“希盟泰克砺工全生命周期管理平台”亮相“工业软件”赛道。

凭借在工程全生命周期过程中可实现全阶段、全专业、全业务、全参与的亮点与优势，团队获得优胜。希盟泰克团队相关负责人表示：“本次大赛获得行业专业人士的悉心指导，有助于我们洞察目前工业软件的发展态势，进一步完善研发思路，力求为工业4.0推出更好产品。”

实现全生命周期管控

当传统模式已难以满足新时期工程行业高质量可持续发展需求，数字化成为必然趋势。作为支撑跨部门的流程与数据的枢纽，PLM是建筑工程行业数字化成功实施的必备条件。依托大数据、人工智能等相关技术，希盟泰克打造的“希盟泰克砺工全生命周期管理平臺”，是适用于工程行业的具有自动化、独立性、去中心化特性的国产自主PLM平台。

团队相关负责人介绍，“平台拥有易于开发维护、技术栈不受限、可按需伸缩的微服务应用架构，同时提供动态业务建模器，以便快速落地不同企业个性化业务。”其核心在于能打通从项目勘探、设计、施工与运维各个阶段的数据流，解决现有分散管理中的数据种类繁多、格式多样、数据孤岛等问题，并能让管理者在三维环境下对整个项目的全貌和全生命周期进行管控，提高工程建设项目的管理水平。

要实现项目全周期的管理，就必须确保信息的一致性、及时性、有效性。在研发过程中，团队面临自动造价算量时大型工程工序多、专业多、BIM构建多等问题。为突破造价算量不准确的瓶颈，希盟泰克组织专家团队和机场管理团队、技术专家研讨，创造性提出基于BIM的质量验评，取代现有规则的计量支付方法。这一举措颠覆传统的基于二维模式的造价算量，实现更高效率的集成化管理。

为智慧运营提供“数字底盘”

高标准的建设离不开数字化的支撑。在鄂州市鄂城区燕矶镇，一座建有东西2条3600米长的远距跑道、总占地11.89平方公里的鄂州花湖机场，成为亚洲目前唯一运用BIM模型清单计量计价的管理试点项目。

“该项目的质量验评、计量支付、进度管理等都以BIM模型为中心展开，其BIM应用的深度和广度是国内BIM史上的重要里程碑项目。”团队相关负责人表示，鄂州机场BIM应用集成系统是基于希盟泰克自主知识产权的全生命周期管理平台打造。

系统主要包括BIM实施标准规范管理、质量验评、造价算量、进度管理、全场综合展示等功能模块。辅助机场实现“从模型审核到现场质量验评，再到工程算量支付”的全生命周期管理，确保工程竣工时能同时交付实体和“数字孪生机场”，为智慧运营提供数字底盘。

在这次应用中，平台实现两项重要创新。一是质量验评。实人、实地、实测，将质量验评由结果管控转变为过程管控；开发出零门槛配置表单技术，极大程度地减轻项目IT负担，减少系统实施人力成本。二是计量支付。精确建模，按模施工，模型出量，颠覆传统的基于二维模式的造价算量。

“项目综合效益提升20%以上，其中，鄂州机场‘无疫工地’，使施工进度至少提前8个月。”团队相关负责人介绍，目前“希盟泰克砺工全生命周期管理平台”广泛应用于机场建设、市政、水利水电、轨道交通、环保、核电、能源等领域。

自2002年成立以来，希盟泰克便致力于为大土建行业工程信息化领域提供覆盖规划、设计、施工、运维等全产业链的完整解决方案及软件产品。目前已形成一系列国产自主可控的工程类工业软件，以“希盟泰克砺工全生命周期管理平台”为底层研发了希盟泰克安全质量管理系统、希盟泰克质量验评管理软件、希盟泰克BIM工程造价算量软件等核心产品。

借鉴“工业4.0”的理念，结合大土建行业的特征和管理特点，希盟泰克提出“工程4.0”的概念。团队相关负责人表示，“我们希望通过不断技术创新，围绕客户需求研发和交付高维度的BIM平台及应用，做到工程投资、进度、质量、安全的全方位管理，从而达到降本增效、科学决策，提升项目实施能力。”