工業(yè)軟件是制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心支撐，幾乎涉及現(xiàn)代化工廠的方方面面。然而，由于起步較晚，我國(guó)工業(yè)軟件市場(chǎng)基本被國(guó)外品牌占據(jù)，進(jìn)口工業(yè)軟件又與硬件深度捆綁，核心技術(shù)受制于人，使相關(guān)技術(shù)發(fā)展面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

　　針對(duì)企業(yè)在研發(fā)生產(chǎn)過(guò)程中使用工業(yè)軟件所遭遇的實(shí)際問(wèn)題，近年來(lái)，粵港澳大灣區(qū)國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新中心相關(guān)團(tuán)隊(duì)聚焦工業(yè)軟件底層共性技術(shù)和嵌入式基礎(chǔ)軟件進(jìn)行研發(fā)，成果已先后服務(wù)南方電網(wǎng)、中國(guó)石化、廣州數(shù)控等標(biāo)桿企業(yè)。

　　國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件的突圍，是廣州制造業(yè)與生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)深度融合發(fā)展的典型案例。讓我們跟隨《廣州日?qǐng)?bào)》科技周刊，前往這家位于黃埔的國(guó)家級(jí)科創(chuàng)平臺(tái)一探究竟。

　　制造業(yè)有了“國(guó)產(chǎn)腦” 不怕斷供 費(fèi)用更低

　　談到iOS、安卓等手機(jī)操作系統(tǒng)，大家都十分熟悉。與之類似，在一所數(shù)字化工廠里，也需要有一套工業(yè)操作系統(tǒng)作為承載所有工業(yè)軟件與裝備的數(shù)字“地基”。

　　在粵港澳大灣區(qū)國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新中心直屬創(chuàng)新平臺(tái)——工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心（以下簡(jiǎn)稱“國(guó)創(chuàng)工軟”），嵌入式操作系統(tǒng)部門負(fù)責(zé)人柯賢富告訴記者：“過(guò)去，高端工業(yè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)市場(chǎng)被國(guó)外巨頭壟斷，操作系統(tǒng)表面成熟，實(shí)則隱患重重：一是操作系統(tǒng)授權(quán)成本持續(xù)推高企業(yè)負(fù)擔(dān)，二是供應(yīng)鏈高度集中，一旦遭遇斷供，整條生產(chǎn)線可能瞬間停擺?！?/p>

　　隨著國(guó)創(chuàng)工軟團(tuán)隊(duì)的持續(xù)攻關(guān)，這一局面正在被改寫。

　　記者在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)看到，一位研發(fā)工程師在機(jī)器人示教器界面上觸控操作，身旁一臺(tái)搭載“國(guó)創(chuàng)嵌入式操作系統(tǒng)”的拓斯達(dá)機(jī)器人應(yīng)聲啟動(dòng)，機(jī)械臂精準(zhǔn)拈起一枚細(xì)小元件，平穩(wěn)完成翻轉(zhuǎn)、對(duì)位，動(dòng)作連貫如行云流水。這一幕，打破了記者對(duì)工業(yè)機(jī)器人“僵硬笨拙”的傳統(tǒng)印象，其背后，是一場(chǎng)正在發(fā)生的底層技術(shù)變革。

　　“工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等高端裝備的核心是控制器。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)工業(yè)控制器嚴(yán)重依賴進(jìn)口軟硬件——不僅授權(quán)費(fèi)用高昂、運(yùn)維成本居高不下，還遭遇響應(yīng)延遲、靈活性差等結(jié)構(gòu)性短板。而我們自主研發(fā)的‘國(guó)創(chuàng)嵌入式操作系統(tǒng)’，正是從根上破解這些難題?！笨沦t富介紹，該操作系統(tǒng)通過(guò)底層算法重構(gòu)與內(nèi)核深度優(yōu)化，將以往毫秒級(jí)的運(yùn)動(dòng)控制周期精準(zhǔn)提升至微秒級(jí)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人操作精度提升40%、控制器整體成本降低30%以上，幫助國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床操作更快、更精準(zhǔn)、更靈活。

　　操控能力的躍升，也助力國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床能夠進(jìn)入精密裝配、高端加工等嚴(yán)苛的工業(yè)場(chǎng)景，“以往這些場(chǎng)景幾乎都是進(jìn)口產(chǎn)品的天下，而我們的嵌入式操作系統(tǒng)，正幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)‘高性能、低成本’的雙重躍升。”

　　“根技術(shù)”在手 推動(dòng)“根生態(tài)”生長(zhǎng)

　　值得一提的是，經(jīng)過(guò)多年技術(shù)迭代，國(guó)創(chuàng)嵌入式操作系統(tǒng)已深度適配海思、瑞芯微、飛騰、龍芯、全志、芯馳等國(guó)產(chǎn)主流芯片，兼容工業(yè)連接、工業(yè)運(yùn)控、工業(yè)智能、工業(yè)圖形交互等十大工業(yè)中間件，構(gòu)建起從芯片、操作系統(tǒng)到中間件的全棧國(guó)產(chǎn)化解決方案。

　　“操作系統(tǒng)是工業(yè)軟件的‘根’，我們不是在做一個(gè)孤立的產(chǎn)品，而是在構(gòu)建一個(gè)安全、開(kāi)放、智能的國(guó)產(chǎn)‘根’生態(tài)?！笨沦t富介紹，目前，該系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于機(jī)器人、高端裝備制造、能源電力、石油化工、醫(yī)療器械、軌道交通等關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)，服務(wù)客戶包括拓斯達(dá)、華數(shù)、廣州數(shù)控、南方電網(wǎng)、中國(guó)石化、廣州實(shí)驗(yàn)室、佳都科技等標(biāo)桿單位。

　　“只有當(dāng)?shù)讓印夹g(shù)掌握在自己手中，中國(guó)工業(yè)才能真正立于不敗之地?！笨沦t富說(shuō)，如今，國(guó)創(chuàng)嵌入式操作系統(tǒng)正以“高安全、高可靠、高性能”三大核心優(yōu)勢(shì)和特性，深入工業(yè)控制、機(jī)器人、能源電力等關(guān)鍵場(chǎng)景，為工業(yè)裝備裝上供應(yīng)鏈安全且自主可控的“智能中樞”，成為支撐我國(guó)工業(yè)數(shù)智化轉(zhuǎn)型的新一代智能數(shù)字化底座。

　　軟件系統(tǒng)硬件打通 “天級(jí)”研發(fā)升級(jí)至“小時(shí)級(jí)”

　　“根”基筑牢后，“枝繁葉茂”同樣重要，這些“枝葉”就包括CAD（輔助設(shè)計(jì)）、CAM（輔助制造）、CAE（仿真模擬）、CAPP（輔助工藝設(shè)計(jì)）等具體功能的“CAX”工業(yè)軟件。這些年，國(guó)創(chuàng)工軟團(tuán)隊(duì)在CAX底層共性技術(shù)的研發(fā)上也取得了重要進(jìn)展。

　　舉個(gè)例子——服務(wù)器如何設(shè)計(jì)才能更快、更好地散熱？汽車如何設(shè)計(jì)才能更好地降低風(fēng)阻、風(fēng)噪？通過(guò)大量計(jì)算，仿真模擬（CAE）軟件可以為工程師提供重要參考。

　　“以往，我國(guó)企業(yè)主要使用國(guó)外的CAE軟件，軟件也要在國(guó)外的操作系統(tǒng)和硬件底座上運(yùn)行。若使用全棧國(guó)產(chǎn)化方案，性能只有國(guó)外的1/5，大大影響企業(yè)生產(chǎn)效率。因此，從2022年起，我們便開(kāi)啟了國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件的全棧性能垂直優(yōu)化?！眹?guó)創(chuàng)工軟垂直優(yōu)化團(tuán)隊(duì)研發(fā)負(fù)責(zé)人楊名冠表示，如今，隨著團(tuán)隊(duì)對(duì)CAE軟件、中間件、操作系統(tǒng)、芯片硬件的縱向深度協(xié)同調(diào)優(yōu)，國(guó)產(chǎn)軟件性能已超越國(guó)外同類仿真模擬軟件性能。

　　“我們的工業(yè)軟件垂直優(yōu)化解決方案已成功應(yīng)用于超聚變數(shù)字技術(shù)股份有限公司生產(chǎn)的服務(wù)器液冷散熱設(shè)計(jì)上，綜合仿真時(shí)長(zhǎng)從以往的6小時(shí)降至1.2小時(shí)?！睏蠲诟嬖V記者，散熱設(shè)計(jì)已成為決定服務(wù)器性能、可靠性與能耗的核心。

　　此前，超聚變公司采用國(guó)外軟硬件方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，面臨諸多困境：軟硬件初始投入達(dá)百萬(wàn)元級(jí)；使用國(guó)外軟件進(jìn)行一次復(fù)雜的液冷系統(tǒng)仿真需耗費(fèi)約6小時(shí)，工程師每天最多只能獲取一兩輪結(jié)果，設(shè)計(jì)迭代緩慢；版權(quán)費(fèi)用每年遞增；面臨“斷供”風(fēng)險(xiǎn)；核心數(shù)據(jù)的安全性難以保障。

　　了解到企業(yè)痛點(diǎn)，國(guó)創(chuàng)工軟聯(lián)合國(guó)內(nèi)主流工業(yè)軟件廠商、操作系統(tǒng)廠商及硬件供應(yīng)商共同研發(fā)了全棧國(guó)產(chǎn)化的“電子散熱仿真垂直優(yōu)化解決方案”，“我們讓研發(fā)流程從‘天級(jí)迭代’升級(jí)至‘小時(shí)級(jí)迭代’，工程師一天內(nèi)可完成四五次完整的‘設(shè)計(jì)—仿真—分析’循環(huán)，大幅縮短了設(shè)計(jì)周期?！?/p>

　　“目前，我們還與數(shù)控、模具、汽車等龍頭企業(yè)開(kāi)展深度合作，通過(guò)垂直優(yōu)化，在顯示動(dòng)力學(xué)、通用結(jié)構(gòu)、流體等仿真場(chǎng)景效率提升了3~5倍，實(shí)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)的自主可控和加速迭代。仿真模擬性能優(yōu)化可以大幅縮短產(chǎn)品的整體研發(fā)和上市周期，不僅避免了國(guó)外軟件的高額授權(quán)費(fèi)，全棧自主方案還消除了潛在供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)?！睏蠲诮榻B。

　　建立基礎(chǔ)資源庫(kù) 減少企業(yè)重復(fù)勞動(dòng)

　　現(xiàn)代化工廠的生產(chǎn)除了大量使用工業(yè)軟件，也會(huì)產(chǎn)生大量工業(yè)數(shù)據(jù)，隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，這些數(shù)據(jù)正成為寶貴的資源。

　　國(guó)創(chuàng)工軟工業(yè)基礎(chǔ)資源庫(kù)負(fù)責(zé)人蘭雙泉介紹，工業(yè)軟件與工業(yè)數(shù)據(jù)如同生產(chǎn)線的兩端，軟件解決“怎么設(shè)計(jì)”，數(shù)據(jù)則可以解決“如何更快地設(shè)計(jì)”。以往，缺乏高質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)化、可共享的工業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源，一直是企業(yè)研發(fā)鏈條中的痛點(diǎn)。為此，團(tuán)隊(duì)專門建立了“國(guó)創(chuàng)基礎(chǔ)資源庫(kù)”，致力于補(bǔ)齊數(shù)據(jù)側(cè)的“短板”，為制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型筑牢數(shù)據(jù)底座。

　　“找模型、轉(zhuǎn)格式、重建模，過(guò)去，企業(yè)的工程師都在為這三件事反復(fù)‘折返跑’，而‘國(guó)創(chuàng)基礎(chǔ)資源庫(kù)’則建立了一套覆蓋產(chǎn)業(yè)鏈上下游的規(guī)則體系——對(duì)上游的元器件廠商、零部件制造商等供給方，以互惠機(jī)制引導(dǎo)數(shù)據(jù)開(kāi)放；對(duì)制造企業(yè)、科研院所等需求方，提供‘即拿即用’的高質(zhì)量模型數(shù)據(jù)。隨著供需兩端數(shù)據(jù)的高效打通，企業(yè)的生產(chǎn)研發(fā)效率悄然大幅提升?！碧m雙泉說(shuō)。

　　“工業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)本質(zhì)上屬于公共基礎(chǔ)設(shè)施，必須具備高度公信力，堅(jiān)持中立、無(wú)利益沖突的基本底線?！碧m雙泉介紹，利用該數(shù)據(jù)庫(kù)，企業(yè)可以用幾何相似性搜索，將數(shù)據(jù)檢索從“大海撈針”變?yōu)椤胺置腈i定”；利用AI生成技術(shù)，元器件的建模已從“天級(jí)”壓縮至“分鐘級(jí)”，同時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)還配套參數(shù)化選型、智能推薦等技術(shù)，精準(zhǔn)匹配需求方的要求。蘭雙泉介紹，該資源庫(kù)已幫助相關(guān)企業(yè)在制造研發(fā)設(shè)計(jì)效率上提升了35%。

　　“我們堅(jiān)持以解決制造業(yè)企業(yè)真實(shí)痛點(diǎn)為出發(fā)點(diǎn)，瞄準(zhǔn)國(guó)際標(biāo)桿，不斷提升工業(yè)軟件的競(jìng)爭(zhēng)力，持續(xù)為制造業(yè)企業(yè)創(chuàng)造價(jià)值?！眹?guó)創(chuàng)工軟中心主任全一介紹，團(tuán)隊(duì)組建了一支300余人的專業(yè)團(tuán)隊(duì)，并孵化了泊滄數(shù)據(jù)與泊川軟件兩家產(chǎn)業(yè)化公司，為企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型保駕護(hù)航。

　　科技企業(yè)談創(chuàng)新 廣州工業(yè)數(shù)智技術(shù)出海又出圈

　　廣州科技企業(yè)在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域也取得了一系列重要成果。在廣東省高質(zhì)量發(fā)展大會(huì)上，樹根科技相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，公司聚焦數(shù)智化技術(shù)，結(jié)合工業(yè)智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能機(jī)器人等領(lǐng)先的數(shù)智技術(shù)，圍繞智能制造、智慧運(yùn)營(yíng)、智慧管理三個(gè)關(guān)鍵場(chǎng)景構(gòu)建了核心能力和軟硬一體的解決方案。

　　“目前，企業(yè)不斷強(qiáng)化跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的服務(wù)能力，足跡遍布上百個(gè)國(guó)家和地區(qū)，贏得了國(guó)際市場(chǎng)的廣泛信任與高度認(rèn)可；為裝備制造、汽車整車、零部件、化工材料、消費(fèi)品、現(xiàn)代服務(wù)等數(shù)十個(gè)行業(yè)超千家企業(yè)提供工業(yè)智能轉(zhuǎn)型服務(wù)?！痹撠?fù)責(zé)人介紹，企業(yè)正為工業(yè)裝備和制造設(shè)備構(gòu)建“最聰明大腦”。

　　據(jù)介紹，公司自主研發(fā)的智能焊接機(jī)器人，通過(guò)具身智能技術(shù)克服了傳統(tǒng)焊接機(jī)器人感知手段受限、作業(yè)僵化無(wú)法自主調(diào)整、不能積累老焊工經(jīng)驗(yàn)等痛點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了高精度的全流程無(wú)人焊接，一次探傷合格率由90%提升至97%左右。目前，智能焊接機(jī)器人已完成了300多根重型起重機(jī)臂架的焊接。

　　此外，公司還構(gòu)建“企業(yè)大腦”，集合生產(chǎn)與運(yùn)營(yíng)等眾多智能體，重構(gòu)企業(yè)組織管理方式。公司研發(fā)的售后智能體Agent（設(shè)備維修助手智能體）聚焦多語(yǔ)種、專業(yè)資料、故障推理三大挑戰(zhàn)，解決通用大模型聽(tīng)不懂、看不明、答不準(zhǔn)的問(wèn)題，跨越語(yǔ)言、技能、數(shù)據(jù)鴻溝，讓工程師更快定位故障根因，按步驟維修。其幫助故障診斷時(shí)長(zhǎng)縮短50%，維修效率提升30%。