来自“坤少说”
2024数字军工年会近日圆满落幕，航发动力、航空工业、中核集团、中国电科等单位集中展示了各自在数字化建设与转型中的最新成果和最新理念。国产软件提供商如安世亚太、诚智鹏科技、浩辰软件等也展示了相关产品，他们在工业软件领域的探索与突破，也成为大会的聚焦点。本文将通过具体的案例解析，探讨军工企业在工业软件研发中的进展。
航发动力：基于精益的航空发动机智能制造
航发动力相关负责人在大会介绍说，公司的智能制造业务场景主要涉及8个板块：设计制造协同、数字工业设计、工艺仿真、一体化生产计划、智能排产、智能生产管控、智能仓储物流、智能加工单元。
这些板块主要支撑工具是PDM、ERP、MES、CAPP、CAD、CAE、CAT、CAM、智能单元、数字化车间等。据该负责人介绍，基于这些软件工具，当前的关键工序数控化率达到了45%，数控设备联网率达到了40%，其目标是都达到90%以上。
“但不可忽视的是，当前公司数字化系统的国产化率仅为11%”，也就是说以上工业软件约90%都依赖国外品牌。为此，航发动力的生产制造数字化能力，把“实现基于国产化平台的工艺管理和数字化工艺设计”定位核心技术指标。
另外，基于精益的航空发动机智能制造是航发动力数字化能力建设的其中一环，由4大自主建设体系强有力支撑。这4大体系分别指设计仿真、检测试验、生产制造、数字化基础，它们都遵循统一的技术体系架构和发展蓝图。
在这个全价值链、全业务域、全生命周期数字化转型的统一战略推动下，航发动力将数字化系统的国产化率目标定为了50%，并且创造了“四阶十六步”（正向设计“数字化产线”规划–设计–仿真业务流程）方法论，推动实现制造过程稳定、高效流动、规范运行。
中核集团：工业软件助力核能数字化升级
中核集团数字化中心相关负责人在大会上介绍说，他们已成功研发一批高水平、高质量的核工业软件——55款已具备较为完备的功能，53款达到行业水平、5款达到市场领先水。
例如，核电工程设计分析软件包NESTOR，是中国首套自主核电软件包和一体化软件集成平台，应用于华龙一号为代表的第三代ACP系列压水堆核电工程设计与分析等场景。
尤其是在数字化研发设计领域，中核集团大力推进数字建模、数字仿真，打造数字化协同研发体系，研发设计水平不断提升，数字化协同环境基本形成，助力机型安全性、先进性提升，并且加速新机型研发。
例如核电工程数字化协同平台（核聚众台“N Triple 1”），实现核电设计领域各专业之间的数据贯通，全面应用于漳州1-4号，海南3、4 号等。
除此之外，中核集团还自主/合作研发了设计与仿真一体化平台，比如大飞机撞击分析、水淹分析、火宅分析等。
中国电科第14所：打造复杂装备制造业数字化整体解决方案
中国电科信息中心相关负责人介绍说，14所打造的“睿知”工业软件和“睿行”智能装备两大自主品牌形成制造运营管理系统、数据采集系统等50余项产品，打造了复杂装备制造业数字化整体解决方案客户已覆盖航空、航天、电子、兵器等15个行业、1000余家企业，有力助推了国民经济高质量发展。
在系统设计与仿真技术方面，自主研发了系统架构设计软件（SMEX）；在柔性生产运营管控技术方面，自研了制造运营管理平台（MOM）；在生产工艺智能化技术方面，自研了SCADA系统与多项智能算法，构建基于大数据技术的产品质量与工艺参数模型，实现装配过程自适应控制能力。
特别是在数字样机技术方面，能对装备进行精准建模，搭建电讯与结构数字样机开展多学科联合仿真，将样机置于数字化孪生场景评估其性能和指标。据该负责人介绍，装备研制数字样机模型实现了对设计、仿真、制造、检验、试验等全过程100%覆盖，三维工艺模型覆盖率92%，整机电讯模型仿真置信度98%，试验数据知识化超过90%。
与“十三五”初的情况相比，典型产品设计差错减少了70%，实物验证数减少50%，计划准点率由80%提升到现在的93%，产品研制周期由原先的4-6年缩短到现在的2-3年。
航空工业信息技术中心：先进装备研制的数字试验解决方案
“数字试验是面向概念设计、详细设计、生产制造、试验测试及试验鉴定的数字与物理试验准备、执行和结果分析评估的全过程。”航空工业信息技术中心相关负责人表示，目前国内最好的应用就是航空工业虚拟飞机等，以及中国商飞的C919等项目的应用。
数字试验于2021年才在国内开始提出，其核心是：根据物理试验条件建立相应的系统或试验装置的“数字试验环境”；根据产品结构信息建立符合物理实验要求的“性能数字样机”；并将“数字样机”“安装”于“数字试验环境”上；对该“数字试验环境”施加与物理试验相同（不能施加）的激励信号；进行真实的环境一样完成各种预定的试验大纲规定的科目。以实现接近、等价、超越于真实环境中所取得的效果。
数字试验不等同于模拟仿真，他们的本质区别如下：
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类别 |
数字试验 |
仿真分析 |
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对象  |
面向“物理试验” |
面向“物理设计” |
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作用 |
替代部分物理试验 |
实现产品的最优化 |
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阶段 |
试验阶段 |
设计阶段 |
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价值 |
大幅减少样机制造和试验次数 |
确保产品设计的合理性 |
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特点 |
解决试验不受场地、时间和次数限制 |
减少设计成本，缩短产品迭代周期和优化时间 |
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目的 |
降低实际试验费用 |
缩短设计周期 |
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标准 |
试验大纲 |
仿真规范 |
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加载 |
试验环境/运行环境 |
典型工况 |
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关键技术 |
– 时间同步性 |
– 多物理场耦合 |
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– 数据交互与模型集成 |
– 集成仿真 |
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– 虚实对比 |
– 分布式计算 |
“但是当前国内没有成熟的数字试验的解决方案”该负责人进一步强调，当前装备验证主要依赖实物试验手段，问题发现晚、成本耗费高，我们亟需建立自己的数字试验架构，以此支撑支撑在装备研制早期进行数字先验和数字选代。
除此之外，诚智鹏科技、安世亚太、浩辰软件、金蝶软件等国产工业软件品牌也纷纷展示了相关技术和产品。如诚智鹏科技提倡的打造智能公差软件驱动设计与制造协同，安世亚太自主研发的通用仿真软件PERA SIM、浩辰CAD 365的云化CAD协同设计新模式等，这些国产软硬件在军工单位的自主研发平台中也都发挥了重要作用。
