陈立平:关于中国工业软件技术创新与应用发展的思考
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创新突破工业软件发展瓶颈随着科技的不断进步和工业化的快速发展,工业软件在工业生产中的地位越来越重要。
与此工业软件发展也面临着一些瓶颈和挑战,例如性能瓶颈、安全瓶颈和用户体验瓶颈等问题。
如何突破这些瓶颈,实现工业软件的创新发展成为当前工业界亟待解决的问题。
本文将从多个方面探讨如何创新突破工业软件发展瓶颈。
我们需要关注工业软件的性能瓶颈。
工业软件的性能直接影响到工业生产的效率和质量。
目前,很多工业软件在处理大规模数据和复杂计算时存在性能瓶颈,导致系统运行缓慢甚至崩溃。
要突破性能瓶颈,首先需要进行软件架构的优化和升级。
采用分布式计算和并行处理等先进技术,提高软件的运行效率和数据处理能力。
还可以引入人工智能和机器学习等技术,对系统进行智能优化和自适应调整,提高系统运行的灵活性和稳定性。
工业软件的安全瓶颈也是一个亟待解决的问题。
随着工业互联网的发展,工业软件面临着越来越严峻的安全挑战。
工业生产中涉及的重要数据和关键系统,一旦遭受到黑客攻击或者恶意破坏,将会给企业带来严重的损失甚至灾难。
如何保障工业软件的安全性成为了工业界的头等大事。
为了突破安全瓶颈,我们需要引入先进的安全技术和加密算法,加强对工业软件系统的监控和管理,建立完善的安全防护体系。
加强对员工的安全意识教育,定期进行安全演练和应急演练,提高企业应对安全事件的能力。
工业软件的用户体验瓶颈也是需要关注的问题。
工业软件在设计和用户体验方面往往存在一些不足,导致用户在使用过程中感到不便和困扰。
为了突破用户体验瓶颈,我们需要注重用户需求和使用习惯,设计简洁明了、功能丰富的用户界面和交互方式,提高工业软件的易用性和便捷性。
借鉴互联网行业的用户体验设计理念和方法,引入用户体验测试和用户反馈机制,不断改进和优化工业软件的用户体验,提升用户满意度和忠诚度。
工业软件的生命周期管理和可持续发展也是一个需要关注的问题。
工业软件的更新迭代周期较长,更新换代不够及时,导致部分老旧软件的功能和性能已经无法满足当前工业生产的需求。
中国工业软件发展感想体会随着信息技术的飞速发展,工业软件已成为制造业转型升级的重要支撑。
近年来,我国工业软件产业发展取得了显著成果,市场规模逐年扩大,国产软件在众多领域取得了突破。
然而,面对国际市场竞争和产业变革,我们还需不断努力,突破瓶颈,推动产业高质量发展。
在我国工业软件发展的过程中,政府发挥了至关重要的引导作用。
国家层面出台了一系列政策,旨在推动工业软件产业发展,提升我国制造业核心竞争力。
如《“十三五”国家信息化规划》明确提出,要加快工业软件研发,推动制造业数字化、网络化、智能化发展。
政策扶持力度不断加大,为工业软件产业发展创造了有利条件。
尽管我国工业软件产业取得了一定的成绩,但与发达国家相比,仍存在一定差距。
技术瓶颈制约了我国工业软件的发展,特别是在高端市场,国外软件仍占据主导地位。
此外,国内市场竞争激烈,部分企业仍面临生存压力。
因此,国产软件要在国内外市场竞争中立于不败之地,必须加强技术创新,提升核心竞争力。
产业发展离不开人才的支持。
我国应加大人才培养和引进力度,为工业软件产业发展提供充足的人力资源。
同时,鼓励高校、科研院所与企业合作,共同培养具有创新能力的复合型人才。
此外,加强国际合作与交流,引进国外先进技术和管理经验,提升国内工业软件研发水平。
政府、企业、科研院所应携手共进,发挥各自优势,推动产学研深度融合。
加强共性技术研发,推进重大项目建设,加快我国工业软件产业发展。
同时,积极开拓国际市场,实施国际化战略,提升中国工业软件在全球市场的竞争力。
展望未来,我国工业软件发展前景广阔。
在政策扶持和市场需求的推动下,相信我国工业软件产业必将迎来新的发展机遇。
我国工业软件发展现状及发展趋势
然而,我国工业软件发展仍面临一些挑战。
首先,与国际先进
水平相比,我国工业软件在技术研发和创新能力上还存在一定差距,需要加大研发投入,提升自主创新能力。
其次,由于我国工业结构
调整和升级的需要,工业软件需求也在不断发生变化,需要更加灵
活和智能的软件产品来满足市场需求。
此外,安全和可靠性也是工
业软件发展中需要重点关注的问题,特别是在工业互联网、大数据
等新兴领域,安全风险需要得到有效控制。
未来,我国工业软件发展有望迎来更加广阔的发展空间。
首先,随着工业互联网、人工智能、大数据等新兴技术的不断发展,工业
软件将会朝着智能化、集成化、云端化的方向发展,为工业生产和
管理带来更多创新和变革。
其次,我国政府提出了“中国制造2025”等一系列战略,将进一步推动工业软件的发展,促进制造业转型升级。
另外,我国还将加强软件知识产权保护,促进软件产业健康发展,提升软件产品的国际竞争力。
综上所述,我国工业软件发展现状积极向好,但仍面临挑战。
未来,我国工业软件发展有望在技术创新、市场需求和政策支持的
推动下迎来更加广阔的发展前景。
十四五工业软件答辩引言概述:工业软件在现代工业生产中扮演着重要的角色。
随着中国进入“十四五”时期,工业软件的发展已成为推动工业升级和转型的关键因素。
本文将从五个大点出发,详细阐述工业软件在“十四五”时期的重要性和应用前景。
正文内容:1. 工业软件在智能制造中的作用1.1 数据分析与决策支持通过工业软件对大量的生产数据进行分析,可以提供决策支持,帮助企业进行生产计划和资源调度的优化,提高生产效率和降低成本。
1.2 质量控制与优化工业软件可以实时监测生产过程中的关键参数,对产品质量进行控制和优化,确保产品符合标准要求,提升企业竞争力。
1.3 自动化与智能化工业软件可以与自动化设备和机器人等智能设备进行无缝集成,实现生产线的自动化和智能化,提高生产效率和产品质量。
2. 工业软件在供应链管理中的应用2.1 物流和库存管理通过工业软件对供应链中的物流和库存进行管理,可以实现供需平衡,减少库存积压和物流成本,提高供应链的运作效率。
2.2 供应商管理与合作工业软件可以帮助企业对供应商进行管理和评估,选择合适的供应商进行合作,提高供应链的可靠性和稳定性。
2.3 预测与需求规划通过工业软件对市场需求进行预测和规划,可以帮助企业合理安排生产计划和资源配置,提高供应链的灵活性和响应能力。
3. 工业软件在产品设计与研发中的应用3.1 仿真与模拟通过工业软件进行产品的仿真与模拟,可以提前发现和解决设计问题,减少产品开发周期和成本,提高产品的质量和可靠性。
3.2 创新与协同设计工业软件可以实现多人协同设计,提升团队的创新能力和工作效率,加快产品的研发进程。
3.3 数据管理与知识共享工业软件可以帮助企业进行产品数据的管理和知识的共享,提高研发团队的协作效率和创新能力。
4. 工业软件在安全与环保中的应用4.1 生产过程监控与预警通过工业软件对生产过程进行监控和预警,可以及时发现和解决安全隐患,保障员工的安全和生产的稳定。
4.2 能源消耗与排放控制工业软件可以对能源消耗和排放进行监测和控制,帮助企业实现节能减排,提高生产的环保性。
对于发展基础软件、工业软件的观点、意见、建议-回复发展基础软件和工业软件对于一个国家的经济和科技发展具有重要意义。
基础软件是现代经济的基石,而工业软件则是推动生产力增长的关键。
在这篇文章中,我将逐步回答对于发展基础软件和工业软件的观点、意见和建议。
首先,基础软件的发展对于一个国家的经济建设至关重要。
基础软件包括操作系统、数据库、编程语言等,它们为其他行业的软件开发和应用提供了基础设施和支撑。
例如,操作系统是计算机系统的核心软件,它决定了计算机硬件和其他应用软件的使用效能。
一个先进、安全、高效的操作系统对于提高整个国家的信息技术水平和产业竞争力至关重要。
因此,我建议国家加大对基础软件的研发和创新投入,培养一支专业的基础软件人才队伍,并加强产学研结合,推动基础软件的发展。
其次,工业软件的发展对于提升国家的生产力具有重要意义。
工业软件包括CAD(计算机辅助设计)、CAM(计算机辅助制造)软件等,它们在制造业、建筑业等领域的生产过程中起到了关键性作用。
工业软件能够提高生产效率,降低成本,优化生产流程,提高产品质量和创新能力。
例如,CAD软件可以通过实现数字化设计、模拟验证等功能,提高产品设计的准确性和灵活性。
CAM软件可以通过智能化加工路径生成和自动化控制,提高生产线的效率和稳定性。
因此,我认为国家应该加大对工业软件的研发和应用推广力度,鼓励企业和高校合作,加强技术创新和人才培养,以提升国家的生产力和竞争力。
除了以上观点和建议,我还希望强调以下几点。
首先,要注重软件知识产权的保护和创新。
软件是一种知识密集型产品,其研发和创新需要大量的时间和人力投入,因此,需要加强对软件知识产权的保护,建立健全的法律法规体系,并加强国际合作,打击软件盗版和侵权行为,为软件创新提供良好的环境。
其次,要提高软件人才的培养和引进。
软件产业是一个高技术含量、高附加值的产业,需要大量高素质、专业化的软件人才支撑。
因此,我们应该鼓励学生学习软件相关专业,并提供相应的奖励和政策支持,同时还要加大对海外高层次软件人才的引进力度,提升软件人才的整体水平。
创新突破工业软件发展瓶颈当前,工业软件已经成为推动工业生产和管理的重要工具,正对工业领域进行全面智能化升级。
随着工业软件的使用越来越广泛,发展瓶颈也逐渐显现出来。
本文将从技术、应用和管理三个方面,探讨创新突破工业软件发展瓶颈的途径。
技术创新是突破工业软件发展瓶颈的关键。
当前,工业软件大多采用传统的客户端-服务器结构,存在单点故障、扩展性差等问题。
在技术层面上,需要进行创新,推动工业软件向基于云技术的分布式架构转变。
云计算具备弹性扩展、容错能力强、成本低等优势,能够提高工业软件的可靠性和可扩展性。
人工智能等新兴技术的应用也是工业软件创新的方向之一。
通过引入机器学习、深度学习等技术,工业软件可以实现自动化决策、智能优化等功能,提高生产效率和质量。
应用创新也是突破工业软件发展瓶颈的重要途径。
当前,虽然工业软件的使用已经非常普遍,但很多企业仍然只是简单地使用软件进行基本的数据管理和流程控制,未能充分发挥工业软件的潜力。
需要转变观念,将工业软件作为企业数字化转型的核心工具,实现整个生产过程的数字化管理。
可以开发工业物联网平台,将各个设备、传感器等连接起来,实现实时数据收集和远程监控,提高生产的可视化和自动化程度。
将工业软件与大数据分析相结合,可以实现从数据到洞察力的转变,帮助企业制定更精确有效的生产决策。
管理创新是突破工业软件发展瓶颈的关键。
工业软件的发展离不开企业的支持和推动,企业需要进行管理创新,提高软件的使用效率和效果。
在软件采购过程中,企业需要更加注重软件的可定制性和兼容性,选择更适合自身需求的软件产品。
企业需要加强对员工的培训和技术支持,提升员工的软件使用技能和工作效率。
企业需要建立良好的软件管理机制和运维团队,及时更新软件版本,修复软件漏洞,确保软件的稳定运行。
加强与软件供应商的合作,共同推动软件的优化升级,也是解决工业软件发展瓶颈的重要手段。
创新突破工业软件发展瓶颈需要从技术、应用和管理三个方面入手。
探究工业APP——把企业装进口袋里的工业软件宁振波工业APP是基于工业互联网,承载工业知识和经验,满足特定需求的工业应用软件,是工业技术软件化的重要成果。
世界主要发达国家正在加快布局工业互联网平台,大力部署工业APP,通过激活工业数据和知识资源,赋能工业提质增效和转型升级。
对工业界来说,无论是国家战略政策的制定,还是企业创新竞争力的提升,都需要仔仔细细地掂量现有的工业根基,从自己最擅长的地方,找出合适的角度,切入到转型升级的轨道中去。
2022年,中国就超过美国,成为全球制造业第一大国,有着巨大的工业基础能力。
但是我国制造业“大而不强”的问题一直存在,核心是创新和研发能力不强,发展“智能制造”的主要瓶颈就是“缺心少魂”,“心”是集成电路芯片,“魂”是工业软件。
因此一定要建立一个立体维度的工业价值观,既要解决集成电路问题,更要解决工业软件问题。
从工业互联网的双跨平台到工业APP的多样性、生态性的视角,紧紧抓住这样一次百年不遇的大好良机,突破工业软件的瓶颈,形成工业软件的新生态,推动工业APP向工业互联网平台汇集,最终形成建平台和用平台双向迭代、互促共进的制造业新生态。
工业APP是工业软件化的重要成果第四次工业革命的浪潮正扑面而来,世界各国都感受到了制造业转型升级的热浪。
为应对这一轮工业革命浪潮,工业和信息化部先后出台了多个指导性文件,把数据作为工业转型的全新动力和引擎,使得这一轮工业革命和以前有着很大的不同。
2022年5月,工信部先后发布了《工业互联网发展行动计划(2022-2022)》《工业互联网APP培育工程实施方案(2022-2022年)》。
其中,工业互联网平台定位于工业操作系统,是工业APP的重要载体;工业APP则支撑了工业互联网平台的智能化应用。
工业互联网平台为工业APP提供必要的接口及存储、计算、工具、资源等环境支持,工业APP是实现工业互联网平台价值的最终出口。
工业软件未来发展的新形态,是一个需要长期培育和开发的发展过程。
我很高兴接到这个写作任务,我将全力以赴地根据你提供的主题,撰写一篇有价值的文章。
发展基础软件、工业软件的观点、意见、建议1.引言在当今数字化快速发展的时代,基础软件和工业软件扮演着至关重要的角色。
它们不仅支撑着各行各业的基础设施运转,还对提高生产效率、质量管理、科研创新等方面起到关键性的作用。
在这篇文章中,我将从自己的观点和理解出发,就发展基础软件、工业软件提出一些意见和建议。
2.发展基础软件的意见基础软件作为支撑整个信息社会的重要基础设施,其稳定性、安全性和功能性需求日益增加。
我认为发展基础软件需要注重以下几点:–长期可靠性:基础软件需要具有长期稳定运行的能力,不仅需要确保系统的安全性,还需要适应未来的不断变化和升级。
–开放性与互联互通:基础软件应当具有良好的开放性和互联互通性,能够与不同的系统、设备进行无缝对接,推动各行业数字化转型。
–自主可控:在基础软件的发展过程中,更需要重视自主可控的技术研发,减少对外部技术的依赖,提高国家在信息安全领域的自主能力。
3.发展工业软件的建议工业软件是提高制造业智能化水平和生产效率的重要手段,我对工业软件的发展提出以下建议:–针对性需求:工业软件的开发应当更加贴近制造业的实际需求,满足不同行业、不同类型企业的个性化需求,推动工业数字化转型。
–敏捷开发:面对制造业不断变化的需求和市场,工业软件的开发需要更加注重敏捷性和灵活性,以更快地响应市场变化。
–人机协作:未来的工业软件应当更多地考虑人机协作的需求,通过人工智能、大数据等技术为人类提供更加智能、便捷的生产工具。
4.个人观点与理解从个人角度来看,我认为发展基础软件和工业软件不仅是技术问题,更是一个关乎国家经济安全和发展的重大战略。
在推进基础软件和工业软件发展的过程中,需要政府、企业和科研机构共同努力,形成产官学研用多方协同的发展模式,共同推动行业发展。
5.总结通过对发展基础软件、工业软件的观点、意见和建议的论述,我们可以看到,在数字化时代,这两个领域的发展至关重要。
陈立平:关于中国工业软件技术创新与应用发展的思考近日,华中科技大学机械学院CAD中心陈立平教授撰文,针对我国工业软件技术创新与应用发展现状,做了深入的思考并提出了很有价值的建议,认为基于统一模型规范的全系统建模、分析、仿真优化及软件自动生成技术是国际智能系统与产品研发技术的重要创新方向,中国在该领域应有所作为,快速赶上。
本文版权归作者所有,由陈立平教授授权《走向智能论坛》微信公号发布,转载请注明作者及出处。
关于中国工业软件技术创新与应用发展的思考陈立平科技部国家企业信息化应用支撑软件工程技术研究中心(武汉)华中科技大学机械学院 CAD中心近一年来,随着中美贸易战的开启,特别是“中兴事件”的爆发,引发了国人对自主核心技术的广泛焦虑和深入思考。
近期“走向智能论坛”、“知识自动化”等知名微信公众号曾连续发表了关于中国工业软件发展的历史思考与回顾的系列文章,引起了业界读者强烈反响。
笔者作为从事自主可控数字化设计技术研究、开发及产业化推广长达26年的一线从业者更是感慨万千。
谨以此文向关注、关心、思考、坚守中国工业软件的同仁表示最诚挚的敬意。
一、破“集成创新”,立工业软件软件是智能的载体,是智能社会最重要的基础要素。
运行于智能产品、工业装备与系统全生命周期活动中的先进软件是工业乃至社会发展水平的重要标志,是未来智能工业的重要基础支撑,是不能受制于人的关键核心技术。
工业软件不同于IT软件,是工业知识创新长期积累、积淀并在应用中迭代进化的工具产物,正如赵敏先生在《为工业软件正名》鲜明指出“工业软件是一个典型的高端工业品,它首先是由工业技术构成的!研制工业软件是一门集工业知识与“Know-how”大成于一身的专业学问。
没有工业知识,没有制造业经验,只学过计算机软件的工程师,是设计不出先进的工业软件的!”。
工业软件是工业创新实践的技术溢出,是先进生产力的关键要素,只要工业技术创新不息,工业软件创生不止。
林雪萍、赵敏先生在《工业软件黎明静悄悄|“失落的三十年”工业软件》对中国工业软件历史给出了“亲历的全景式”回望,彻腹的“哀其不幸、怒其不争”让人嘘唏不已。
赵翰林、林雪萍先生在《仿真软件史就是大鱼吃小鱼的历史|工业软件史》总结了国际工业软件技术与产业发展,生动地描绘了国际工业软件“繁衍不断、生生不息”的蓬勃生态,虽然“大鱼吃小鱼”,但“池子里总有鱼”。
工业软件按照运行场景为两大类:1、研发与管理工具类(off-line)智能产品、装备与系统的研发、管理、维护活动中需要运用大量的软件工具,如CAD、CAE、CAM、PLM、ERP、MES、MRO等,形成产品全生命周期工具软件体系。
工具软件通常具有一定的领域、行业、专业的通用性,作为工程师的辅助工具支撑智能装备与系统研发(off-line),已形成较完整的技术体系,在工业界得到广泛应用,此类技术国内有一定基础。
2、系统运行时类(on-line)智能产品、装备与系统是典型的多学科集成的信息物理融合系统(CPS),其中嵌入越来越多的运行时类软件,此类软件是连接Cyber和Physical的重要设备,已成为智能产品重要的组成部分(on-line)。
在现有的产品全生命周期工具软件体系中缺乏跨领域、全系统建模及软件自动化工具,此类软件研制生产主要依赖人工编写,研发效率低、可信度低、可维护性差,面临生产效率和质量的双重矛盾。
随着复杂产品系统智能化(嵌入式应用软件)趋势的快速发展,相应的数字化设计方法和技术体系已成为制约因素。
以个人长期实践经验来看,导致中国工业软件落后的原因是多方面的:1、从文化层面看,我们长于“道、理”,短于“术、器”,“君子动口不动手”,热衷于新理念、新概念的玄究,所谓“玄而又玄,妙不可言”,轻视“术、器”的恒力打造,导致工业母机在内的高端生产工具普遍落后,工业软件更是如此。
2、从历史发展层面看,改革开放40年中国从农业化向工业化转型的过程中,以“逆向工程”为主的技术发展方式导致我国工业软件自主发展缺乏足够的内在源动力。
3、视集成为创新,加剧了基础、关键核心技术的空心化,我们一轮又一轮地引进、推广“XX化”的“道、理”,而在“术、器”方面鲜有作为,最终导致相关基础工具软件几乎被国外垄断,受制于人,国内相关技术研发力量严重萎缩,自主可控工业软件举步维艰。
不破不立。
以创新引领发展,建设创新型国家,首先要摒弃“集成创新”,重视工业软件!二、新工业革命,软件的革命信息高度发达的后工业化社会的根本技术特征是信息物理系统CPS。
新世纪以来,CPS引爆了以德国工业4.0革命为代表的新一轮工业革命。
德国工业4.0采用全新的语境:工业、系统、软件、模型、标准,强调软件是工业的未来,并指出未来的工业软件必须采用基于模型的理论、方法和工具,这就是“工业 4.0组件参考架构模型(RAMI 4.0)”诞生的基本逻辑。
从标准到模型,从模型到软件,从软件到系统,任何数字化工厂的构成,最终都需要由工业软件来实现。
正在到来的新工业革命,实际上就是工业软件的革命,是软件的核心知识与开发手段的革命,为此必须创新发展新一代数字化设计技术,构建基于模型标准Modelica的知识自动化工业软件创成与应用技术体系。
知识自动化技术体系是中国工业系统数字化设计技术及软件创新发展的难得的历史性机遇。
三、无先发优势,有后发劣势当前众多单领域、单学科关键设计研发工具90%以上为国外掌控,各个软件工具在国外工业创新实践迭代中历经几十年积累,具备了先天的先发优势。
而我国的自主可控数字化设计技术体系基本上只有后发劣势。
1、强于详细设计、弱于概念设计和系统设计虽然产品的设计流程是从概念到物理自顶向下的展开的,但技术手段和工具发展是自底向上发展的,数控技术先于CAD技术、CAE技术先于CAD,详细设计技术先于系统设计技术等等。
目前成熟的数字化设计与验证技术与工具体系只能支撑部分大回路设计验证。
德国工业4.0强调需要建立基于模型的系统工程技术体系,实现全系统早期多回路设计验证。
系统设计与验证技术是中国数字化设计技术创新发展技术突破口。
2、单学科设计工具及其集成难以完备实现多学科融合从工程角度,智能产品、装备和制造系统是多专业交联集成的复杂系统。
产品研发过程中涉及机、电、液、热、控等多个不同学科,各学科之间相互耦合影响,需要多学科的集成。
现有的设计研发软件工具缺乏全局观,以传统的软件编制工艺“分科而制”,目前基于单学科软件工具的多学科融合实际是多专业工具软件的信息集成,由于需要专业地部署集成众多学科软件工具实现多学科集成,增加了软件成本,也严重影响了设计师桌面快捷应用。
从科学角度,智能产品系统的每个物理学科均可以表征为在同一状态空间下的数学方程系统,从而完整反映系统的耦合性。
传统多学科集成以相关异构单学科建模工具软件+计算流程的信息集成,人为地将完整的数学系统割裂成若干子系统,弱化系统耦合,不能完整地刻画系统的行为,因此基于信息集成的多学科集成具有不完备性。
3、具有CPS特征的智能产品研发需要高效、可靠的软硬件协同从信息物理融合的角度,智能产品设计交付物不再像传统产品只有图纸,还有越来越多的与产品行为密切关联的运行时软件(嵌入式软件)。
由于缺乏软件工程师和多专业物理工程师有效协同技术工具手段,导致嵌入式软件开发、测试、验证自动化程度低、周期长、成本高,因此软件与物理专业高效协同的技术手段是智能产品开发的技术瓶颈。
运行时类软件与系统特性与行为密切相关,具有多学科融合、软硬件高度契合、个性强、涉及面广、技术难度大等特点。
目前此类软件研制生产主要依赖人工编写,研发效率低、置信度低、可维护性差,面临生产效率和质量的双重矛盾。
以多学科全系统行为建模仿真分析以及模型驱动的代码自动生成技术实现“知识可重用、系统易重构”是提高此类软件置信度、研发效率和可维护性的有效技术途径。
抛开我们在各个单学科领域方向与国外软件几十年技术代差不谈,仅仅在研发方向和模式上,如果我们试图以传统的软件开发模式,在各个单学科领域方向孤立研制,可以说自主可控数字化设计技术体系机会寥寥。
四、国际风向变,软件自生成其实,国际上软件研发技术的趋势和模式,已经开始变化和转型。
任何工业设计研发活动都离不开两个空间:几何空间和状态空间。
在几何空间,计算机辅助设计(CAD)自上世纪六十年代初以来,发展了计算机辅助几何设计技术CAGD,为产品结构设计提供了卓越的空间设计工具。
事实上直到上世纪80年代初出现非均匀有理B样条技术NURBS之前,CAGD缺乏统一的标准技术体系,严重的影响了CAD技术在工业界的普及推广,NURBS“横扫六合、总齐八荒”,将CAD技术推进了大规模应用创新的时代。
但是,在状态空间,迄今为止,针对产品系统行为、功能及性能,围绕状态空间建模、分析及仿真活动,由于缺乏统一的知识模型表达标准,形成了纷繁的单学科领域仿真软件工具,致使建模与仿真(M&S)远未及CAGD,在工业界达到普及深入标准化的应用推广。
直到基于统一模型规范Modelica的出现,才改变了这种状况。
作为全系统建模、分析、仿真优化及软件自动生成技术,Modelica已成为国际智能系统与产品设计研发技术的重要创新方向,是继计算机辅助几何设计CAGD之后,工业软件技术的重要创新,是新一轮工业革命的设计技术制高点,欧美发达国家正籍此构筑新的技术壁垒,对此,我们必须有所为。
任何复杂工业品的开发,都是基于统一模型表达的跨领域模型以端到端的方式构建全系统模型,实现多专业、多学科的流程协同与无缝集成的实践活动。
多领域物理统一建模技术研究正在不断推动知识自动化技术体系的发展,通过系统模型的数学自动映射,实现基于数学的模型集成,建立更具完备性的系统行为模型;通过对数学系统的自动分析和推理,结合基础数学算法,实现全系统功能样机的仿真分析;实现模型驱动的计算代码自动生成技术,提升嵌入式软件开发流程(模型在环、软件在环、硬件在环和快速控制原型)的自动化水平,为软件与物理工程师有效协同提供技术支撑。
随着复杂产品系统智能化(嵌入式应用软件)趋势的快速发展,相应的数字化研发方法和技术体系已成为制约因素。
国际传统CAD\CAE\自动化技术厂商纷纷并购系统建模及软件自动化技术,着力打造设计分析仿真优化及软件自动生成一体化技术。
多学科复杂产品研发技术创新一直是国际上的研究热点。
1997年鉴于IC领域硬件描述语言在支撑IC复杂系统产品开发方面取得的巨大成功,欧盟在《下一代多电飞机》研究项目中提出研究、设计工业领域普适的多领域物理统一建模语言Modelica,为欧洲工业的智能协同提供模型标准;2006年6月国际产品全生命软件巨头法国达索系统公司认定“Modelica是未来工业知识的表达标准”。