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喜报 | 十沣荣膺专精特新“小巨人”!
陈十一院士:从联万物,到知万物,再到生万物
以下文章来源于造梦之城 ,作者陈十一院士
陈十一
中国科学院院士、发展中国家科学院院士
在刚刚结束的第六届万物生长大会上,中国科学院院士、发展中国家科学院院士陈十一作了题为“自主工业软件助力数字未来”的主旨演讲。
1 | 数字世界发展:从联万物,到知万物,再到生万物
非常感谢大会组织者邀请我来做这个发言。看到万物生长这个题目时我吓了一跳,我以为这是施一公院士的事情,是讲植物、讲生命,今天看了大会的宣传片,说到“万物即数”,这个“数”,我倒是可以说一些事。因为我是学数学力学的,尤其学偏微分方程。我最近也在做自主工业软件,我把自己这次所做的事情叫做第三次创业。我第一次创业是从一个大学毕业生成为一个教授,我觉得这也是一个创业过程;第二次创业过程是从一个学者转身变成一个管理者,从美国回来,建北京大学工学院,在北大做科研,到南科大建大学。最近我觉得自己不安分的心又动了,我想做比较跨越式的、不同领域的事情——做中国的自主工业软件。我觉得中国的自主工业软件跟万物生长很有关系。为什么呢?万物生长、自然生长,我们平时的数字化世界——让传感器、摄像头采集数据,在屏幕里显示,这在我看来是一种自然生长。但是如果工业软件用到其中的数字经济里,那就叫做有序生长、有益生长。所以我今天给大家分享的是如何把工业软件、如何把偏微分方程、如何把数学家研究的最前沿的计算能力和我们的数字经济结合起来。
2 | 工业软件的核心是把真实的事件通过数学连在一起
这是我们做的船舶行业的数值水池项目。
这是我们做的汽车模拟,把整个汽车包括轮胎、发动机,一百多个部件全部放进去,你了解它的阻力状态,了解噪音状态,了解整个运行状态。上面这张图是跟实验数据的比较。可见国内现在的软件已经到了相当的水平,这软件是我创办的公司——十沣科技做的,包括各个仿真流程。
上图是能源。能源大家都知道,如果你要建一个风场,在投资之前要进行评估。世界上有个很好用的风电计算软件叫WT,我们这个就是中国版的WT,在中国的任何地方你都可以把地表信息、城市信息输入进去,根据你的测量数据、经验来看看风机安装需要多少个,在哪个地方安装风机最有效,收益最大。实际上这个叫做万物生长,我们要靠数字,靠模拟,靠理解,靠数学物理方程增加我们对整个世界的理解。
3 | 未来:仿真+AI、数字孪生、云平台……,助力“生”万物
这是我们做的,左边我们做可压缩,包括航天、航空等模拟,是基于最深的数学方程,培养数据、加上测试数据用于机器学习,通过机器学习和工业仿真相结合,给仿真的速度带来了革命性提升。我们最近做了一个实验,可以增加一百万倍,以前解偏微分方程解三天五天,现在一秒,算出来结果几乎一模一样。人工智能和AI,人工智能和CAE的结合将是革命性的。
最重要的是三块:第一数据是基础,通过传感器、照相机收集等等;第二是模型,你这个数据拿来以后怎么理解它,需要模型,数学物理模型、量子力学模型,生命的模型,把模型离散化变成数字连在一起;最后要形成一个软件,软件是载体,把人工智能、数据、产业知识都连在了一起。现在数字孪生更多就是把数据采进来,投影到屏幕里面看一看。不过有模型无预测,你没有软件就没法知道到底差哪一点,真正做好的软件可以预测模型发展路线,告诉我们最后会发展到哪里。
这里有几个层次,比如说你从基础支撑层、到数据互动层、再到模型构成与仿真分析层,共性应用层到行业应用层,你可以做智慧园区、智慧城市、智慧水务、数字风场、数值水池等各个场景。所以你可以想象一下今后的数字经济,如果仅仅靠采集数据,仅仅靠显示数据,我的观点是不够的,必须要有可预测性,知道它怎么走然后再决策控制。
这个是我们做的数字产业化、产业数字化、数字化治理、数字价值化方面的探索。
这是我们做的关于台风防治的案例。我个人觉得如果有工业软件,许多城市灾害可以避免。因为这是可控的,所以数字化将会成为今后整个城市治理、企业发展,智能工业的关键。
这是我们做的国外一家企业的数字孪生工厂。我们讲了工业软件+人工智能的美好前景,但我想梦想很美好,现实比较残酷,一个巨大难题是自主仿真技术的缺失。
大家看左边这张图。我们研发设计类的软件只有5%是我们国产的,生产控制50%,经营管理比较好有70%,运维服务大概30%。市场发展可以看最后这张图,中国工业仿真软件市场增长率20+%,三年内可达200亿元规模,但自主软件“短板”突出。2019年国内CAE软件市场前十大供应商中,没有一家自主软件企业。广州有家上市公司做CAE做的还不错。所以中国急需我们现在做的CAE的软件,这是核心中的核心,是求解器,这是把真实世界和物理世界真正连在一起的核心技术,我们希望来解决这个问题。
我自己创办的工业软件公司,从2012年一路走过来,到现在我们在全国已有将近七八个地方子公司。最近准备来杭州发展,希望在座的各位能够关注我们,关注中国工业软件的成长和发展,我相信这将会成为数字经济的核心部分。
我们也做了一些事,比如说在人才方面,开拓战略资源池、外部创新资源、核心团队等,我们核心非常强,包括我们外部的创新资源,像北大、清华、浙大,有很多年轻的教授跟我们一起来做。产品方面,我们已经发布了13款工业软件,基本包括所有的流体、结构材料、电磁学,声学、光学等等。市场方面,我们在东部也有很好的布局。希望今天讲完以后,在座有兴趣的大家可以一起来努力,为创造发展中国的工业软件,也就是我们的数字经济的下一代发展,一起做出贡献。