打破國外壟斷+填補空白！本土工業模擬平臺為智慧製造加速---振工鏈

1997年9月，錢學森在給清華大學工程力學系建系40週年的賀信中寫道：隨著力學計算能力的提高，用力學理論解決設計問題成為主要途徑，而試驗手段則變得次要了。 

用計算機解決工程力學問題的歷史由來已久。20世紀50年代，一幫工程實踐專家會同計算機專家共同開發線性結構靜、動力分析程式來解決工程力學問題。但受限於當時計算機效能不足，此後20年，相關技術發展一直很緩慢。直到20世紀80年代中期，才逐步形成商品化的通用及專用軟體。

進入21世紀，隨著高效能運算、雲端計算等新一代計算模式的出現，工業模擬軟體開始加速發展，從產品設計、工藝設計、工藝裝配到機器人程式設計、物流線路規劃，再到生產線模擬，工業模擬軟體的應用範圍正在不斷深化和延伸。

工業模擬為“智造”加速

隨著物聯網、雲端計算、5G以及人工智慧等新一代資訊科技與傳統制造業的融合，傳統的研發、管理、生產和銷售模式正在發生巨大變化，以數字化、網路化和智慧化為主要特徵的新一代智慧工業體系正在逐步形成。這是一個由計算、網路和控制系統構建的多維複雜系統，目標是實現大型工程系統的實時感知、動態控制和資訊服務，這個體系的核心，在德國工業4.0中被命名為資訊物理系統，即CPS，在中國智慧製造體系中被稱為“數字孿生”。

一個完整的CPS架構包括產品的概念設計、方案設計、初步設計、詳細設計、分析模擬、工藝設計、工藝模擬、工裝設計、工裝模擬、裝配設計、裝配模擬等一系列流程，然後形成完整的產品數字樣機。透過在計算機上建立虛擬實驗環境找出產品設計和工藝問題，然後改進計算機模型，最後再對映到實物的試驗過程。

CPS的本質都是實現物理實體與數字虛體的融合互動，一直以來，由於CAD和CAE是兩個分開的產品，在設計過程中無法做到“設計既出，模擬即行，同源資料，共生驗證”。因此，面對以CPS為核心的工業智慧化轉型，企業依賴於領先的工業模擬軟體來支撐。

  工業模擬軟體能透過數字化建模和模擬支撐CPS或數字孿生所倡導的虛實融合互動功能。工業模擬是對實體工業的一種虛擬，將實體工業中的各個模組轉化成資料整合到一個虛擬的系統中，在這個體系中模擬實現工業作業中的每一項工作和流程，並實現互動。工業模擬軟體承擔著對生產製造過程建模分析、虛擬現實互動、引數效果評估等重要作用。

隨著虛擬現實、雲端計算、物聯網、人工智慧等新興技術逐漸進入工業模擬領域，工業模擬軟體對工業元素描述更精確、更細緻，其設計過程也更加簡單方便，軟體與工業實際應用結合更緊密，模擬模型得到持續動態最佳化，虛擬模擬軟體已經成為了工業軟體未來發展核心和重點。

打造本土工業模擬平臺

隨著中國工業智慧化轉型程式的不斷加速，企業對工業軟體的應用需求也越來越廣泛。與此同時，面對已開發國家對中國工業軟體的禁用打壓，中國政府也認識到發展自主工業軟體的重要性。對於有實力的企業，開始透過收購或自主研發等方式突破產業封鎖，積極佈局工業軟體。而作為研發設計最重要的工業軟體產品，工業模擬軟體的佈局自然成了重中之重。

近年來，美的透過一系列戰略收購完善產業鏈佈局，並依託自身積累的豐富工業轉型經驗積極佈局工業智慧化。2017年，美的收購了全球領先的工業模擬軟體廠商VC，並據此打造了國內第一款擁有自主產權的工業模擬軟體MIoT.VC。

在美的精心打磨下，MIoT.VC已經可以支撐工廠過程模擬、裝置製造商銷售和營銷演示、控制器驗證(PLC)和實時連線、機器人和工作單元模擬、應用開發（離線程式設計OLP）以及數字孿生虛擬聯動。

對於整個工業系統來說，應用工業模擬進行方案的驗證對比，可及時發現問題，並虛擬驗證最佳化後的方案，以減少實際生產的成本浪費，促使原材料庫存減少、生產效率提升、故障響應時間縮短、故障率提升、物流效率提升、專案週期縮短、產品品質提升等多方面最佳化效果。

當涉及工廠和產線新建、改造時，首先要考慮如何設計最合理的產線佈局，最大化利用空間、提高產能，避免產線實施落地後才暴露諸多設計問題，徒增資源和時間成本。傳統的佈局設計藉助“2D圖紙”和“現場搭紙箱”方式，不但效率低下方案還得不到充分驗證。而透過模擬軟體自帶的引數化3D模型，佈局方案設計和更改效率可得到極大提升，並透過不斷最佳化迭代產線佈局方案形成最優設計。

例如某電子工廠搬遷專案，採用MIoT.VC模擬軟體進行3D工廠佈局和整體規劃，裝置、人員、機器人佈局1:1規劃加驗證，不斷滾動進行模擬規劃設計、評估驗證、設計更改，並充分考慮產品換型、柔性製造，依託精益生產理論，論證完20多種方案後確定最優方案，使得專案週期縮短20%，廠房空間利用率提高18%，產能提高12%以上。

產線物流模擬作為工業模擬的傳統優勢應用模組，涉及工廠採購與生產計劃、人員裝置利用、庫存、物料運送等方方面面。在引入物流模擬之前，產線物流方案缺乏系統有效的現狀評估和最佳化手段，透過在模擬環境中對物流方案不斷迭代最佳化，可以達到節省產線用地、消除物流斷點、減少物流配送人員、提高裝置利用率和降低庫存等作用，最大化利用企業資源，提高生產效率、節約成本。

  在某工廠搬遷物流專案中，透過用MIoT.VC對園區大物流和車間佈局物流進行全面分析，原灶具車間與煙機車間合併，新增底殼噴粉和內銷標準閥自制線，並滿足未來三年產能需求。透過上百次的物流模擬方案設計和驗證，實現的專案收益包括：廠房及公攤面積節省47214平方、年節省租金636萬元、能源耗費年節省50萬、庫存下降50%以上，並消除3個物流斷點，配送距離縮短28%以上、減少物流配送人員5人、產能提升19%。

在產品市場推廣中，運用模擬技術來模擬產品的生產過程，能夠有效地介紹產品的製造優勢，利於產品推廣，同時還可以塑造高階品牌形象，有助於企業整體價值提升，並在“網際網路+”時代，模擬的展示動畫可以透過郵件或手機應用等方式傳送給客戶，拉近客戶與企業的距離。

當然，MIoT.VC的應用場景遠不止這些，其功能架構具有開放性，可以依靠自身需求，運用內部專業力量對其獨有的應用場景和功能需求做定製化開發。隨著工業數字化、智慧化、工業網際網路的急速推進，工業資料已經呈現指數式增長，工業模擬是一個非常好的切入點，其平臺化的特性使得後期應用深化和擴充充滿了無限可能 ， 更多資訊盡在振工鏈 。