近日，工業(yè)和信息化部公布了2025年度智能制造系統(tǒng)解決方案“揭榜掛帥”項目名單，艾普工華科技（武漢）有限公司（以下簡稱“艾普工華”）自主研制的“航空航天構(gòu)件輕量化設(shè)計與性能仿真優(yōu)化系統(tǒng)”成功揭榜，成為航空航天裝備產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計典型場景的唯一揭榜單位。
艾普工華的研發(fā)人員正在開發(fā)工業(yè)軟件更多應(yīng)用場景。（企業(yè)提供）
這款“瘦身神器”能讓航空航天裝備研制周期直接縮短40%，核心秘訣是能同時“指揮”1萬個以上的“微結(jié)構(gòu)積木”，在減重和強韌之間找到完美平衡，硬生生打破了國外軟件的長期壟斷。
長期耕耘于汽車、動力總成、航空航天等行業(yè)的艾普工華，是國內(nèi)數(shù)字智能·制造運營管理（MOM）信息化及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域供應(yīng)商。企業(yè)副總經(jīng)理周丹介紹，團隊從航空航天市場了解到，“減重難”是工程師們的“老大難”。以前給火箭、飛機做輕量化設(shè)計，堪比“盲人摸象”，工程師先用CAD繪圖、再用CAE仿真驗證，不行就推倒重來，陷入“設(shè)計—仿真—修改”的低效迭代循環(huán)。這一行業(yè)對重量的敏感程度堪稱“克克計較”——火箭每多帶一公斤上天，就要多花2萬美金。但光輕還不行，構(gòu)件得扛住高空低溫、高速摩擦，還要經(jīng)得起長期使用的疲勞考驗。
周丹介紹，以往為航空航天構(gòu)件做減重設(shè)計，需結(jié)合實際受力情況開展梯度設(shè)計，受力大的區(qū)域微結(jié)構(gòu)排布得密一些，受力小的區(qū)域則疏一些。這類設(shè)計動輒要完成上萬個點位的排布，堪比擺放上萬塊“微積木”，數(shù)據(jù)量巨大，占用大量存儲與計算資源，“電腦帶不動”，極易出現(xiàn)系統(tǒng)卡頓導(dǎo)致建模失敗。
而艾普工華這套工業(yè)軟件可實現(xiàn)“單次建模支持微結(jié)構(gòu)數(shù)量≥10000個”，相當(dāng)于能同時操控超萬個“具有空心輕質(zhì)構(gòu)型的微結(jié)構(gòu)積木”。團隊通過獨創(chuàng)的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，大幅降低模型對計算資源的占用，將“微積木”的龐大數(shù)據(jù)“壓縮”得很小，普通工業(yè)電腦就能流暢運行。
據(jù)了解，該工業(yè)軟件解決方案已在我國排名靠前的航空裝備企業(yè)某些機型上試用，以前要花半年才能搞定的零部件設(shè)計，現(xiàn)在幾周就能完成，研制周期縮短40%。有合作企業(yè)反饋，用這款系統(tǒng)優(yōu)化后的發(fā)動機葉片，在實現(xiàn)顯著減重的同時，抗疲勞性能也獲得了同步提升 ，“以前改十幾次都不滿意，現(xiàn)在能較快接近最優(yōu)解，操作還簡單，工程師上手特別快”。
這款“瘦身神器”還帶動產(chǎn)業(yè)鏈“聯(lián)動升級”。目前，艾普工華已和一家集成電路企業(yè)合作，讓國產(chǎn)工業(yè)軟件能和國產(chǎn)GPU適配，協(xié)同解決硬件“帶不動”的卡點，讓大國重器的設(shè)計“大腦”更輕靈敏捷。
長江日報記者了解到，我國“懸榜”智能制造系統(tǒng)解決方案，正是為了“聚焦智能工廠建設(shè)堵點痛點”“強化智能制造裝備、工業(yè)軟件和系統(tǒng)‘串珠成鏈’集成創(chuàng)新”“增強人工智能技術(shù)與場景深度融合”。而艾普工華是國家認可的73個方案中唯一一個航空航天裝備產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計典型場景的揭榜單位。
艾普工華總經(jīng)理劉春介紹，以我國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)為例，產(chǎn)業(yè)規(guī)模年均增長20%以上，未來要像生產(chǎn)電腦一樣生產(chǎn)衛(wèi)星，就必須在技術(shù)上不斷進化。輕量化設(shè)計工業(yè)軟件能為我國航空航天產(chǎn)業(yè)提供快速迭代的設(shè)計能力。
劉春介紹，艾普工華的“瘦身版圖”還在擴大。接下來要進軍軌道交通領(lǐng)域——現(xiàn)在高鐵時速350公里，未來要沖到450公里，車身減重是關(guān)鍵，而目前450時速高鐵的輕量化設(shè)計還依賴國外軟件，艾普工華要拿下這個新戰(zhàn)場；同時還要布局汽車行業(yè)，給新能源汽車“瘦身”，助力我國下一代汽車提升續(xù)航里程。
（長江日報記者李佳 通訊員李臻慶）
