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国产工业软件能否驱逐鞑虏恢复中华,乃至称雄天下?

2月前浏览2765

作者 | 山涧果子
发布 | 仿真秀CAD学习圈
导读:大家好,我是简老师,我把国产工业软件内容分享在仿真秀CAD学习圈公众 号中,希望大家多多关注,本次评论主题是国产工业软件能否驱逐鞑虏恢复中华,乃至称雄天下?
“驱逐鞑虏恢复中华”就是利用其原意,意思是在工业软件领域,国产工业软件要肩负使命,取得在中国工业软件领域的领导权。严格地讲,“恢复中华”用得不确切,因为国产工业软件之前在中国工业软件领域没有取得过领导权,说“恢复”不准确。
工业软件可以市场化,但是你必须得有。部分专家和学者,少说点什么还要多少年,差距巨大(特么你们为啥不量化,地基差多少年,说点人话)这类愚蠢无用的话,就像跑步,只要速度类似,哪怕你只慢一步,就是一百兆年都赶不上的。
但是如果有突破性的技术和思维,换道超车,恐怕一夜之间。我是发现了,这类专家,和汉奸一种作用,就是拼命的阻挠。很多大学就是通过房地产和奖学金这两条路,把名声撑起来了。问题是,究竟有多少名不副实。
大家想一下,清华北大在汽车,空调,房产,股市里赚取的资金何其恐怖。即使再某种层面,或许为国为民,但是一般性上,就不一定那么好。至少不完美。
为什么华科积累了人才,而清华北大却没有。软件这种性质的行业,真的是人才外流导致的吗?清北人才主要搞金融,金融来钱快事快,但是风险大。短频快的操作,必然带来长期的不稳定,这种情况,怎么搞科研。
清华北大占据天时地利,就是没有人和。清华之前有个模具学院,拿着国家大量资金。说起来一言难尽。可不是技校。资金每年都有十几个亿,还有其他公司的援助资金。搞不好,主要是山头林立。很多时候本来可以发展很好的。这些人,一句话,整个人才对队伍直接解体。
学校本来就不能做企业。只能上战场,或者搞研究。要想做实体,没有十年历练,难以出师。国产自主软件没有上场的机会而不是技术就一定不行,川建国好同志,助力基础软件核心技术突破+光刻机2025前搞定,这一量产不要紧,直接用唢呐把国外大部分同行送走了,可以实现国际垄断,产品价格打下来。
一、离心泵嗝舌的建模难点

离心泵设计的困境,就是隔舌的就在这下面几个重点
1)用CFTURBO等专业软件,设计出来的文件数据格式,大多是STL格式。不适合生产过程的规范化图纸化。

2)离心泵的压水室的建模,几乎涵盖了建模软件的所有难点。参数化和非参数化的交叉设计,曲面圆角和实体曲面的不同,曲面和不规则曲面的修剪,抽壳的凹型与厚度的矛盾,实际建模功能和几何数学的距离等。
3)铸造件,与设计,与图纸二维,与模具设计,与加工,与后期处理的各种问题。
有网友,在网上搜集解决办法,实际目标尺寸与铸造件之间的比较怎么办。我只能说看看中望3D的点云模块。

最近几年新版的Mastercam,在CAM实体模拟加工中可以,在视窗里测量剩余毛坯的尺寸。
Vericut的很多功能迁移到mastercam中。怎么打破STL数据格式的壁垒,实际上也体现了软件的原生数据开发能力。
怎么实现数据模型的无障碍识别和转化,能够合理解决参数非参的矛盾,目前所有的软件里,有spaceclaim软件,Alias软件,有没有新的可能性,我也是孤陋寡闻。
南京天洑软件有限公司叶轮机械事业部由多位清华大学等国内外知名高校的博士硕士毕业生构成,聚合了强大的工程建模仿真优化技术背景和实际工程应用背景。多年来在泵、风机、汽轮机、燃机等行业积累了丰富的经验,自主开发了多款泵、风机、压气机设计及造型软件工具,并为国内外数百家相关企业及科研院所提供了叶轮机械产品设计、仿真分析、性能优化、软件及设计平台自主定制开发,商业软件二次开发及培训等多项服务。

二、CAD/CAM齿轮机械设计3D软件

除了一些UG之类自带的模块之外,还有camnetics suite和Gearotic两款软件。齿轮的生产不仅仅在设计上,最主要是加工上和制造工艺上。设计上的难度在于,数据模拟上。

GearTrax ™ 为设计人员提供了一个易于使用的工具,用于创建驱动组件的实体模型。创建具有真正渐开线齿廓的直齿、螺旋齿、直斜角和渐开线花键。

GearTrax ™ 对于齿轮经验有限的设计师来说直观易用,但对于齿轮专家来说足够强大。动画窗口显示随着数据变化而更新的直齿轮/斜齿轮啮合。这对于了解齿轮参数的变化如何反映在齿轮啮合上非常有用。

GearTrax ™ 不仅仅是一个库程序。就像设计师一样,每个零件模型都是根据其特定要求创建的,而不是花费数小时或数天,而是在几秒钟内创建零件。GearTrax 创建正齿轮和斜齿轮、锥齿轮、蜗轮、渐开线花键、同步带轮、链轮、V 型带轮、摆线驱动齿轮和椭圆齿轮的实体模型。GearTrax™ 还与 Excel 集成以创建数据表。

据我看来,camnetics suite优势在于数据格式的无缝衔接。这个在齿轮的后期处理是很重要的。其次,其丰富的装配引导仿真,属于全过程理论关联开发,这样就解决了齿轮面对不同场景的需要。这样就能够与其他软件硬件生产工具,形成对照。我为什么不用紧密来形容。主要原因,很多的工具,并没有直指本质。任何一个专业软件不能切中生产的本质,还不如员工的一双手。怎么把理论模型变成看得见摸得着想得开的东西。这是国内软件企业确实需要反思的地方。
现在很少有人想起南高齿。这说明什么?说明现在的行业不仅仅空心化,而且整个行业周边都变得如同泥沼一样,就像草滩,看似安全,下面都是陷阱。当很多人赞叹德日齿轮精密的时候,谁能想到,南高齿在上世纪1980年后,就已经做到高冲击高载荷高速齿轮的生产工艺研发和数据分析。没有当初南齿人的卧薪尝胆,砥砺奋进,就没有现在的南高齿。可以这么说,南高齿是国内通用齿轮机械的头部企业。
国内也有一些齿轮软件。先介绍南京艺她ETAGEAR软件。

三、国内机械常用工具小软件100

仅就公制螺纹做个介绍。我感觉还是很实用的。不管常规和非标螺纹,对具体工作还是很有用的。一个小工具,就能在复核图纸的时候起到快速准确简便的作用。
为什么印象这么深刻。主要有一次,为客户生产仅仅三个零件,材料贼贵,而且那几天,仓库管理员正好有事假,装配螺丝也拿不到。技术科对这块也是不甚了解。怎么办。产品需要做内孔螺纹。专用丝锥加工后,实际间隙会远超装配公差。这样,产品的质量就无法保证。产品的寿命也就无法保持稳定。就只能利用螺纹铣刀进行螺纹铣削加工。这是唯一的办法。当然也可以用镗床进行车削。但是出错的概率和风险太大。先在网络上,其他软件进行螺纹具体尺寸的检索。再用这两个软件进行对比。就能保证尺寸的合理性。M56X3内螺纹。56-(1.732X2)=52.536

起来很多大型软件,不管二维和三维的建模软件,都不能做到这一点。三针测量值是小径52.75,理论值是52.536.单取理论值过小,单取测量值52.75,也就是螺纹规的数值,又会偏大,按照公差的变化区间,取值52.6-52.65,才是理想状态。如果贸然以52.75位上限值,那么产品寿命肯定是无法保证的。又在口罩期间,任何不可预测的问题都会增加服务成本。事实上,也证明了这种选择的明智。正好是52.65这个数值,在产品后处理后,所产生的齿形变形正好把公差弥补了。装配过程非常舒心和安全。

任何软件都有自己的特长和定位,如果软件连这点都分不清,还能干啥!
软件的粉丝和受众,根据地在哪,这个软件商心里的有点数。西门子最大的收入还是在德国,那是他的基地!
有些软件不能光靠情怀,老板挣钱,让国民买单,哪怕是个垃圾!实际上可以以某个小软件作为切入点。从理论到软件,再到加工和检验。用事实说话。
我有一个想法:
若我有1000万,拿出一半,作为基础发展基金。10年后再看。谁比谁强!另外软件学习视频还可以卖钱,员工自己可以卖视频。王婆卖瓜,自卖自夸。不行就换。大家都有动力。自己的视频卖几十,那一年也是几十万的收入。员工肯定会想拼命开发。以这个拉动人才梯队建设,毫无压力。然后再收购求解器,开发自己的建模软件。慢慢转过来,十年足够了(看看LEDAS求解器LGS实际售卖价不高)。
每出一版软件,开发工程师自己出视频。必须录制十个视频。这样就是自己检验自己开发的东西。就是一堆狗屎,也能开出花来。这样的小软件,以数据第一为原则。那些机械厂,机床厂,系统企业都想要。这又能赚钱。实际上这就是,软件逐步发展的最佳路径。工程师退休,或者不想干了。随便到哪个企业都是强人!。因为理论扎实,数据严谨。逻辑清晰。实际上就是日本企业工程师的培养的一个翻版。

四、最近一些软件新变化带来的思考

UG1953-NX版本“新草图”:松驰尺寸和松驰关系
一般这种图形的约束关系和尺寸关系都是对称的。不管在AUTOCAD还是UG/NX,CROE,ZW3D,SINOVATION等软件里。但是很多人一直没想过,尺寸约束是两个系统。关系可以是完全对称,也就是尺寸约束完全一致。同样也可以部分对称,这里面就是端点位置未必需要一致。同时还要考虑到草图代用,也就是草图移动复 制的可能性。还有一个怎么在整个软件参数化过程中,用最贴近实际操作的方式,绕过功能性开发约束,这就是新的参数系统。还有一点,图层分很多种。可见不可见,可操作和不可操作,还有一个至关重要的,仿形图层的概念,我们可以认为图形已经在软件的图层里隐藏了,我们只是把这个图形重新调取出来而已。这个功能看起来很小,但是思维逻辑确实绝对超前的。否则我们怎么才能对图形进行动态调整。比如:两条平行线,长度可以不同。起点可以不同。草图代用的时候所起的作用可以不同。用户可以不用这个功能,但是软件的体系必须相对完整。可见软件的包容性和渗透性更重要。这样也能把功能性的开发变为规则的碎片部分。避免因开发而产生无休无止的代码屎山。谁知道某年某月,某个开发工程师,因为旧功能的存在,而出现超前思维的开发滞后。这样也能在将来运用到机器学习的能力,助推整个体系的发展和进步。我想,这样的意义远大于某个功能的细微变化。毕竟创造性才是第一位的。
XNurbs补面神器带来的新启示
上图是个汽车后视镜的曲面
从上图粉色线、紫色线,我们可以看到,这是一个类似渐消面的曲面,但是我们没有见到周边的主体曲面,那么我们怎么才能确定这种曲面的唯一性。注意这种唯一性,而不是唯一正确性。事实上,理性泵蜗壳压水室的隔舌部分也类似这种曲面,不需要尺寸有多准确,只需要一个结果,而且这个结果必须稳定,而且这的曲面可以在任何数据格式下,任何软件平台都能无障碍识别并能采用(模具开发,曲面编辑)。这就是数据在数学角度的正确性,而不是仅仅依附于视觉而存在的结果。
下图是XNURBS汉化界面
在历史上,对NURBS曲面建树可嘉的还有一款软件就是Cimatron。下图是该软件E11的一个功能。

但是CIMATRON采用了另一个方式,回退,这样就为曲面边界配合留下修剪的空间。提高建模速度,在要求宽松的范围内避免重复合并带来的曲面丢失。
结果下图
从CIMATRON E11可以看出,软件功能的配置上也很重要。如果,一款软件,没有健壮的内核,他的功能队伍,只会大幅度缩水。因为过于集成的万金油功能,往往会破坏软件整体的建模能力。
UG/NX的同步建模就能强过Spaceclaim?
这就是所谓的“求上得中,求中得下,求下而不得”和“求诸于外不如求诸于内”。

五、三维建模引擎与约束求解器

几何建模核心是任何 3D 建模系统的核心,用于产品三维形状的精确数学表示和该模型的管理。

内核本身并不有价值,它是为在应用程序中使用而创建的。CAD 系统通过图形用户界面向最终用户提供对内核功能的访问。正如汽车发动机决定了其速度的“上限”一样,数学核心决定了使用它的 CAD 功能的极限。
CAD 工具建立在几何内核之上,几何内核是一个软件组件,用于定义如何创建模型的几何图形。
目前内核市场由1980 年代后期推出的Parasolid和ACIS主导。最新进入市场的内核是1996 年开发的C3D和 1998 年开发的 Convergence Geometric Modeler以及2010年华云三维开发的DGM;它们在 2013 年和 2011 年,2021年作为独立产品推出。ShapeManager没有出现在内核许可市场上,2001 年Autodesk明确表示他们不会进入这个业务。
除了三个公认的“重量级”领导者(来自 EDS 的 Parasolid、来自 Spatial Corp 的 ACIS 和来自 Matra Datavision 的 Open CASCADE)之外,不太知名或更年轻的几何内核也在成功开发,例如 Thinkdesign 内核(think3, Inc.) , VX Overdrive (Varimetrix Corp), KOMPAS-3D 内核 (C3D),CrownCAD(DGM)。

世界上最新的几何建模内核是华云三维的DGM以及科大九韶内核,国家内核方面:(1)俄罗斯政府拥有的俄罗斯几何内核RGK,目前尚不清楚它是否会商用,尽管提供了优于市场上其他内核的独特功能(2)中国:通过国家重点研发计划项目牵引,协同攻关核心技术,促进CAD内核专业人才培养,我国多所院校共同对三维CAD几何引擎卡脖子技术进行攻关,并且开源。
没有内核,没有约束求解器,没有持续开发能力,很难支持一款软件不断迭代更新,也不可能让一款软件一直能够追赶时代。支持国产!支持平台创新力!

几何内核很少,参数求解器更少。这就是 CrownCAD如此酷的原因!
三维几何建模引擎是三维CAD软件最核心的底层技术,是目前三维CAD领域最关键的“卡脖子”技术,受到了国家的高度重视。
几何约束求解引擎是公认的CAD参数化设计的关键核心技术,是CAD的关键基础组件,技术难度大,可靠性要求极高,目前被国外垄断。
几何约束求解器:广泛应用在草图轮廓表达、零件建模参数表达、装配约束以及碰撞检查等场景中,为快速确定设计意图表达、检查干涉、模拟运动提供了强有力的支持,可帮助最终用户提高生产效率。约束求解引擎也是最基础的核心组件,目前主要的产品有D-Cubed DCM(西门子),CDS(达索),LGS(LEDAS)和DCS(华云三维)。
在CAD技术产品发展过程中形成的关键“卡脖子”中间件也分别被西门子、达索收购,西门子掌控了几何引擎ParaSolid、几何约束求解引擎DCM,达索则收购了几何引擎ACIS和多领域约束融合技术公司Dymola,实现了几何建模与功能建模的融合,在多领域融合引擎技术上占得先机,并推出了CATIA V6 3DE。
特别需要指出的是,AutoDesk公司为了自身技术安全,1998年以源代码方式购买了ACIS技术,独立发展几何引擎,打造了ObjectARX架构体系。在西门子公司收购DCM后,AutoDesk在新一代云CAD开发中,抛弃了DCM,自行开发几何约束引擎VCS。
同样为了技术安全及不受制于西门子公司,达索公司在几何约束引擎方面采用了俄罗斯LEDAS公司开发的几何约束求解引擎LGS。LGS(2D 3D)组件包括二维(LGS 2D)和三维(LGS 3D)约束求解器,第一个版本的研发时间为2001年,该组件采用C++编写,算法采用高度优化的非线性求解器(Highly Optimized In-houseNon-linear Solver)、几何分解方法以及启发式方法。LGS在约束求解方面被认为是仅次于D-Cubed的几何约束求解引擎,主要客户对象包括Cimatron(现属 3D Systems)、CD-adapco(现属Siemens PLM Software)、ASCON(变分建模模块VDM)、Dassault、ODA等。LEDAS为Dassault提供了12年的约束求解技术支持,并将约束求解器集成在CATIA V5中。
几何约束求解器是实现参数化特征建模的关键,参数化特征建模则是当前主流CAD的主要建模方式。
除了DCM,俄罗斯LEDAS公司开发的LGS被认为是仅次于D-Cubed的几何约束求解引擎,其已经为达索提供了12年的约束求解技术支持。国内方面,华天软件研发的DCS是完全自主研发的二维、三维约束求解引擎。华科陈立平团队CBA约束求解器2022年12月也要发布了,华为团队也在努力,2025加油!
老毛子C3D采用的是数据直连模式。数据和规则直接结合。而不是以数据为结果。先模拟一个数据,在改变这个数据。从构建直接跨越到编辑模式。这样就能最大限度保证数据原生,也就是说,这有两个基础。数学逻辑高度表达模型,和数据格式的高度完整性。
数学抽象化,已经是最近几十年,数学研究领域的毒瘤。生造数学公式(拉马努金),从印度学界开始。印度数学界大多喜欢把客观逻辑用来反推数学逻辑。这有个好处,善于发现数学新领域。但是有个缺点,如果不能好好利用,就会偏离数学逻辑的本质。如果印度学界,脱离软件,可能会出现,数学人才大面积夭折的情况。
至于为什么国内数学界,发展缓慢。有一个原因。就是数学逻辑必须形成一定程度的闭环。如果闭环不能形成。只有两个原因,一个这个理论还在发展阶段。一个就是这个理论并非客观实用的。也就是人类目前不能利用。
这说明什么!说明数学家和软件逻辑开发,形成两个阵营。数学家开发数学模型,以表达自己的数学逻辑。开发工程师,用自己的逻辑提取数学模型。从而,避免两个阵营互相扯皮。
从而导致,任何物质都以数学为表达方式。软件工程师只是把这种方式定向开发,面向用户,提取中间最需要的那部分。这样数学才会回到原来的轨道,爆发生命力。软件开发才最大化的重视逻辑层面,而非自己不太擅长的部分。
没有内核,没有约束求解器,没有持续开发能力,很难支持一款软件不断迭代更新,也不可能让一款软件一直能够追赶时代。支持国产!支持平台创新力!
所以现在,国内必须多开发内核。也就是并行数据库。这下一来,所有的人都没法偷懒了。数学家,不能继续把数学表达抽象化。软件开发工程师也不能随意更改数学模型,而是把软件逻辑强化,变得更贴近数学本质,或者客观本质。这就是把软件最大化的贴近实战!而非浮华的东西。
随着自由建模技术的日新月异,国产计算机硬件+系统的开发团队(龙心CPU,金山WPS,统信UOS),日子会越来越美好。华为也聪明,既然大家坐板凳看戏,那就大家都下水。鸿蒙国有化,是最好的一步棋。不在于鸿蒙有多强。而在于这步棋一下子撕开学界的遮羞布。既然没人下水搞真正意义上的国产系统,那就把水池做大。总有人会待不住。
深度DEPPIN开始重启系统根的开发。打个比方,如果你有钱,你有人,你有势。如果你想到处吃喝玩乐,还不如养个三妻四妾,至少在花了好多钱之后,还能子孙满堂。可能比方不恰当,但是事实如此!依附别人的体系,要么随着他们辉煌而辉煌,随着他们没落而没落。最终还是会回到原来的起点。我只能郑重地说出这种话,你,到底是谁?你想干嘛?你会走向何方?我们总不能永远迷失。虽然很多时候,迷失不是罪,但很纸命!

六、其他思考

有没有一款软件可以确实有效,高效准确地把STL数据模型,通过草图,截面,准确参考,曲面重建,甚至毛坯仿建,快速实现STL的建模变成可编辑的结果!

为什么总是需要遵循别人的道路,建立自己的体系。如果按照别人的规则进行开发,这样的软件有多大存在的意义。这样的软件,还能存在多久?
我们有没有想过,国外的软件,是依附在实体上发展起来的。换句话说,国外软件与系统,行业存在某种程度上,比较紧密的关系。在软件的幼年期是不需要考虑生存的问题。而我们国内的软件,有多少是真正来自生产一线。为了生存,降低成本!求解器,借!内核,借!数据格式,借!转换器,借!人才,借!版本,借!到最后,这种削足适履还能维系多少!
最后,提出一些问题,也是心中的疑问?
为什么INTEL要开发自己的独立显卡?为什么这些年,两家显卡商大量开发矿卡?如果目前的各种显卡,除去光追的功能,还剩下多少创造力?Intel最早的集成显卡技术来自哪里?与现在的两家显卡有没有技术上的传递关系?计算机会不会成为类似手机的存在,越来越廉价,市场划分越来越多样化?游戏引擎与工业软件引擎就真的老死不相往来?C++语言与机器学习配合起来开发,会不会带来软件整个生态的革命性变化?事实上我们对他们并不了解?还是大家对整个计算机体系还处于洪荒阶段?谁敢肯定,在超强的算力之下,陈旧的思维观念就不会是最大的束缚?有没有内核矩阵和逻辑矩阵?选择可以唯一,但结果并非绝对!
为什么UG很多年前不稳定,中望现在更不稳定。为什么西门子收购后,ug越来越稳定。为什么中国开发求解器后,仍然实现不了高度集成。为什么日本不怎么开发软件。为什么欧洲以美国的求解器和内核为基础开发软件。为什么,CE, MC,SW等软件总是一段时间稳定,一段时间不稳定。为什么stl数据格式与iges等数据格式,有不可逾越的应用鸿沟。
因为系统原因,保证技术的纯洁性。高科技,必须保证技术的纯洁性和理论的连续性。否则这个公司必然失败。
这就是华为为什么搞军团。是逼不得已的办法。国内没有其他企业响应华为,国内没有学院为华为提供实打实的人才,只能军团。华为搞军团,类似岳飞搞岳家军,戚继光搞戚家军,孤掌难鸣。
以前工业软件搞不好,是因为都被国外的软件压着,现在只能用自己的了,我们并不是没有软件,只是性能没那么强,市场竞争力不足。现在有了市场,慢慢迭代,我们的软件就强了。
在投降派眼里,中国直接躺平得了,是追赶不上西方的。你要说两弹一星,他们会说那是老黄历了;你说量子通讯,他们说这个技术有待验证。反正就是只要中国有突破或领先的领域,他们说那是特例,中国的土壤不行,无法促进科技发展,注定在科技领域没有出路。 说白了就是被西方洗 脑时间太长了,特别是上学期间被人洗得太干净了。中国在数千年内领先世界的时候,人家是绝口不提的,只从西方开始领先的时候谈起。中国现在重新崛起开始赶超西方时,他们又开始说,不行,西方太强了,认命吧。
国产工业软件能否驱逐鞑虏恢复中华,乃至称雄天下?靠谁呢,自己品!
我相信自主可控为王,比如龙芯CPU,华为鸿蒙系统,统信UOS,数码大方电子图板CAD,金山软件WPS,精雕CAM:JDSoft SurfMill,千机智能CAM,华云三维CrownCAD...
就好比一个学生抄袭学霸的作业,再不济也能及格。如果你抄袭一个学渣,他都考不及格,你能考及格活见鬼。
集中力量办大事,不是我们非得等到所有人都醒了,才去走路。发挥体制优势,做强做大工业软件!
我一直相信,只要咱们有决心,肯花时间花成本,没有什么突破不了的技术,没有什么生产不出来的产品。重要的是要依靠前人的经验来采纳他们的最佳成果并避免他们的错误。

写在文后
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来源:仿真秀CAD学习圈
SpaceClaimSystem碰撞非线性二次开发通用汽车电子其他软件CATIACONVERGE叶轮机械铸造求解技术理论材料PLM模具曲面装配
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首次发布时间:2024-09-05
最近编辑:2月前
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