首页/文章/ 详情

俄罗斯三维建模引擎:Top Systems CAD几何核心 RGK2.0

8天前浏览144

几何内核是每个 CAD 系统的核心,因此十年前,俄罗斯政府资助了俄罗斯几何内核的早期版本的进口替代。RGK因Parasolid的统治而失败——为什么从优秀的内核变成不成熟的内核?但随着去年新发现的紧迫性,RGK 又复活了。首席开发商是莫斯科的 Top Systems,该公司首先通过与 ACIS 合作,然后在其 T-Flex CAD 软件中与 Parasolid 合作获得了知识。


RGK 仍然需要的功能并不神秘:它们必须与 Parasolid 相匹配。“Top Systems公司给自己设定的任务是尽快达到几何建模领域现有西方世界领先者的水平,并可能超越这个水平,”该公司以典型的宏大风格写道。不过,该公司承认该项目需要数年时间才能完成。


唯一的另一个本土开发的内核是 C3D,它是 Ascon Group 的一个分支,该公司已成功将 Ascon 为其 Kompas-3D MCAD 程序编写的内部内核商业化。C3D 缺乏俄罗斯政府的认可,但仍然在国际上取得了成功,例如 Altium 的 PCB 设计软件。

RGK几何内核是Top Systems开发的,是一套提供 产品几何信息表示和修改的基础工具。它旨在开发提供 产品生命周期管理 (PLM) 功能的最终产品。首先,此类产品包括设计系统(CAD)、工程分析系统(CAE)、数控机床控制程序准备系统(CAM)等软件模块。

该产品是一个类库,提供对设计对象的几何模型的控制及其分析功能。

RGK 几何核心根据经典边界表示方案 (B-Rep) 和“精确”几何形状提供几何对象建模 - 使用各种类型的曲线和曲面的分析表示。当计算的精度与模型对象一起存储时,这种表示允许您以高精度对对象进行建模,同时提供使用容差几何体的能力。几何精度设置用于内核代码中执行的所有计算。即使对于非常复杂的几何形状和源数据的低精度,此功能也能够保持几何模型的完整性。

RGK 几何内核的开发始于 1984 年,莫斯科机床研究所(后来的 MSTU Stankin)在 A.V. 副教授的领导下组建了一个几何建模领域的研究小组。Rybakov 和 V.Yu 副教授。苏济洛夫斯基。正是在那时,第一个 3D 内核开发小组成立了。该团体的核心是学生和斯坦金,他们后来成为Top Systems公司的员工,该公司于1992年正式注册。Top Systems 继续开发 3D 核心。

1995年,发布了T-FLEX CAD版本,其中3D建模功能由其自己的几何内核提供。当时,开发像几何内核这样复杂的产品对于开发公司 Top Systems 来说成本太高,该产品的开发工作不得不暂停。

2011 年,MSTU Stankin 获得了一份开发国产几何核心的合同,作为国产机床制造计划开发的一部分。Top Systems 公司的开发成果被用作这项工作的基础。为了提供最现代的解决方案,内核算法几乎完全现代化,但主要的实现方法被保留。2013年合同完成后,Top Systems公司并没有停止RGK的开发(该产品就是在那时命名的),而是继续开发该产品。

RGK 几何核心在 Top Systems 于 2015-2016 年实施的 Herbarium 项目中得到了应用。该项目的开发成果是类库“集成工程软件平台”,使用RGK几何内核。此外,RGK 几何内核还被用作数字企业 (SARUS) 项目的一部分,Top Systems 积极参与了该项目的开发。

Top Systems公司正在积极完善自己的几何建模核心——RGK,这是一个完全国产的产品,吸收了俄罗斯40多年的开发经验和25年以上最好商业几何的使用和测试经验。国外厂家的造型核心。这使得显着优化我们自己的开发成为可能:通过优化由于许多操作中的并行线程而导致的计算操作的性能,我们能够显着超过外国类似物的速度,同时完全保持模拟的质量和准确性。RGK 允许应用程序利用多核硬件并通过多线程计算实现近线性的性能增益。

目前,Top Systems 已开始将 RGK 几何核心作为商业产品推向市场。目前,由合格的数学家和程序员组成的大型团队正在开发该产品,确保其开发符合现代 CAD/CAE/CAM 类产品的要求。开发是利用我们自己开发积累的丰富经验、国外同类产品以及最终应用的需求,特别是T-FLEX CAD来进行的。

目前,Top Systems公司已经获得了独立开发RGK并将其作为商业产品推向市场的所有机会。该产品将同时提供多个平台,包括各种版本的Linux,包括国内认证版本。该产品计划以用于 C++ 编程语言的类库的形式提供,以及在终端系统中方便使用所需的所有组件。该SDK包括:

  • 可执行模块;

  • 构建最终应用程序所需的库和头文件;

  • 超文本帮助形式的电子手册文件;

  • 源代码中的一组示例;

  • 可执行程序RGKWorkshop——测试和调试外壳,它既是分析工具,也是调试几何模型的工具;

  • RGK 模型存储格式的描述 - RGK_XML。


还值得注意的是,RGK_XML数据存储格式是开放和指定的。它具有清晰的结构,遵循RGK数据模型组织的一般原则。该格式可用于标准化目的,以确保数据对象的准确几何模型的表示。

该部分的第二部分由列昂尼德·巴拉诺夫(Leonid Baranov)领导。他讲述了RGK几何内核数据模型的构建原理、架构特点以及模块开发人员要解决的最复杂、最有趣的问题。故事附有大量插图和对比测试演示。

RGK 几何核心根据经典边界表示方案 (B-Rep) 和“精确”几何形状提供几何对象建模 - 使用各种类型的曲线和曲面的分析表示。当计算的精度与模型对象一起存储时,这种表示允许您以高精度对对象进行建模,同时提供使用容差几何体的能力。公差几何精度设置适用于内核代码中执行的所有计算。即使对于非常复杂的几何形状和源数据的低精度,此功能也能够保持几何模型的完整性。

RGK 2.0同步建模及新功能增强

API 和一般功能的更改

除了建模功能的开发之外,在过去的一年里Top Systems 还做了大量的工作来改进内核的内部算法,这使得以如此高的速度增加功能成为可能。所有主要组件,包括内部和外部可访问的,都得到了改进:用于构建相交和投影线的算法、布尔运算、faceter、删除不可见线的投影算法、拓扑模型验证器(检查器)等等。一方面,所开展的工作使得进一步统一内核内部工具成为可能,从而简化了其进一步的开发,另一方面,它使我们能够提高程序代码的质量和速度。作为此类工作效果的示例,我想提供几张插图来显示多边形模型生成功能的当前状态和速度变化。下面的所有示例都涉及在同一台计算机上以多线程模式构建具有相同精度参数的网格。


Top Systems 在改进和开发核心用户 API 方面做了大量工作。在这一年里,核心 API 基本上实现了现代化,以满足工业使用的要求。新版本的 API 允许应用程序程序员仅提供发布库和头文件以用于调试和生产目的。Top Systems 认为,API 的一个重要发展是 Python API 的出现及其集成,包括集成到内核测试 shell 中。现在,Python 程序员可以轻松地使用 RGK 工具包编写小型应用程序系统。用于识别模型拓扑元素的新算法已经开发出来 - 现在它们被分配了固定的结构标识符。这使您可以显着简化应用程序代码与内核 API 的交互,并减少存储应用程序代码对拓扑模型元素的引用的内存需求。改进的文档、使用示例、测试应用程序。

近期工作计划和方向

正如已经指出的,现在有许多有用且有趣的功能和工具正在开发中。其中一些已经写在上面了。但这并不是完整的作品列表。特别是,用于以不同公式构建中值曲面的算法的开发正在进行中,包括适用于任意几何形状的“真实”中值。计划扩展功能并进一步加速faceter,删除不可见线的程序,检查实体的相交,生成具有复杂边界条件的放样和扫掠曲面以及提高曲面本身的质量,可以消除对G2 平滑拓扑等等。所描述的所有工作现在正在进行,并且没有写入路线图。因此,正如他们所说,请继续关注新闻。也许快于一年。

加速内核开发的另一个激励因素是 Top Systems 公司的旗舰产品(T-FLEX CAD)逐渐过渡到使用 RGK,以及越来越多的开发公司有兴趣在其应用中使用该内核。应用程序。目前,几家领先的俄罗斯工程软件开发商正在对RGK进行试运行,以评估在Top Systems的支持下在其开发中使用该内核的可能性。显然,这只是一个开始。

RGK核心不断发展和改进,自一年前提出的目标:通过使用与世界市场上最好的解决方案公平竞争的国产几何核心来提高我国的技术独立水平以来,这一目标始终没有改变。尽管这项任务雄心勃勃且极其复杂,但过去的一年只是增强了人们对在相对较短的时间内实现这一目标的信心。当然,无论是在添加新功能方面,还是在提高程序代码的速度和健壮性方面,还有很多工作要做,但行者掌握路。


来源:山涧果子
System电子pythonUMMCADAltiumPLM控制数控曲面
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-02-11
最近编辑:8天前
山涧果子
大专 签名征集中
获赞 206粉丝 56文章 1450课程 0
点赞
收藏
作者推荐

凭君莫话“卡脖子”:“法国科学院的Scilab”可以帮助中国解决MATLAB禁用问题吗?

本文内容由三部分组成。第一部分简述了无脑流量文对工业软件事业的伤害;第二部分简述了Scilab软件的发展历程及其在中国的发展;第三部分简述了笔者对“卡脖子”问题的一点浅见。全文共9000字左右,阅读时间大约需要20分钟。1.无脑流量文是搅浑舆论的泥石流2020年6月份在哈工大和哈工程发生的MATLAB“禁运”事件刺痛了全体工程科技工作者的神经,无数有志之士奋起直追,战不旋踵的向着国产自主可控科学计算平台的目标发起冲锋。四年以来网上也一直在拿“MATLAB禁运”之后的“替代”说事儿,有的说可以替代,有的说不可以替代,有的说为什么要替代,众说纷纭。如果说每一起禁运事件都像刀子般割痛国人的自尊心,那么这些反复炒冷饭的消极言论就像是生理周期般总让旧伤流新血,而反复被踢溜过来的Octave和Scilab等开源软件就像用来止血的卫生棉。但不管怎么讲,工业软件自主可控与国产化替代这么有意义、有难度、有门槛的事,有热度总比没热度好。但近期看到的一篇网文,在我这里引发了十分严重的不适感。这篇原作于2024年4月3日的文案,被另一个公众 号在前几天洗稿转发,也许是蹭到了近期中法重大外交活动的热度,在短短一两天时间内收获了几十万的点击量。这篇网文开篇的口吻让我想起了两件事。其一是鲁迅先生提到的促使他“弃医从文”的“仙台医专幻灯片”事件,在仙台医专的课堂上播放的关于日俄战争的幻灯片,日本和俄国为争夺中国的土地而开战,当间谍的、被砍头的、围观取乐的却都是当时麻木不仁的清国人。另一个就是“十四万人齐解甲,更无一个是男儿”的中国男足,在世界杯的赛场上,热情多金的国人只能选择当法国队的球迷、当德国队的球迷、当阿根廷的球迷,就是当不了中国队的球迷,颇有点“遗民泪尽胡尘里,北望王师又一年”的感觉。但反观国内的赛事,各种“外援”和“归化球员”演的飞起,体育频道跨界打击到了娱乐频道。且不说各种国产替代、产业生态之类的复杂问题,这篇文档不到20行的开篇就错漏百出。文案中提到的Scilab软件,与之相关的法国国家科研机构是1967年成立的法国国家信息与自动化研究所(简称INRIA),是法国经济财政工业部的直属单位。而标题及文中提到的法国科学院(简称CNRS)是1635年2月22日由法国首相黎塞留创立,是法兰西研究院的五个组成单位之一。开发了Scilab的INRIA和文案作者代表中国产业界感恩戴德的CNRS之间的关系,就好比是工信部电子五所和中科院的关系,作者大笔一挥正局秒变副国。至于说文案作者代表MathWorks的七千人团队表达的“哭了,后悔死了”这样的忏悔情绪,其真实度跟某个时空里“在农具上贴个符纸就能正面直冲马克沁机关枪”的说法有的一拼。道高一尺,魔高一丈。愚昧和偏执多一点,理性和务实就少很多。本来就已经很难了,还要时不时面对这种裹挟着巨大流量的泥沙俱下。自主可控工业软件技术创新是逆水行舟的抗争,需要有健康的市场和舆论环境给予公平公正的评价和回报以鼓舞士气、激发斗志。2.1 开源软件Scilab在科学计算领域的奋斗根据在某专业数学软件资源库的检索结果,截至2023年元月份,可以检索到的科学计算、建模仿真、工程分析计算机程序代码及软件包大概有四万多种,其中进入到大众传播领域的科学计算商业及开源软件包大约有一百多种。在这一百多种软件中,广为人知的大约有二十多种。在这二十多种软件中,经常被拿来做各种算例进行性能分析的无外乎MATLAB、MATHMATICA、MAPLE、Scilab、Octave、C/C++语言及其相关库、R语言及相关库、Python语言及相关库、Julia语言及相关库,RUST语言和Mojo语言也有可能在较近期的未来进入这个列表。从这个角度看,MATLAB和Scilab都算是很优秀的软件了。然而,令人遗憾的是,这个领域市场形态是非常典型的“蝌蚪”形态,头部赢家通吃,余者花式图存。所以头部的MATLAB被誉为工科神器,MathWorks公司拥有十亿美元量级年收入和七千人团队,而产品技术看起来相差不多甚至颇有特色的其他几家竞品无论是从用户数量、团队规模以及企业营收方面都要比MathWorks少一个/几个数量级。这是过往数十年里由各自不同的技术-企业-市场-社会之互动塑造而成的产业格局,并不是可以单纯依靠微观层面的产品功能和技术性能可以解释清楚的问题,这是技术经济学和技术哲学的研究领域。即使是像原子弹这样揭开新时代序幕的战略级武器也只敢说是“极大加速了战争进程”而不是说“因为有原子弹所以就赢得了战争”。同样的道理,一款科学计算软件不能也不可能因为其表面的相似性和开放性就无条件具备颠覆市场格局、补齐产业短板的力量。Scilab软件和Matlab软件,其开发与推广几乎是同时起步的。1979年,Cleve Moler在美国新墨西哥大学的数学课堂上,为了方便学生访问LINPACK和EISPACK数值计算软件,使用Fortran语言编写了第一个MATLAB程序。1982年,法国计算机科学与控制研究所(INRIA)的两位工程师François Delebecque和Serge Steer在Fortran版MATLAB程序的启发下,开发了计算机辅助控制系统设计(CACSD)软件Blaise,目的是为研究人员提供一款用于自动控制领域的软件工具,这款软件是Scilab的前身。1983年,在斯坦福大学读工程硕士的Jack-Little接触到了MATLAB,并在Moler的支持下为IBM-PC开发了商用版MATLAB,随后为MATLAB制定了商业计划,核心只有三点:(1)目标市场是科学与技术社区;(2)面向视窗操作系统和UNIX环境,要为工程师们创造类似于Lotus软件带给业务人员的体验;(3)以内核为基础,发展垂直产品线,占领工程市场。1984年12月7日,Little和Moler等人在美国加利福尼亚创建了MathWorks公司。1984年11月26日,INRIA孵化了旗下第一家科技公司Simulog,这家公司的主要业务是对INRIA及其他研究机构的先进技术成果进行技术转移和技术应用,服务内容包括软件销售、软件开发、技术支持、技术研究及咨询等,这项业务后来被称作“新技术的工业化”。Simulog公司将Blaise软件改名为Basile进行商业推广。Simulog公司的业务很成功,在之后的三十年里为欧洲的工业软件企业和行业用户提供了数十款软件产品及构件,孵化了九十多家公司。但Simulog公司对Basile软件的推广却是以失败告终的。Scilab在最开始的时候本质上是一款商业化失败的产品,由于INRIA的非商业化的扶持和保护,才在免费开源的模式下获得了持续发展的机会。在几年之后,1990年代初,Sumulog公司停止了对Basile产品的销售。INRIA又重新接过了Basile软件,将其改名为Scilab,并组建了Scilab小组继续开发这款软件。Scilab小组除了Scilab软件的两位创始人之外,又招募了来自法国国立路桥学校(ENPC)的Jean-Philippe-Chancelier和来自INRIA的Claude Gomez, Maurice Goursat,和Ramine Nikoukhah,六名研究人员构成了Scilab的核心开发团队。之前失败的市场推广经历促使INRIA决定将采用免费开源的方式发展Scilab软件,并在1994年1月2日发布了Scilab的第一个正式版Scilab1.1,这样一直到2002年底发布Scilab2.7版本,Scilab软件一直都是由INRIA内部的Scilab小组开发。图:Scilab的发展历程免费开源的模式让Scilab重新焕发了生机。2003年初,随着越来越多地人下载和使用Scilab,为确保软件未来的持续发展,INRIA创建了产学融合的Scilab联盟进行Scilab软件的开发、维护、支持及推广。2005年,从Scilab 5版本开始,Scilab联盟开始使用Java语言开发Scilab,从此时期,Scilab软件开发变成两个分支,一个是由Scilab联盟开发的Scilab/Xcos分支,另一个是由法国国立路桥大学的Metalau项目团队开发的Scicoslab分支。图:Scilab联盟的创始成员工业软件产品不可能闭门造车埋头发展,不管采取什么样的方式都必须要构建/融入行业应用生态,这一点Scilab走对了才获得了继续发展的机会。2008年,Scilab联盟并入法国Digiteo研究网络,提出了“以工业化的方式开发Scilab”,他们期待工业应用能带来软件创新,期待开源能带来质量。也就是从这时起,Scilab开始以GPL许可的方式进行分发。与此同时,Scilab的工具箱机制允许用户基于Scilab开发应用程序,这些应用程序可以使用GPL协议之外的其他商用或开源协议。随着行业用户数量的增长,围绕着开源软件的服务需求迅速增长,Scilab又一次嗅到了商业化的契机。2010年6月,在INRIA的支持下成立了商业化的Scilab Enterprise 公司,目的是在经典开源业务模式的基础上,提供更专业的Scilab服务与支持。Scilab Enterprise从2012年7月以来从INRIA全面接管了Scilab的开发与版本更新。新一代的科学计算软件,其核心能力及能力发展方向是对行业先进工程设计方法的支持,是对行业未来技术发展方向的响应。在大量的工程服务项目之外,Scilab Enterprise认识到繁荣的应用生态必须建立在强大的产品能力基础上。有技术吸引力和应用扩展性的产品研发项目不仅是面向未来发展的能力保障,也是开源软件开发资金的重要来源。Scilab迈向了云端,因为Scilab团队发现,大量行业用户并不是直接使用Scilab产品的软件功能,而是基于Scilab提供的功能进行应用开发。在这种场景中,与其说Scilab的竞品是MATLAB,不如说其真正的竞品是Excel。Scilab团队还发起了一系列能力拓展项目,ARGO项目为Xcos带来了嵌入式代码生成的能力;COLOC项目带来了高性能计算平台上的协作能力;CLARITY项目支持构建面向MBSE的开源生态系统;MECASIF项目进行了面向未来科学计算与系统仿真融合的有限元分析及模型降阶能力。一个技术优秀而商业瘸腿的软件公司在市场中竞争,就好比六岁稚子怀抱千金招摇过市。在Scilab团队尚不清晰如何在市值60亿美金的仿真与分析软件市场打响名号时,还在探索匹配其技术能力的业务发展策略时,早已有静悄悄的大鳄盯上了他。2017年,Scilab Enterprise公司被ESI集团收购,Scilab软件的开发运营团队转入ESI集团。ESI集团宣称其拥有运营开源工程科学软件OpenFOAM的经验,希望在Scilab软件的基础上打造一个更强大的免费开源数值计算软件。2017年2月,ScilabEnterprise公司被ESI集团收购,Scilab软件的开发运营团队转入ESI集团。ESI集团宣称其拥有运营开源工程科学软件OpenFOAM的经验,希望在Scilab软件的基础上打造一个更强大的免费开源数值计算软件。但业界普遍认为,ESI集团对Scilab的收购,是为了完善其虚拟样机解决方案,帮助行业用户客户在 “产品生命周期管理”(PLM)框架中构建的数学分析模型,从而在进行详细的(0D-1D到3D)设计、分析仿真前,工程师可以通过构建0D-1D模型快速探索设计的优化选项。 有人说ESI集团收购Scilab是为了以平滑的曲线获得Scilab在免费开源模式下培养的用户社区和生态,但四年后ESI集团发现生态已经没有了。2021年,ESI集团进行战略调整,将Scilab软件产品划入“非核心业务”范围。2022年,达索系统收购了ESI集团的Scilab业务,Scilab团队加入达索系统,并发布Scilab 2023.0.0版本。Scilab软件又一次埋没在了庞大的产品目录深处,即使是从达索系统业界一流的3D体验生态中也看不到由Scilab软件支持的科学计算板块。虽然Scilab号称是“最完美的MATLAB”替代,虽然有代理商宣称Scilab的用户社区已经超过了百万量级,但作为欧洲科学计算与建模仿真软件代表的Scilab不仅没有在本乡本土的欧洲打赢MATLAB,甚至没有基调三大数学软件中的任何一个,只是以开源产品、技术构件、业务单元的形态流落辗转在不同的产学研主体之间。虽然所有工业软件发展的最终目标都是建立生机盎然的行业应用创新生态,但是免费开源和商业闭环二者是互补互促的关系,而不是相互替代的关系。Scilab作为欧洲开源工程科学软件的一朵奇葩,在过早地商业化中夭折,这也是ESI集团业务衰退的缩影。在低价出售Scilab业务不久之后,作为欧洲工业软件支柱之一的ESI集团被美国是德科技收购。这或许就是冥冥之中的天意吧,欧洲的Scilab,还是留在了欧洲。2.2 Scilab在中国中国并非没有给过Scilab机会,而且是两次。早在2000年代,中国科学院自动化所和法国INRIA联合创办的中法信息、自动化与应用数学实验室就在国内大力推动发展和普及科学计算自由软件SCILAB,他们组织了基于SCILAB平台的应用软件比赛,又出版SCILAB相关的书籍,以便让更多的同仁们了解和掌握SCILAB。在近十年的时间里,举办了一系列推广普及活动。图:Scilab在中国举办的一系列赛事图:某次Scilab相关赛事的广告这一次,中国没有选择Scilab软件。得益于互联网的记忆,我们可以查到当时的一些蛛丝马迹,以管窥这一波“退潮”的因由。其一,推广Scilab软件,是中科院自动化所中法信息、自动化、应用数学联合实验室 (LIAMA)在进行中法科技合作中偶然“捡”起来的一个分支。在2007年以前的十年中,有1000多名中法科技人员联合进行了100多个研究项目。Scilab推广在起初甚至不是一个项目。即使后来获得了863计划的支持,但是在LIAMA十周年的新闻报道中,也只提了一句:“实验室积极推广开放源代码的科学计算软件Scilab,这种软件目前在中国得到普遍使用,亦用于中等教育中”。Scilab在中国的主要推手,已故中科院自动化所研究员、在2000-2005年担任LIAMA中方主任的胡包钢先生在这个时期的主要科研领域是植物生长建模、仿真与可视化,合作研究的主要成果是GreenLab植物生长模型,并没有跟Scilab有明显的联系。当时的法方合作者、后来被授予“友谊奖”和“James C. Maxwell Award奖”的法国国际农业研究发展中心(CIRAD)研究员Philippe de Reffye教授在项目中使用SCILAB 软件开展了植物建模方面的研究。实验室2001 年4月9日-11 日在北京举办“2001 年科学计算软件-SCILAB 研讨会”,从此之后胡包钢先生就开始了在中国推广Scilab的征程。但当时推广Scilab的出发点可能更多的是着眼于“反盗版、软件规范化”。胡包钢先生在后来的采访中也坦言:“这个工作是业余的,算不得研究成果”。图:中关村期刊对胡包钢先生推广Scilab的报道。图:Philippe Verchere de Reffye,图片左下角是他与胡包钢先生合影。图片来源:澳门科技大学网站https://www.must.edu.mo/cn/fie/news/55273-article1128105844-c图:胡包钢先生在2003年Scilab研讨会上的书面发言其二是资源来源的“863计划”支持项目的变迁。目前可查到,先后有两个“863计划”项目主要用来支持Scilab的推广。2003 年-2004 年12 月,中法实验室与西安及北京地区等单位共同获得了国家863计划资助,项目名称为“开放源代码软件SCILAB 的开发及在中国西部教育的推广应用”。到了2007年,新的支持项目就变成了“基础教育科学计算服务社区工具箱开发和应用(2007AA010609)”,是贵州师范大学获得的首个科技部863专项,主要研究开源计算软件的开发及推广。值得一提的是,网上有一个名叫“共创软件联盟维护863开源项目”的虚拟组织,其长长的开源项目列表中,Scilab排在末尾,并且是唯一一个没有有效连接的项目。据网友反馈,这一波Scilab中国推广的资源网站大约是在2017-2018年之间被关闭了。图:失效的Scilab中国项目链接此外,或许还有一点人事和组织变迁的因素在里面。早期将Scilab引入中国的Philippe de Reffye教授只在中国呆了三年。作为主要推手的LIAMA第二任中方所长(2000-2005)胡包钢先生,在2006年之后就再未见到担任学术领导职务的报道。胡先生的前任,LIAMA第一任中方所长、中科院自动化所研究员、欧美同学会副会长马颂德先生,在卸任LIAMA中方所长之后,担任的职务是科技部主管863计划等系列高科技 发展计划的副部长。2008年国家大部制改革,科技部的部分职权转移到了新组建的工信部。工信部新组建了软件服务业司,并创造了如今流行的“工业软件”这个产业名词。2008年10月28日下午,中科院自动化所中法信息、自动化与应用数学联合实验室(LIAMA在自动化所举行了旨在建立新的LIAMA联盟的第四期合作协议签字仪式,对实验室的组织机构及合作伙伴制度做出重大变更。这一年之后,就再未见到中科院系统在中国举办Scilab竞赛。2009年在豆瓣上出现了一个帖子,网友们纷纷留言“强推”,“不好用”,“界面丑”,或许可以算是一点点用户声音。胡包钢先生之后在人工智能领域主攻“广义约束”方向,但同时也在持续推广Scilab软件。在中科院的官网上,留存着一则报道,2016年的某一天,胡包钢先生和其他科学家向贵州中学生们进行科普宣讲,胡先生宣讲的主题就是科学计算和Scilab软件。Scilab第二次在中国的推广就是ESI中国公司的商业行为了。在ESI集团收购Scilab事业公司后,在三年多的时间里,ESI集团与中国航发集团的合资公司航发伊萨大力推动Scilab和SimulationX的整合,并在航空航天行业推广以此为基础的MBSE解决方案。科学计算与系统建模仿真的技术/产品整合失败了,Scilab业务就成了边缘非核心业务被廉价出售给了达索系统。3.指望Scilab解决“卡脖子”问题是无稽之谈“卡脖子”这个词在中文语境中出现了两次。一次是在1996年左右,当时中国航天正在进行质量提升,在一些相关文件中提到了质量“卡脖子”,指的是由少量电子元器件的低质量引发的大系统不可靠现象。另一次大约出现在2017年后,由美国时任总统特朗普利用行政手段打破自由贸易原则而凸显出的供应链安全受到破坏与威胁的现象。科技日报曾发表系列文章列举了制约我国工业发展的35项“卡脖子”技术,其中包括核心工业软件和航空设计软件。MATLAB归属于中国工程院制造强国咨询委员会列举的“工业基础软件”类。哈工大和哈工程的“MATLAB禁运”事件算不算是“卡脖子”、“卡脖子”这个问题是否成立有待商榷。软件“卡脖子”是产业问题,是在非常高水平的工业和工业科技前沿才会凸显的现象,这是商用软件和市场化竞争的战场,从直观层面讲是考验的是相关产业生态的自适应性,从战略层面讲考验的是一个国家工程科技发展能力和全球产业竞争的供应链攻防战力。影响到华为、航天、比亚迪、小米这样的全球一流企业研发及运营效率,这叫“卡脖子”。影响到二流工科生水论文画界面,这不叫卡脖子,这叫磨炼人才或淘汰米虫。那些在求学阶段肤浅的将商用软件能力错认为自身工程能力的年轻人,在读了理工科的硕士甚至博士出来后,说不定会惊奇地发现要去跟学文科甚至是学艺术的竞争美其名曰“建模仿真工程师”的软件操作工岗位,说不定还会败下阵来。这不是段子,这是已经发生且愈演愈烈的现实。别看流量掮客们节奏带的high,呼唤“法国科学院”带着“自由开源”的Scilab施恩中国,ESI集团自己也不认为Scilab具备替代MATLAB的能力。2020年的8月,在“禁运”事件发生后的两个月,ESI集团发布了新产品预告,要用一个名为“ESI-Studio”的新产品完成对MATLAB/Simulink的替代。他是这么说的:“现阶段ESI-Studio的覆盖了分析脚本中90%的MATLAB函数,通过定期增加附加功能,完成对MATLAB和Simulink的替代。”他选择的是多语言集成方案,“使用一个Octave内核来提供与MATLAB脚本的兼容性,并使用一个Scilab内核来开辟新天地。python内核的集成正在进行中…将定期增加附加功能”。而且,更重要的是,开源并不免费,而是“与MATLAB和Simulink每年的维护费用相比,使用ESI-Studio节省的成本约为40%;与租赁或购买新的许可证相比,节省的成本更大,可达80%。”图:ESI集团在2020年8月份的广告然后呢?我们现在看,这个ESI Studio的产品在哪里?Scilab在哪里?ESI集团在哪里?作为商用工具软件,其存在的基础就是对高效工程设计方法的支持。1990年代,在模型驱动架构(MDA)等软件工程方法指导下,在美国空军及洛克希德马丁公司新一代战斗机航电系统开发需求的牵引下,MathWorks公司在行业用户手把手的指导和验证中,MathWorks基于新生的Simulink建模环境开发出了“嵌入式代码生成”能力,并总结出“基于模型设计”(MBD)的工程方法。在随后的二十多年里,在与各行业龙头企业持续不断地交互、迭代和验证中,直到2018年左右才基本完成了MBD方法及其工具链。这是一套非常庞大和严密的产品/技术体系。我就举一个很简单的例子,MATLAB 2023a版本,有一个用来保证MBD方法对各种目标硬件适用性的附属安装包,这个安装包的大小是30GB左右,比MATLAB 2023a自身的安装包(不带帮助文档)还要大一些。而Scilab/Xcos的嵌入式代码生成能力,是在2012年之后通过欧洲ARGO项目添加的,这是一个联合项目,项目还在扫尾呢,Scilab Enterprise就被ESI集团收购了,而ESI集团他直到被收购就没跨出机械域啊。图:欧洲ARGO项目试图开发MBD支持能力在能够支持工程方法的前提下,工具的专业性和效率决定了工具的应用前景。工程师不玩虚的也不看市场报告,工程师对工具的要求就是“快不快,稳不稳”。有很多软件,真的不到工程现场就不知道有多慢(烂)。如下是欧洲人自己测出来的在雷达信号处理场景中的科学计算与建模仿真软件(语言)性能测例。不懂专业没关系,会看图就行。从图中可以看出,两个开源大咖Scilab和Octave,在各种测试场景中那真是慢的惨不忍睹。也就在LMS算法场景中,Scilab的性能比Octave好一点,在大多数场景中Scilab的性能都是垫底的,跟MATLAB、Python、Julia之类差了数量级了。再说一遍,Scilab是真的慢,垫底啊!同时,也发现了一个很有趣的现象,最快的竟然不是被你们封为“神器”的MATLAB,而是2012年才发布0.1版的Julia语言。从另一张图可以对Julia的速度做一个直观解释:Julia有能力调动更多的计算资源,用算力换速度,以血换蓝。难怪这帮搞硬件的这么力挺Julia,这是消费算力的“大客户”啊。就凭这一点,我就敢断定Julia如果在中国推开了,前景绝对好。毕竟软件的尽头是硬件,硬件的尽头是能源。看看这些年全国各地大干快上了多少算力项目,多少电力项目,就知道这种有能耐消费算力的大客户未来会有多么地受欢迎。更何况据说一些需要玩张量计算的高端科研项目,比如量子物理之类的,用Julia特别合适,据说是跟语言的设计有关,这就不是我能说清楚的了。然而,Scilab这么慢,Julia这么快,而Julia也是开源的,是不是直接把Julia拉过来就能解决“MATLAB禁运”的问题了呢?以下的内容我是冒着法律风险在讲了。这个说法有对的成分在里面,因为在目前国内主流的MATLAB替代方案中,基于Julia及其底层LLVM编译器生态的技术确实是占据了一定的份额。但这个说法肯定是不对的。国内某厂商在很早很早之前,甚至可能是2020年之前就确定了基于Julia语言标准做产品,并很快做出了国际领先的Julia IDE,因此在2020年的时候与几个行业龙头一拍即合,基于Julia做方案。然后这公司的相关团队就陷入了极其苦逼的三、四年,据说为这事加班加到某行业著名卷王企业都觉得某公司的人更卷。就不说那些什么多语言支持、MATLAB/Simulink无缝转换、多目标硬件编译、用户体验之类的“硬核”问题了。就说性能这一点,尽管Julia已经比MATLAB快了这么多了,但行业用户还是觉得不够快。“卡脖子”的和被“卡脖子”的,都是发生在产业高水平的“雪线”之上。破解“卡脖子”问题,与其说是登顶珠峰的竞赛,不如说是守护开放市场的战役,需要的是激烈市场竞争中锤炼出的精兵强将。革命不是请客吃饭。这就是为什么以华为的战力,也要用好几年的时间,才发布盘 古科学计算大模型迈进了数据驱动的第四范式;苏州同元为了做一点“不止于替代”的事情,在二十多年积累的基础上,用了四年的时间投入了数千人/年的资源,才敢在发布新一代科学计算与系统建模平台MWORKS 2024版时说一句“第四选择-中国方案”。纵观中国工业软件发展历史,有多少老先生为之投入半生心血却湮没无闻,有多少人在为之通宵达旦殚精竭虑,有多少人在无声之处酝酿惊雷。自己人和自己人倾注全部精气神的奋斗,才是关键时刻靠得住的。全文完,感谢阅读!声明:上述所有提及或未提及的微 信文章,所有文章从素材到内容都是本人在业余时间在互联网上独立搜集、提炼、生成,所有注明或未注明的引用材料本人都有源文件备份。除笔者自购书籍及受赠书籍外,本人从未从任何线下实体机构获取相关知识材料,也从未使用任何线下组织的专有材料。所有内容只代表本人阅历、判断、主观观点与情绪,不保证正确性与规范性,不代表本人在任何时期从事学习或服务的机构观点。如有侵权或异议,请随时私信联系。来源:山涧果子

未登录
还没有评论
课程
培训
服务
行家
VIP会员 学习计划 福利任务
下载APP
联系我们
帮助与反馈