11月10日-12日，由中国汽车工业协会和武汉市人民政府共同主办的“2023中国汽车供应链大会暨第二届中国新能源智能网联汽车生态大会”在武汉经开区举办。本届供应链大会以“踔厉奋发，攻坚克难——打造安全、韧性、绿色汽车供应链”为主题，设置了“1场战略峰会、1场大会论坛、9场主题论坛”共11场会议，围绕供应链安全与布局、新型汽车供应链打造、传统供应链升级、全球化发展等热点话题进行深入交流与探讨，寻找构建世界一流汽车供应链的对策、方法和路径。其中，在11月12日上午举办的“主题论坛八：数字化赋能汽车产业链新发展”上，南京天洑软件有限公司首席战略官刘国威发表精彩演讲。以下内容为现场发言实录：

　　感谢中国汽车工业协会给我这样一个机会跟大家交流一下我们简单的想法。
　　陈秘书长刚才讲到时间问题，后面还有两个报告，我控制一下时间，争取20分钟结束我的报告。
　　我汇报的题目是设计仿真优化一体化软件平台，今天上午的报告非常精彩、非常丰富，京东讲供应链，东风讲整个汽车企业数字化，刚才也讲了标准问题。我觉得非常丰富，还有上海商品期货交易所讲了金融，整个数字化是非常庞大的一个体系。
　　我要讲的事情主要是聚焦在研发设计这块，还是非常聚焦这一部分的。
　　之前得到一个通知就是说我参加一个汽车供应链的会，我说我之前没有参加过，我赶紧找了找汽车供应链的数据，可以看到，一方面新能源汽车增长得非常快，渗透率也非常高，另外一个，就是汽车零部件净利率是在下降的，费用率也是在下降的，汽车中有一个费用没有下降，就是研发费用没有下降，还在增加。所以这里面得出两个信号，就说汽车行业是越来越卷了，全世界汽车行业是越来越卷，利润率也在下降，大家生存压力越来越大，怎么在竞争中保持自己的优势呢？研发是特别重要的，别的地方可以砍，但是研发投入是不能降的，否则在市场里是难以去生存的。
　　今天我们讲的软件主要聚焦在研发这块，工业软件刚才有专家提到缺芯少魂，之前这块我们国家确实比较薄弱，工业软件分为四大类：研发设计、生产控制、信息管理和嵌入式，这里面市场空间最小的是研发设计，但是我们国家被卡脖子的就是在研发设计领域。研发设计简单来说就这么几个软件：CAD、CAE、EDA，最主要这几个研发设计的软件。
　　今天我们主要讲的就是CAE软件（计算机辅助工程），计算机辅助工程是干什么的？一句话就是解物理方程的，就是我们一些物理现象，比如汽车最关心的是安全问题，安全问题可能涉及到的是强度问题，碰撞情况下是不是安全，流体方面往往涉及到性能问题，比如风阻系数，比亚迪-汉的风阻系数0.233，海豹是0.219，我们国内汽车企业卷得非常厉害，广汽埃安的埃安Hyper GT风阻系数又不到0.2了，是怎么做到的呢？它一方面可以用试验去验证，设计流线怎么样，通过风洞试验计算风阻系数和压力系数是怎么样的，同时可以通过仿真得到，来降低试验成本，如果纯做试验，成本太高了。
　　汽车行业经过几十年的发展，有些仿真是做得比较成熟的，比如碰撞，用真车碰撞还是比较少的，但还必不可少，但现在大量用仿真去做碰撞，真正用试验去校核一下仿真是没有问题的就可以了。所以，我们认为未来仿真用得越来越多，包括风阻系数也是，我们之前最早是吹风洞，有一句话叫“风洞一响，黄金一万两”，风洞试验成本也特别高，用仿真软件效率会更高一些。
　　然后再说多一句，为什么说卡脖子呢？我国之前在研发设计软件，尤其是我们聚焦的CAE之前是被国外软件占据的，国外软件再聚焦一点就是美国、欧洲，再聚焦一点就是美国、英国、德国、法国相关企业，包括CAE，垄断中国95%以上的市场。这块是很可惜的，研发设计软件底层是数学，CAE核心的就是解方程，包括结构方程和流体方程。
　　我们流体解的就是N-S方程，这些方程确实都是国外的数学家推导出来的，推导出来如果没有解析方法求解就用数值的方法去求解。多说一句，我最近在看中国古代数学，我想在数学方面我们能不能增强自信？比如圆周率的推导用到了极限思想，九章算术里面还有解方程的方法，很早我们中国提出来类似高斯消元法的思想。但是西方现在对数学体系用阿拉伯数字和希腊字母完全建立了一套属于他们的数学方法，中国数学怎么样重新引领世界？这个过程我还没有想通。
　　但是我觉得我们还要重新拾回中国数学的自信，目前方程求解的有限元法其实是中国跟美国是同步提出来的，中国有一位数学家叫冯康，他之所以在世界上威望很高，因为他跟美国人同步提出来有限元法，我们现在通用的仿真CAE软件底层用的都是有限元法的思想，但是很可惜中国没有快速把它推广开，反而在美国、欧洲一些国家，随着计算机的发展他们的数学方法应用得很快，并且大量快速进行了市场化，然后占领了中国市场，中国被打了几十年没有翻身。目前我们国家对研发设计软件这方面非常重视，同时也是随着中国汽车产业的发展，中国新能源汽车给我们树立了一个榜样，从传统产业到新能源汽车也是一个华丽的转身，开始从落后到引领整个世界。我们认为好的工业软件和好的工业是相辅相成的，工业软件是用出来的。
　　所以，我们现在也非常容幸赶上了中国新能源汽车高速发展的阶段，我们也希望国内软件能抓住这个机会，重拾中国在数学领域，包括在软件工程领域的信心，我们也希望有一天我们做得比欧美国家做得更好。我下面展示一下几个案例：
　　第一个是智能热流体仿真软件AICFD，就是求解流体流动的方程。多说一句，我读博士的时候有一个感悟，流体跟结构往研究深了之后，发现某些规律是一样的，因为我读博士的时候，我的课题是研究结构的，室友是研究流体的，最后我们一讨论结构、流体很多本质上的规律是一样的，当然这个跟今天报告没有关系，大家有时候去想一想，宇宙的本原是挺有意思的事情。CAE软件的核心底层是数学，再往上是物理学问题，再往上是工程问题，我现在描述的就是一个流体流动问题，比如说这个汽车的外气动案例，通过试验得到的风阻系数是0.243，通过我们仿真软件计算得到的是0.241，现在德国西门子的软件非常成熟，汽车企业用得非常多，可以大量减少真正的风动，我们现在也在跟汽车和研究机构积极合作构建数值风洞，虽然说实体风洞必不可少，但是前期大量的试验可以用数字仿真的方法去替代，减少试验的成本和周期。所以，今天我们的研发设计软件核心的观点就是说提升设计效率，数值方法一定会比真正的试验方法要快很多，提升效率、缩短研发周期。传统燃油车设计一辆车需要36个月，现在很多企业提出24个月了，可能后面研发周期还更短，汽车企业压力很大，我们就希望提出一个强有力的工具，提升车企的设计效率，缩短它的研发周期。所以，我们这款AICFD软件从精度上，这是一个真车，算真车的网格就是5500万的网格，这是跟国外的软件对比，在外气动这方面，精度和效率一点不差，包括稳定性和前后处理还是有些差距，我们替代的话，我们目前能替代达到百分之七八十的程度，我们还需要一两年的努力，可以整个软件一体化替代国外商软。
　　传热的案例也是一样，比如新能源汽车跟传统汽车相比，确实给我们一些机会，新能源汽车核心换成“三电”了，电池、电机、电控，“三电”都关注热的问题，新能源汽车热的问题也是我们必须关心的问题。所以，我们进行了一些相关案例方面的计算，我们现在的偏差都是非常小的，这是电机的散热、这个是IGBT也就是电控的散热问题，这里就不多讲了。
　　刚才是流体的AICFD，这个是结构的AIFEM，天洑软件一共四款产品，是流体AICFD、结构AIFEM、数据分析DTEmpower和优化AIPOD，相对更成熟的是流体AICFD和优化AIPOD，所以我刚才介绍的是流体。我们现在主要就是固体力学，包括模态和强度等方面，显式动力学我们的能力暂时还不具备，这是一个车门下垂分析案例，现在一些头部企业，对国产化这块也是比较重视，现在如果大规模替换不太可能，但在国产的软件汽车企业都在评估。
　　这是芯片热供耦合的计算，这是电机强度方面的分析，这是云图，它实际上就是一个方程求解的过程，其实我们核心的就是去解不同的方程，解结构的方程、解模态的方程、解流体方程、解能量方程等等，然后去替代实际的物理试验。刚才讲我们现在最成熟的两个软件，一个是流体，一个就是优化，这个就是优化，最近的汽车企业对我们优化这块需求是比较多的，包括很多头部企业，也包括造车新势力，为什么呢？
　　我总结之后，我们做这个之前，很多制造业都逆向设计，它不需要优化。我之前和一个工业机器人公司聊过，他不需要优化，这个产品都是仿照国外产品设计的，不能差一毫米，如果算出来的和国外产品不一样，说明算错了，国外产品经过这么多年的优化，它设计那个一定是最优的，所以在优化领域，过去逆向设计来讲用得不是很多。
　　但是随着中国汽车工业发展越来越快，自主研发能力越来越强，怎么样在竞争中去提升产品的优势，优化跟不优化意味着产品上的性能和成本上的差异，优化出来1%，成本可能降低1%，性能提升1%，如果不做优化，可能就差1%，在市场上体现出来的竞争力就差1%，所以现在对优化软件感兴趣还是比较多。优化在性能上和结构上的优化，之前没有这款软件一般的汽车工程师怎么办呢？
　　我们讲设计过程就是一个优化过程，除非是0到1的问题，1到N都是优化的问题。所以我们自研了优化软件，它可以自动去调用CAD和CAE，实现自动迭代过程。同时，它又有自研优化算法，去自动去寻找最优解在哪个地方。所以这个软件的核心在两个，一个是CAE、CAD自动调用，第二是优化算法，按照我们的软件的优化路径自动去寻找一个最优解，让设计师解放出来，设计师可以干别的事情去，可以设计更多的方案，可以实现降本增效的问题。
　　这里举两个问题的例子，一个就是IGBT散热优化，是一个圆柱形的散热，是很整齐的，设计师很自然想出来是最简单的。经过我们的软件优化之后，我们发现从圆柱形变成椭圆形，然后排布从高一点到底一点，整个散热的均匀性方面是可以得到一个明显提升，原来是从手动调节需要花费很长的时间，所以这个明显提升了设计效率。包括电池，电池就想减重，那怎么样去减重呢？也是现在很多汽车企业和电池企业用我们的软件去给他做，智能优化软件去做减重优化，边框能不能再窄一点，自动去给它去跑优化过程，满足强度要求的前提下，这是结构里面用到的一个优化问题，调整它的磁钢V角，怎么样让扭矩最高，很多公司都购买了我们的软件，去做它的优化问题，以前都是手动，效率是比较低的，现在自动化。
　　还有数据分析软件，这个门槛低一点，针对设计，包括刚才车企说到的数据赋能，产生了大量数据，但是这些数据怎么用起来，我们提供数据分析的软件，我们目前主要针对仿真数据或者试验数据，包括电池里面，三元锂怎么样的配方性能更好一些，客户做了很多试验，但这些试验数据怎么利用它的价值，可以用我们的软件去进行分析和挖掘。另外，经常有人问AICFD里面的AI是如何应用的， AI一句话“有规律的东西都可以用AI抽象出来，然后利用它的规律对未来做出一些预测”，然后我们就是通过AI让方程的求解更快一点，我们就是要快，设计周期要再快一点，怎么办？用AI去加速，在方程求解过程中让它去加速方程的求解，这就是在CAE软件里面的一个应用。包括汽车风阻，开通AI之后，计算速度可以提高3倍，如果直接用AI直接预测跳过求解，几秒钟可以出结果，但是这个适用范围也是有限的，但是对于适合的场景是比较好用的。
　　我们天洑软件总部在南京，现在成立12年了，注册资本3000多万，经过了三轮融资，现在发展得非常好，包括汽车企业客户这里列了一部分，还是希望跟汽车企业进行好的打磨，国外好的商软也是跟好的工业企业相互培育出来的，所以我们也希望跟生态加强这方面的合作，我的报告结束了。谢谢。
　　（注：本文根据现场速记整理，未经演讲嘉宾审阅）