中科大九韶内核AMCAX:下一代科学计算与工业软件内核 ...
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2023-09-29 08:21:59
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来源:科创中国

2022年9月21日上午,新一代CAD/CAE工业软件内核亮相“2022世界制造业大会”软件专场发布活动。中国科学技术大学教授、安徽应用数学中心执行主任、九韶科技首席科学家杨周旺隆重推介了完全国产自主可控的新一代工业软件内核——科大九韶内核。





工业设计软件作为“工业制造的神经中枢”,是数字经济时代工业领域的“皇冠”,国内高端制造的CAD/CAE软件基本被国外垄断,工业软件内核面临卡脖子难题。

中国科大九韶团队由鄂维南院士领衔,2018年策划布局工业软件的国产自主研发,围绕破解我国研发设计类工业软件CAX卡脖子难题的总体目标,构建三维设计、分析、制造一体化的数学理论和高效算法,取得最前沿理论和原创算法突破,研发了国产自主可控的下一代工业软件内核(科大九韶内核)。科大九韶内核具备如下原始创新特色:复杂造型敏捷化、设计分析一体化、工程设计智能化,作为重要科技成果入选中国科大首批知识产权赋权试点项目。







科大九韶团队积极为国产工业软件产商研发完全国产自主可控的工业软件提供内核支撑,解决工业软件的“卡脖子”难题。目前已有5款基于科大九韶内核的国产工业软件成功部署应用在家装、建筑、矿山、机械装备、芯片量测等行业,初步构建基于下一代内核的国产工业软件生态雏形。

发布会现场还展示了科大九韶内核在家具模型设计,建筑模型族设计,BIM智能装配,五轴加工机设计、仿真及刀路规划,芯片量测参数化建模的落地案例。

2020年由安徽应用数学中心负责人、中国科大博士生导师杨周旺教授深知“中国的工业软件主要落后在内核,安徽应用数学中心应主动扛起中国自主高端工业软件内核研发的责任”,决定自主研发国产几何内核即科大九韶内核AMCAX,解决在工业软件CAD/CAM/CAE领域的卡脖子的问题。杨周旺教授表示,“如果没有商业应用场景,几何内核开发就是闭门造车,无法落地”;三维家在产业服务实践中,也认识到自主可控几何内核的重要性,以提升三维家软件产品的质量。由此,双方达成合作,由安徽应用数学中心团队负责内核研发,三维家团队在家装行业进行应用层转化。三维家根据市场和技术发展,对几何内核提出需求;同时,三维家的测试反馈,也会让几何内核不断健壮。

相比于国外发展了二十余年的商用内核,国产内核诚然需要加快追赶步伐;但从另一个角度来看,基于云的工业软件中外是处在同一起跑线的,这也是中国工业软件实现弯道超车的绝佳契机。以中国科大九韶内核为例,其既要满足快速产品设计、云端渲染、前端实时渲染,又要满足后端制造的需求,反而比传统内核更能适应当前的技术要求。中国科大九韶内核支持多边形建模、UV展开、自适应细分、高精度转NURBs曲面等功能,这些技术在国际上都极具引领性。

1.从基础研究到科技成果转移转化的新型产学研平台

“科创中国”工业软件创新基地,依托于中国科学技术大学,建设主体为安徽应用数学中心。安徽应用数学中心于2020年8月由安徽省科技厅批复组建,依托中国科大数学及其交叉学科优势,构建了“1+3+N”(一个中心+三个分中心+N个企业)的协同创新体系,开展前瞻性、战略性和应用性数学研究,为我国先进制造、物质科学、生命健康等领域数字技术的变革性原创突破提供数学理论和应用基础支撑,是从基础研究到科技成果转移转化的新型产学研平台。



2.聚焦科学计算与工业软件,加快打造科技创新策源地

工业软件是制造业的中枢神经系统,在产业链中发挥关键作用。安徽应用数学中心构建数字技术的数学基础与应用的创新链条,聚焦下一代科学计算与工业软件:围绕破解我国研发设计类工业软件CAX“卡脖子”难题的总体目标,构建自由曲面设计、分析、制造一体化的数学理论与高效算法;融合最前沿理论和原创算法,持续研发和发布国产自主可控的下一代工业软件内核,具备如下原始创新特色——复杂造型敏捷化、设计分析一体化、工程设计智能化。

3.面向国家重大需求,构建国产工业软件合作生态

国产工业软件的落后一方面在于技术差距,另一方面在于生态落后。安徽应用数学中心基于自主研发的几何内核(科大九韶内核),为国产工业软件产商研发完全国产自主可控的工业软件提供内核支撑,解决工业软件的“卡脖子”难题。目前已有5款基于九韶内核的国产工业软件成功部署应用在机械装备、矿山、建筑、家装等行业,初步构建基于下一代内核的国产工业软件生态雏形。

4.围绕企业需求,提供数学理论与算法支撑

安徽应用数学中心一方面凝聚国家、产业重大需求,同时在需求牵引的产学研合作中判别是否可以提炼为普遍性、世界性问题的“重大挑战”,在解决企业实际难题的同时对基础研究形成倒逼,满足科研人才自身发展所需。在应用研究方面,与福昕软件、志邦家居、广东三维家、讯飞医疗、大智慧财汇、工布智造、海赛未来等10余家企业开展了一系列合作研究,切实解决了相关企业的核心技术难题,成果已进入产业应用,产生了很大的社会和经济价值。

5.市场化资源配置,提高科技成果转化孵化服务水平

安徽应用数学中心以强大的基础研究和广泛的产学研合作为基础,构建科技成果应用价值评价体系,以市场为导向、资本为翅膀,灵活探索产学研合作模式,以市场化方式组建了一支能理解技术、又懂产业和资本的队伍。一方面主动对接产业、筛选合作企业,建立产学研合作开展概念验证;另一方面,对于主动寻求开展产学研合作的企业的需求予以抽象化和评估,在与中心定位的契合基础上评估需求抽象后问题的基础性与广泛性。同时,为产学研合作企业提供开发人员驻场等条件,较之传统的“分裂式合作”真正实现联合协同创新,解决“需求匹配-消化吸收-工程化”难题。


通过中心评估予以孵化为企业的科技成果,依托中国科大赋权改革制度设立公司,由专业队伍在早期辅助建立工程化、商业化团队,完成股权融资,挖掘早期标杆客户开展概念验证,开展行业研究、辅助产品定义,助力团队完成从0到1的迭代试错。中心科技成果通过落地应用和转化,孵化了3家科技创新企业。


安徽应用数学中心本次认定为“科创中国”中国科学技术大学产学研协作类创新基地,未来将进一步优化产学研协作的创新机制,完善以基础研究引领应用研究、以应用研究倒逼基础研究的创新链与产业链循环体系,从产业化思路打通创新链、产业链。

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