前幾天我與一個高科技制造企業的朋友吃飯,聊起他們一個高難度的復雜項目進展,問他們遇到的難題是什么?
出乎意料的,我得到的答案不是任何技術難題,而是設計與制造之間的鴻溝。設計出來的東西,大規模制造就遇到了從良品率到組裝效率的各種問題。這個難題,可能是大部分不在制造業中浸淫過的朋友不曾想到的。
正好,我前陣子參加了一個會,一個乍一聽大名鼎鼎,仔細看又很陌生的企業,致力于解決的正是這個問題。這個企業,就是二十年前進入中國市場的達索系統公司。
起點:從航空到軟件
達索系統(Dassault Systèmes)的名字,來自法國的達索航空。
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上世紀70年代,達索航空為了提升飛機設計效率,開發了最早的三維計算機輔助設計軟件。1977年,這個軟件部門被獨立出來,逐漸演變為今天的達索系統。
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1977年誕生的CATIA,是世界上最早的CAD軟件之一
它從航空業出身,自然帶著對精密和安全的苛求。后來,這套軟件方法被推廣到汽車、船舶、建筑、生命科學等領域。如今,幾乎世界上每一架在天上飛的飛機,都在研發階段用過達索系統的軟件;而在大街上行駛的十輛汽車中,有七輛的研發環節與它有關。
數字孿生:用數學描繪世界
達索系統的核心理念,是數字孿生(Digital Twin)。它通過建模、仿真、驗證,把產品在物理世界的運行過程,在虛擬世界中完整再現。
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一個設計從構思開始,就能在虛擬環境中經歷完整的生命周期:
建模:三維設計建立數字形態;
仿真:多物理場分析驗證性能;
制造:工藝與供應鏈被數字化管理;
運營:虛擬孿生與實物實時對照,預測維護。
達索系統最新的 GEN 7 戰略,更是把人工智能嵌入這一鏈條的每個環節,形成“工業AI”。這讓幾十年積累的工業經驗得以被提煉為算法,讓迭代從依賴經驗轉向依賴數據和模型。
軟件矩陣:從CATIA到BIOVIA
支撐這一理念的,是達索系統龐大的軟件矩陣:
CATIA:源自航空的三維設計平臺,擅長復雜曲面和結構。
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CATIA的應用界面
SIMULIA:多物理場仿真工具,涵蓋力學、熱學、電磁等。
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SIMULA對飛機流場的模擬
ENOVIA:產品生命周期管理系統,保障可追溯與合規。
DELMIA:制造與工廠仿真,實現數字化生產。
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DELMIA可以創造一個數字化虛擬工廠,避免真實工廠里各種位置和流程的沖突
BIOVIA:生命科學與材料科學的分子建模和實驗管理平臺。
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生物也是一個與位置有關的復雜系統,特別是像蛋白質折疊這種問題
它們的共同點是:一切都圍繞統一的數字模型展開。設計、仿真、制造、運營不再是割裂的環節,而是連續的流。
醫學與生命科學:從心臟到大腦
數字孿生不僅應用在飛機和汽車上,也被延伸到最復雜的系統——人體。
達索系統在生命科學領域推出了 “Living Heart(數字心臟)” 項目,構建出高度精細的虛擬心臟。醫生可以在其中模擬心律失常、瓣膜缺陷,嘗試不同手術方案或植入器械的效果,而不必冒著病人風險反復試錯。
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隨著技術進展,它的腳步延伸到數字骨骼、呼吸系統乃至完整的虛擬人體。醫療器械廠商可以用仿真來驗證關節假體或支架的長期表現;藥企則能在虛擬器官上測試藥物分子的作用機理,從而縮短研發周期。
更前沿的探索,是腦科學項目。達索系統與科學界合作,試圖建立虛擬大腦的仿真模型:
在腦血流層面,利用流體力學方程模擬血液循環;
在神經元層面,則用電化學方程描述信號傳導。
通過這種方式,科學家能夠在虛擬空間里研究癲癇、帕金森病等復雜疾病的機理,嘗試不同干預措施的效果。
在這種視角下,生命的復雜性最終被還原為數學方程。血液是流體,神經是電化學,肌肉與骨骼是力學系統。在達索系統的眼中,生命可以被建模、被仿真、被驗證。
與高域的合作:飛行汽車的數字化孿生
在今年的制造業高峰論壇上,一個典型案例引人注目:達索系統與廣汽高域科技的合作。
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高域是廣汽集團孵化的低空出行品牌,成立于2024年,專注于電動垂直起降飛行器(eVTOL)。它的兩款產品——多旋翼的GOVY AirCab(城市短途)和復合翼的 GOVY AirJet(城際擺渡),70%的零部件來自汽車供應鏈,國產化率達90%。
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高域AirCab
飛行汽車既要滿足航空的高安全性,又要像汽車一樣實現規模化生產和成本控制。為此,高域引入了達索系統的數字化工具鏈:
PLM系統拉通設計、制造和維護,確保適航認證要求下的可追溯性;
虛擬孿生幫助完成百萬小時級別的飛行仿真,節省了巨額的實物驗證成本;
系統工程方法打通跨學科團隊,從電動系統到智能座艙,實現全流程協同。
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高域AirJet
高域CEO蘇慶鵬形象地說,“設計是為運營服務的”。這種從一開始就考慮運營安全的思路,正是工業軟件與低空經濟結合的核心。
融合與未來
從航空到汽車,從心臟到大腦,達索系統始終在重復同一個邏輯:把復雜世界轉化為模型,再用算力去驗證和優化。
這種方法正在推動產業的邊界消融。汽車廠可以造飛機,ICT企業能和工業軟件公司攜手,家電廠甚至也能跨界做機器人。因為當一切都被抽象成方程和模型,行業之間的壁壘就逐漸變得模糊。
所以,當未來的某一天,我們抬頭望見城市上空的飛行汽車,或者看到醫生在虛擬大腦中測試新的治療方案時,也許會意識到:達索系統所堅持的數字孿生哲學,正把看似混沌的現實,逐步還原為可計算、可預測的秩序。
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在它的眼中,飛機的氣動流場與心臟的血流并無本質差別,神經元的電信號與電路的通斷同樣可以被寫進方程。萬物皆可建模,生命亦不例外。
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