□青岛日报/观海新闻记者 周晓峰
电缆网络是为设备供应电力和传递信号的载体,别看它们体型纤细、隐藏在内部,其重要性却不遑多让,堪称血管和神经系统。
走进青岛北辰数智科技有限公司,不禁令人感慨一家仅有几十人的小公司竟有如此的大能量——参与了长征五号运载火箭、梦天实验舱等航天器的三维电缆网络设计工作,并延伸到矿机、船舶、石油钻探等民用领域,在星辰大海间展现着青岛智造的力量。
“我们有两大目标,一是让国产工业软件真正实现更广阔的商业化应用,二是改变非标产品制造的行业现状,从过去没有电缆图纸、靠工人摸索,变成类似航空航天、汽车行业的预制线束方案,大大提高总装效率、降低生产成本。”用航天级的产品赋能制造业,北辰数智创始人、总经理满海锋相当有信心。
打造“工业制造大脑”
工业软件是公认的“工业制造大脑”,美国国家航空航天局(NASA)很早就开始研发工业软件来代替人工制图,法国达索公司为航空航天、汽车、机械电子等行业提供软件服务,德国西门子公司的软件产品广泛应用于各个高精尖产业……
与欧美国家相比,中国工业软件整体起步较晚,在多个环节仍受制于人。据《2021年中国工业软件发展白皮书》显示,我国国产工业软件占国内市场份额仅约为6%,同时在研发设计软件、生产管理类软件、平台及工业App等细分领域仍存在不足,国内市场规模有较大提升空间。
没有自主可控的工业软件,就没有自主的智能制造,这在受到国外技术封锁的航天领域更加凸显。
十多年前,从事软件行业的满海锋踏入航天领域时,航天基础工业软件尚属于“卡脖子”问题,三维电缆网设计更是个空白地带。
“小到一台电视、一辆汽车,大到复杂的火箭、卫星、飞船,各种各样的设备都涉及电缆,而电缆网络的数字化设计恰恰是国内较薄弱的一个领域,也是行业痛点所在。”满海锋告诉记者,电缆三维数字化最常见的应用为汽车线束和飞机线束,少数外企占据绝大部分的市场份额。而为航天器设计电缆网络比为汽车、飞机设计更具挑战性,连接火箭、飞船、卫星各个部件的电缆网络,不仅担负着输配电任务,还具有姿轨飞控、信号传输、数据链路等重要的系统信息传递功能。
当航天院所提出开发三维电缆网设计系统的需求时,满海锋几乎毫不犹豫地接下。从底层代码到搭建框架,再到优化升级,北辰数智经过两年时间的开发,实现了航天领域三维电缆网设计软件的自主可控。
助力航天制造数字化
一款好的工业软件,并不是闷头研制就能成功,还需要与具体的行业相配合,在不断的实践和反馈中完善提升。
“工业软件的发展需要厂商和行业伙伴的共同参与。如果不是航天系统的认可和配合,国产工业软件不可能这么快实现跨越。”满海锋感慨。
有着“胖五”昵称的长征五号运载火箭,我国首型采用全三维数字化手段设计的长征七号运载火箭,被称为天宫“梦工场”的梦天实验舱……过去十余年间,国内大部分数字化三维设计的航天器型号均使用了北辰数智的三维电缆网设计系统。
以梦天实验舱为例,这个身长17.88米,体重超过23吨的“大块头”,内部设备达900多台(套),接口更是多达10万余个。如此巨量的接口,却没有出现凌乱的接线,正是得益于北辰数智的三维电缆网设计,将复杂的电缆网络集成为线束,实现USB一样简单的即插即用。
让满海锋印象最深的是长征五号运载火箭,从设计到测试再到火箭上天,他参与和见证了全过程,助力中国航天器步入数字化制造时代。
凭借过硬的技术实力,北辰数智被国家航天科研院所、商业航天企业授予金牌供应商、金牌供应方、优质供应商等称号。一个细节特别能体现这种契合度——去年业务最忙的时候,整个公司只剩下满海锋和财务人员,其他员工都在各大科研院所和航天企业驻厂服务。
推进民用领域应用
满海锋最开始创业的第一选择是在北京,原因很简单,航天业务主要分布在北京、上海、西安等地,北京更是国内航天院所最为集中的城市。但在青岛的产业环境吸引之下,再加上创始团队来自青岛,他毅然把发展重心迁回青岛,开始推进民用领域的应用。
在满海锋看来,转向民用领域一方面是因为北辰数智承接了国内航天器大部分型号的电缆网三维敷设工作,原有的航天市场空间已经见顶;另一方面很多技术只应用于航天领域,长时间躺在手里“沉睡”,技术优势没有转化为更高的市场价值。
在民用领域,大部分设备制造业的电缆网络设计仍然停留在二维阶段,对于工业软件和服务的需求不断增长,这是一个被忽视的潜力市场。
去年,满海锋调研了部分青岛制造业企业,发现在矿机、船舶、石油钻探等非标产品行业,设备布线普遍成为痛点,企业大多采用二维的平面图来表现立体的产品,没有三维数字化手段,线路安装的位置和走向全靠经验,线路问题占到整机质量问题的30%以上,“一台大型矿机涉及的电线约3000根,之前都是先把设备结构和电器件做好,最后现场接线,工人甚至要爬进设备里接线,在狭小的空间内很容易接错。”
北辰数智的解决方案是与制造业用户协同并行研发,将电气设计与产品的构型布局、仪器设备设计、电测试验、转运包装同步并行;同时,商业模式也有所变化,从单一的卖设计服务延伸到预制线束,形成设计仿真、线束打样、生产总装的全业务链条,为用户提供“交钥匙”方案。目前,北辰数智已经与中加特、西安煤机、天地科技、三一重工等达成合作,在矿机领域率先实现应用案例。
数据能够印证生产效率的突飞猛进——过去一台大型矿机的总装需要两个月,现在通过三维电缆网设计以及前期的线束预制、调试,矿机的电缆网络安装工作缩短为几天时间。