2024年是AI元年,随着ChatGPT的横空出世,各种AI产品和技术不断涌现,AI PC和AI手机也走入了现实。然而,在年龄较大、较为古板的工程师眼中,工业软件是工程开发的基石,不论AI的狂潮多么凶猛,但它永远无法撼动传统工业软件的地位!
事实真的如此么?机械、结构和流体工程师的基本素养和必备能力是几何建模、网格划分和仿真模拟,代表性的软件分别是AutoCAD(二维制图)及Solidworks(三维建模)、Hypermesh(结构网格)及ICEM(流体网格)、ABAQUS(FEA)及ANSYS-Fluent(CFD)。也许它们可以全反面被AI接管,重塑整个工业软件。
几何建模
AI的一个典型应用是文生图,传统的做法是根据用户的一句话生成一张图片,外国开发了一个由文本生成三维模型的应用“Text-to-CAD”。下面是演示视频。
在网站中(文末[1])直接输入“36个齿的斜齿轮(英文)”一句话,这个AI-CAD程序就可以迅速生成对应的3D模型,可以导入到Solidworks等3D制图软件中。当然,它也支持输入更长的文字描述,从而得到汽车、飞机和机器人等更为复杂的模型。
AutoCAD是许多工程师本科阶段学习的第一个软件,尽管大部分人仍坚持使用旧版的CAD(AutoCAD 2007),但Autodesk公司始终与时俱进,AI版本的CAD也已经问世。
通常来说,某一行业(例如风电)的工程师总会抱怨,建模重复性太高,画图纸的时候总是吐槽自己简直就是牛马,Autodesk AI的自动生成工程图绝对可以解放双手。
划分网格
对于结构和流体工程师来说,最头疼的问题莫过于画网格。说实话,好的网格可以降低计算量,提高计算精度,但画网格几乎没有任何技术含量。
Hypermesh是结构有限元FEA中鼎鼎大名的软件,其实它也可以划分CFD网格,Altarir公司作为专业的画网格公司,它自然非常清楚,画网格的人非常容易被AI取代。
仿真计算
ANSYS绝对是工业领域的扛把子,涵盖了结构、流体及电磁等各个领域,几乎每个工程师都接触过ANSYS的软件,为了构建AI版的工业软件帝国,Ansys首先推出了3个支柱产品。
在2024版的Fluent更新中也明确提到增加了AI功能。
AI与风电软件
AI的风不仅吹到了ANSYS软件,还吹到了风电的Bladed软件,由于Bladed开发时使用的编程版本过于老旧,计算效率较差,DNV正在重新编写Bladed的源代码,并将其同步部署在Windows和Linux平台上,拥抱Linux无疑是为Bladed AI提前铺路!
中国不仅需要国产的ANSYS,也需要国产的Bladed。然而,就像汽车领域,在国外BBA传统老牌燃油车面前,中国油车没有丝毫竞争力,但在电气化、智能驾驶和AI的加持下,国产新能源汽车却能够异军突起。凭借这次AI浪潮,国产的工业软件是否能够弯道超车,真的令人期待!不过,当它真正实现之时,一大波工程师就会失业!
参考文献
[1] https://zoo.dev/text-to-cad?ref=aihub.cn
[2] https://www.autodesk.com.cn/solutions/autodesk-ai
[3] https://altair.com/hypermesh/
[4]https://www.ansys.com/zh-cn/technology-trends/artificial-intelligence
[5] https://www.ansys.com/zh-cn/ai