中国航空航天,军工设计制造是否摆脱达索CATIA和西门子UG,国产工业软件能否顶起大梁。。

科技   2024-09-29 15:05   广东  

一.成飞歼-20,采用达索CATIA V5软件进行设计。

    

     2018年,中国《科技日报》对南京航空航天大学教授、NH40轻型飞机总设计师姚卫星进行了专访,在采访中姚教授透露:目前中国所有航空设计单位在设计建造飞机时,都要依赖国外的专业软件,如果失去了这些软件,中国整个航空产业都将陷入瘫痪!


   

2000年FBC-1“飞豹”战斗机,采用CATIA V5。603所在国内率先引进NT版CATIAV5软件,进行二次开发应用,从5.0版发展到5.6版,实现了飞机三维设计,超越了传统的设计。(中国第一架数字样机“飞豹凌云”)

   中国第五代隐形战机歼20,采用的是远距不耦合鸭翼+边条翼+全动垂尾的布局,对气动布局细节的设计有极高要求,611所在设计歼20时就需要借助法国达索公司的CATIA软件,这是一款能够提供3D模拟设计、分析、组装的开放式设计软件,目前全球几乎所有飞机研-发团队都在使用这款软件,中国的各大航空研究所仅购买这款软件就累积耗资上亿美元,而且这款软件的后续更新、添加账号都需要支付额外的巨额费用!

    除了CATIA,在歼20气动外形设计还要借助FLUENT、AAA;内部结构设计需要MSC NASTRAN、Analsis等软件;控制系统布局、人机功效模拟也要运用ADMS、Simulink。如果没有这些软件支持,歼20的设计研发效率将大大降低,很难在2011年就造出原型机。

     其实中国航空设计软件的起步几乎是与国外同步,80年代中国的623所就开发了用于飞机结构设计的辅助软件HIJF,性能与当时美国的NASTRAN相差无几,但是中国的航空软件开发后并不面向市场,而是本研究团队的有限几人使用,缺少后期更新、改进的国产航空设计软件使用起来很不方便。

    2017年中国商飞C919采用达索CATIA,研发过程中采用了三维数字样机(DMU)技术,该DMU不止包含了C919各部件的形状信息,还包含有部件的功能信息,是一个功能数字样机的模型。作为C919项目的设计软件唯一供应商,达索系统参与了C919的全生命周期过程,其CATIA软件是C919唯一使用的设计工具,创新的技术应用为大飞机项目的研发、制造和管理提供了有力支撑。


注释:宁振波《坚持制造业创新,构建软件新生态》有如下概述

   “以达索的CATIA为例,CATIA的结构设计功能强大,复杂曲面功能特别好,所以全球飞机和汽车的复杂外形设计都是用的CATIA。我们航空工业第一飞机设计研究院是国内最早大规模用CATIA的,CATIA V5就是23年前在我们团队使用过程中优化成熟的。2000年CATIA V5刚发布时有200多个模块,我们几十个人的团队分析了好几个月,确定真正适用于飞机设计的只有几十个,大部分模块是我们用不到的,我们想用的功能模块却没有,所以当时我们团队不得不花了20万美金买了两个CATIA开发包的license,10万美金一套,没有折扣。2000年到2002年新飞豹的设计,2年时间我们基于开发工具开发了上百个航空专用模块。通过新飞豹、空警2000、ARJ21再到220吨的运20等系列飞机型号的开发,我们一飞院近20多年来积累了几百个基于CATIA平台自主开发的模块。所以,虽然都是基于CATIA架构,我们一飞院的CAITA和达索公司的CATIA、波音、洛马及空客用的CAITA是完全不一样的。CATIA如此复杂庞大的架构,航空工业都只能用到一小部分,汽车行业可用的更少,大量的中小企业可用的模块更少之又少,中小企业在缺人才少资金的情况下,模块选型都非常困难。”

宁振波—中国航空工业集团信息技术中心原首席顾问、信息化专家总体组成员,中国船舶上市公司独立董事。曾任航空工业603所研究室主任,2002年任第一飞机设计研究院数字化办公室主任。中航工业综合所副总工程师,金航数码公司副总经理,西北工业大学兼职教授,工信部首批两化融合23个专家之一。荣获中华人民共和国国家科技进步二等奖(飞机全机数字化样机设计)等多个奖项。2017.12.18日人民大会堂获得光华基金中国设计贡献奖金质奖章。

以及西工大使用UG NX进行仿生鱼设计

二.中国兵器装备集团二〇八研究所新型步枪,采用西门子UG NX8 软件进行设计的。

  

 

三.杂谈

    俄罗斯和美国,是利用军工航空高科技,降维拉动本国的工业软件发展,大力促进国际间的软件合作开发。

    这也是为什么,2000年前后,Cimatron和mastercam总想着卖出软件的原因!在国家力量面前,任何一个软件,力量都是渺小的。不如打不过就加入,反而能够得到长期发展。而事实恰恰如此。中国与CATIA AutoCAD ESPRITCAM Cimatron mastercam等软件企业的合作,从上世纪70年代,就开始了。

    当年首次进行飞机无纸设计的是美国波音公司的767和777两个型号,但他们使用的都是CATIA的V4版本。中航一院设计“飞豹”时,直接上马CATIA V5,几经磨难,最终的结果震惊了外国同行,连法国达索公司的高层都对此连声称叹!可以说,CATIA V5是中航一院打磨而成的!这说明我国还是有跨学科的工业软件实力。不仅仅有生产车间用的技术,同样有设计理论交叉的技术。

    枪支设计是材料学运动学化学为主。设计随便哪个软件均可以。主要工作还是数据。 哪个软件做不到,solid3000一样可以,更别说现有的中望3D,CrownCAD,CAXA实体设计了。。。

   国内业界有个臭毛病,以前说离不开欧克AUTOCAD,现在说离不开达索CATIA,话一次说完,不挺好,羊拉屎一样。

  针对中国航空航天,军工设计制造是否摆脱达索CATIA和西门子UG,这个问题,咨询了赵老师。航空曲面结构,这个大部分还是CATIA,这个跟传统有关系。根据他的直接经验,一般的工厂,用CAXA之类的都没有问题。航天的UG和PTC都在用,UG 一般使用CAM模块较多。。至于国产软件能不能满足要求,你不能阻止最高端的工程人员用最高端的软件对吧。就比如像华为那样的,要用就用最好的,不是最好的不用。

    商飞C919,也使用扶持了不少国产软件商。。。

   达索CATIA的市场态度不如西门子,西门子比达索系统看起来要亲华一点,再加上西门子在在装备和工控的全技术栈支持。即使将来禁运,肯定是千方百计找最好的工具用,要不然上次你说XXXX有源代码,XXXX会找上门,肯定是有渠道的。再往前推十几年,很多代理商实际上都是由双重使命的。在那么开放的时候,有的代理商到美国去,一下飞机就被带走。但能替代不代表人家就要用国产,比如说游击队拿到了鬼子的三八大盖,该用还是要用,尽管有汉阳造。将来TAIHAI打起来,看的是生产能力,跟这些工业软件关系可能就不大了。装备从定型到入役,有十年的时间间隔。

  目前国内相继拿到几款欧美软件的源代码,再加上现有的几款软件,可以解决将来断供问题。

   这就在国内孵化出几个工业软件的子行业。软件培训机构,软件插件开发团队,还有软件售后代理公司等等。这么庞大的利益既得群体,对于他们来说,国产软件的腾飞未必是好事。

    而中国成了很多工业软件发展催化的主要市场。很多软件之所以放开盗版,不仅仅是为了自身的发展,更多的是为了打压竞争对手,尤其是那些年轻的软件企业。因为年轻的软件企业,历史负担少,理念更超前,专业的起点更高一筹,优势很多。一旦形成良好声誉,对一些老牌的工业软件来说,冲击是致命的。

   UG之所以卖给西门子,不就证明了,UG对于美国而言,并非非此不可!很多人不晓得工业软件的发展历史,和大事件。所以很多思考角度和出发点,并不科学,而且非常不合理。

  国人还是要放心,相信国家,相信我们的企业会做好的工业软件,满足各方面需求。

山涧果子
累了,伏于纸上,只为更好地休息。我也不解,凭啥要将手掌很疼告诉笔。
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