瞄準工業結構設計痛點,「優解未來」自研一站式工業級拓撲最佳化軟體

在傳統工業製造領域,過去的工業結構設計主要以人工為主,需要CAD設計師、CAE模擬師、CAM工藝師等大量專業人員,從任務需求到生產製造過程中經歷多次迭代和修改,整體設計流程十分冗雜。

實際上,結構最佳化可分為尺寸最佳化、形狀最佳化和拓撲最佳化。其中,拓撲最佳化(Topology Optimization)能夠在給定的3D幾何設計空間內,針對設計人員設定的定義規則集來最佳化材料佈局和結構過程,具有最佳化設計、材料使用最小化、成本效益、降低環境影響等特點,同時比尺寸最佳化和形狀最佳化擁有更多的設計自由度和設計空間,在結構最佳化領域極具發展前景。

從另一個角度看,如今3D列印技術在製造端已成為未來具有潛力的製造手段之一,而設計端的拓撲最佳化能夠將人工經驗轉換成純數學上的最佳化資料,替代更多人力成本。因此,3D列印與拓撲最佳化兩者的結合,將是未來一個重要的工業設計製造的技術發展趨勢。

現階段,國外如nTopology、OptiStruct、ABAQUS等新老企業都在加速拓展,從不同角度和環節為客戶提供相應的拓撲最佳化設計服務。

據相關市場資料,目前國內的結構產品最佳化設計服務規模已超2000億人民幣,覆蓋航天航空、軍工、汽車、建築、機械臂、傢俱等多個領域。由於早期我國研究拓撲最佳化學科的學者較少,許多設計環節採用的底層軟體基本來自國外。但隨著近年來我國拓撲最佳化學科的進步與技術的逐漸成熟,不少玩家開始加大在拓撲最佳化領域佈局,如優解未來、數巧科技,同時清華大學、大連理工大學等高校也在加強這方面研究。

過去一段時間,36氪曾接觸到「優解未來」這家企業,該公司成立於2020年9月,是國內率先自主研發工業級拓撲最佳化軟體的公司,提供面向工程應用中輕質化、減振降噪、隔熱散熱、超材料/點陣結構的解決方案。

在團隊上,優解未來創始人碩士畢業於清華大學航天航空學院的飛行器設計專業,曾任職中國航天科工集團,利用拓撲最佳化參與設計了多個關鍵產品併成功應用,還擁有兩家商業火箭公司的專案設計經驗。公司70%以上均為博士學歷的研發人員,核心團隊擁有超過20年學術積累,在國際上發表了多項前沿的理論和演算法學術成果,獲得11項專利。

基於多年學術積累,優解未來開發了拓撲最佳化軟體,核心採用空間網格技術,具有更高效、高精度、更快速的特點,同時軟體的功能模組還支援熱、聲、頻響、振動、多尺度、多材料等維度的拓撲最佳化。

從產品角度看,優解未來的拓撲最佳化軟體透過一站式平臺的全自動最佳化設計,為使用者提供應用設計的最終效果。例如使用者需要設計飛機或火箭時,只需將減重、效能指標、成本控制、製造工藝等設計要求輸入軟體,軟體就會自動實現前處理、CAE模組分析、最佳化模組、後處理等多個環節,最終設計出滿足使用者要求的最優方案。

目前,公司的服務模式以軟體服務為主,已經與多家國內重點研究院和重工企業達成合作夥伴關係,在航天、軍工、建築、工廠、汽車、醫療、運動等領域均有應用案例,提供產品和超隔音材料/點陣結構最佳化等設計服務,如人造骨骼的定製化最佳化設計、建築的鋼筋結構設計等。

頂部