达索系统创新项目 (达索系统创新模式)

以下文章来源于升华洞察 ,作者冯升华

作者:冯升华丨来源:升华洞察 本文经授权转载发布

进入2023年以来,达索系统在公开场合多次提到“蝶变(Metamorphosis)”一词,作为公司面向2040年的关键战略正式官宣。就连达索系统今年 “体验时代的科学”大会的主办方都已更名为“科学蝶变学会(Science Metamorphosing Society)”。这些无一例外都是公司对外界发出的强烈信号:“蝶变”时代已经到来。又比如在近期出版的2022年度报告Dassault Annual Report中这样描述:

当我们展望下一个愿景(2040 年)时,我们相信,促进体验经济和可持续经济之间的联系需要的不是转型,而是 蝶变 。 我们必须将从生命体所获得的知识应用到所有行业,揭示并利用万物背后的科学。我们基于科学的虚拟孪生体验,通过利用广泛的多尺度科学学科(包括生物学、化学、材料科学、力学和电磁学等)来实现这一目标。 通过我们的人工智能引擎将其转化为结构化的知识和专业技术,我们现在可以应用基于科学的虚拟孪生来实现产品、自然和生命的和谐,造福人类和地球。达索系统的终极,以及唯一目标就是推动人类社会的进步。

“蝶变”包含了两层从低到高的递进,一是延续过去传统行业优化转型的概念,利用新一代的数智化手段,在全产业链上实现华丽转身,犹如涅槃重生;二是在新思维方式的引领下,洞察我们周围的世界,运用新科技、新手段,孕育、滋生并促进新产业、新经济的出现,犹如破茧成蝶。

“蝶变”究竟意味着什么?本文将从其关联的20个关键词,抽丝剥茧,来同读者一起领略“蝶变”带给世界的惊喜。

达索系统数字化蝶变,达索系统创新项目

演进、维度和竞争力

第一组关键词是演进、维度和竞争力。让我们从技术演化的角度,思考达索系统的解决方案是如何从最早期的三维设计如何一路演进到蝶变的。

达索系统数字化蝶变,达索系统创新项目

达索系统自1981年成立至今,历经42年时间。达索系统5次引领了数字化革命的时代。每一次数字化革命都是一次维度的提升。当然这里的维度并不仅限于几何的维度。而是包含信息的维度,知识的维度。

1981年达索系统成立,引领了从二维时代进入三维时代的产品设计革命。采用三维设计的企业,相对于使用二维图纸进行设计的,实现了研发设计的所见即所得,在产品研发的竞争力方面提升了维度。他们之间的竞争就成为前者对后者的降维打击。

1989年达索系统提出数字样机的概念,并将其应用在波音777飞机的研制上。这就要求我们在电脑里设计飞机。在电脑里面设计的飞机能够在电脑里起飞,当我们把飞机制造出来的时候,就能够在现实世界起飞。数字样机与单纯的三维设计相比增加了科学的维度。我们关注的信息量不仅仅是每一个零件的所见即所得,而是这些零件装配在一起能够实现产品整体的功能。

要保证飞机既能够在电脑里起飞,也能够在现实世界起飞这一点,要求我们在数字样机里面要能够验证空气动力学、结构力学、电磁学、材料学、机构运动学,甚至整体的系统工程。采用数字样机的企业相比于只采用三维零部件设计的企业,又拥有了实现降维打击的技术优势。

1999年,达索系统提出了PLM,产品生命周期管理的理念。这一次增加了时间的维度。这个时候我们考虑的产品研发和设计,不仅仅是产品最终的状态,而是从市场需求开始到产品的概念设计,详细设计、仿真优化、产品的生产制造,以及使用维护、直到产品寿命的终点。这是一个从“摇篮”到“坟墓”的完整旅程。

对于产品生命周期的每一个环节,我们都以全局的观点,覆盖产品全生命周期全局的观点来思考、制定每一个决策,同时还增加了管理的维度。从设计到设计仿真一体化,再到设计仿真制造一体化。直到覆盖整个产品生命周期。

拥有产品全生命周期管理能力的企业,相对于只是用数字化工具的手段改善了设计、仿真等,获得某些局部提升的企业,拥有了实现降维打击的竞争力。

2012年达索系统推出了三维体验平台。又一次提升了维度,引入了环境维。也就是说,在我们考虑一个产品性能的时候,或者说这个产品是不是能够给我们带来最佳体验的时候,我们考虑的对象不仅仅是产品本身,而是要建立能够表达和验证产品能够给我们带来体验的环境。

比如当我们要体验一辆车的性能是不是优异时,我们就要在虚拟世界里面建立道路、建立城市,让虚拟的汽车在虚拟的道路上、在虚拟的城市里行驶。在虚拟的世界里面可以模拟一年四季、一天之中各个时间段的光照、温度情况,不同的风速情况,甚至还可以模拟车流、行人和其他车辆的干扰。在三维体验平台里面,我们定义体验、验证体验,最终交付体验。

三维体验平台不仅承载了多学科多专业的知识,同时还赋能工程师和科学家以不同尺度的视角去研发产品。从产品宏观的使用环境一直到微观的材料组成都予以支持。

基于模型,数据驱动,聚焦体验,一体化的单一数据源。达索系统引领了数字化革命的第4个时代。采用三维体验平台的企业,相对于未采用的企业,又一次建立了更高维度的竞争优势。

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2020年.在成功并购Medidata和2014年收购Accelrys并推出品牌BIOVIA的基础上,达索系统提出“From Things to Life(从产品到生命)”理念,聚焦生命及人体的虚拟孪生体验,进入数字化革命的第5个时代。这次变革再次增加了新维度,从非生命的产品提升到生命维度。

首先是用虚拟孪生体验来表达生命。

产品和生命有什么区别?生命不是由零件组成的,人体是一个整体,各个组成部分高度关联。生命并不是标准化,而是个性化的设计、生产和使用。生命不是“被使用”的,而是鲜活的。 生命是一种独特的体验。

因此,为了改善生命和增进人体的健康,我们必须创造新的方式来表达现实。我们必须有能力构建虚拟孪生的生命体验。

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3DEXPERIENCE 平台的人体虚拟孪生体验集成了建模、仿真、信息智能和协同。它将生物科学、材料科学和信息科学结合在一起,将产品的数据投影到可以完全配置和模拟的完整的活体虚拟模型中。通过将艺术、科学和技术相结合,用可理解的“无形”来代表可见。各行业、研究人员、医生甚至患者都可以在患者本人接受治疗之前可视化、测试、理解和预测看不到的东西——从药物影响疾病的方式到手术结果。

其次是通过对生命的学习和理解来掌握生命的奥秘。在产品设计的过程中,通过仿生学学习自然界亿万年进化的先进技术成果。设计出类似于具有生命某些特征的产品。比如说,类似于人体皮肤的建筑皮肤;向鸟类学习如何建造飞机;甚至进一步打破生命与非生命的界限。

体验即人类,体验就是享受艺术、科学和技术,为所有人想象和创造一个更美好的世界。这个伟大的想法重塑了达索系统的战略,从社会、行业、体验演变为人类、行业、体验。“人类”意味着我们的终极抱负和首要资源是同一个——人。我们依靠想象力、知识和专业技能,为全人类的利益做出持久贡献。“行业”意味着我们希望为客户提供他们最看重的东西——可持续的结果。 “体验”意味着我们的目标是帮助企业和人们建设和生活在 “新世界”。

时间来到2023年。人类面临的是一个经历俄乌冲突、气候危机、供应链危机这样的时代背景。在可预见的未来,企业要如何提升自己的竞争力,才能保持生存和繁荣?达索系统相信“蝶变”这个词可以描述未来 20 年人类社会将发生的事情。这一切远比数字化转型要深刻得多。

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蝶变意味着企业竞争力的再次维度提升,提升的是什么维度呢?提升的就是蝶变的维度。除了前面讲到的几何外观的最优、产品结构的最优、多学科多专业的最优、全生命周期的最优、体验环境的最优、类生命的最优之外,蝶变会确定企业可持续的蝶变优势(包括格局、AIGC、多重产品生命管理等优势)。

格局、质变和经济板块

接下来,第二组关键词:格局、质变和经济板块。

我们先来讲一个砌墙的故事。有一个记者采访三个砌墙的人。问他们,你们在做什么?第1个人回答,我在砌一堵墙;第2个人回答,我在打造一座建筑;第3个人回答,我在建设一个美好的城市。20年后,记者又找到了这三个人。第1个人还在那里砌墙,第2个人已经成为一个建筑设计师。而第3个人,经过不懈的努力,成为了这个城市的市长。

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我们可以很容易得出结论,这三个人的思想格局是不一样的,他们脑海里面的蓝图是不一样的,支撑他们实现梦想的平台也是不一样的。但有一个相同点是,无论他们最终的成就如何,他们都需要一种特殊的“指南针”来驾驭未知世界、指引他们实现未来的路。在新工业革命时代,三维体验平台就提供了这样的指南针,提供了实现蝶变思维的手段。

在美国西海岸的加利福尼亚州硅谷,那里很多创业者都拥有一间车库,他们在车库里创业;在北京中关村创业大街,有很多家咖啡店,很多创业者在那里聚集。如果你到那里去倾听他们的演讲,你能听到很多人很多的想法,但他们的志向都有一个共同的特征,就是改变世界。

蝶变将帮助每个企业、每个个人实现他的梦想。在蝶变时代,我们每个人都胸怀大志。在蝶变与人工智能叠加的时代,我们每个人都胸怀大智。

我们听到的很多企业数字化转型的案例在谈到他们的成功之处时,基本都是说提升效率10~20%,加速上市周期10%等等。这些提升很好,但都是量变,不是质变。我们所服务的许多行业,甚至经济部门,它们必须进行自我改造重获新生,并且需要用一种特殊的指南针来指引通向未来的正确方向,这才是蝶变的含义。

蝶变将对我们几乎所有的客户产生深远的影响,蝶变会改变商业模式、价值网络、企业每一个人需要拥有的技能和能力类型等等。

我们认为这种转变将发生在我们所服务的所有三个经济部门中。达索系统在 2020 年代初进行了重新定位,在收购Medidata后,达索系统确定了未来将服务于三大经济板块:制造业经济板块、基础设施经济板块和医疗健康行业经济板块。我们相信它的体量足够大,可以触及80%的经济,覆盖范围也足够大,可以服务整个社会。因此,在未来 20 年间,达索系统将秉承服务于三个经济部门的这一理念和定位。

现在我们来解释一下为什么这三个经济部门正在发生蝶变,我们会举例予以说明。第一个例子是特斯拉。我们当然会讨论特斯拉汽车作为电动汽车的自动驾驶性能,以及特斯拉的充电桩、它所展示的移动体验方式。但同时我们还要注意到,特斯拉正在通过成为可持续能源提供商来改变能源行业。特斯拉同时在考虑体验经济和可持续性两件事情。

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换一个角度来讲,只有当我们在设计电动汽车的时候,在虚拟世界考虑了可持续的能源,我们才能够设计出极致体验的产品、才能够实现全局的最具可持续性。

这种蝶变的思维方式,跨越了经济部门,从产品设计领域跨越到基础设施领域,提升了思考的格局。相对于仅仅是为了做电动车而做电动车的企业,不仅提升了企业在大众心目中的品牌效应,更重要的是展现了企业对人类可持续发展的责任心,这种正向体验将反哺企业,从根本上提升企业的竞争力。

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再比如说我们关注人体的医疗健康,显性相关的部分是医疗器械和医药产品;隐性相关的部分,则包含了可穿戴的医学。比如说智能眼镜、加装有传感器的可穿戴衣服装备,可以监测我们的心率、血氧、血糖以及其他身体健康特征参数,并按照预设的阈值提供预警功能。我们穿的裤子也有可能会影响到脊柱健康。如果我们在谈医疗健康行业的数字化转型时,只谈健康和医疗,这就只是数字化转型;如果我们在谈论医疗健康行业的数字化的时候,我们还考虑了人类的生活习惯,可穿戴的服装就进入到数字化蝶变。

比如亚瑟士(ASICS)推出了可测定跑步动作的可穿戴设备,通过使其和智能手机APP联动,具有指导用户改善跑步姿势等功能。设备中内置有测量加速度和角速度等的传感器,可根据设备的振动来计算跑步中的用户状态,计算出着地时间、蹬地速度、跑步时身体的倾斜度等。最大特点是可以在APP上用动画重现用户的跑步姿态,并将其与理想的姿势进行对比,帮助改善姿势和腿部动作等。

放眼整个生活方式行业,我们在这个领域也有很多很多客户,他们正越来越多地从生活方式转向医疗保健。为什么这样?因为他们的许多产品要么用于增强视力,要么用于矫正听力,要么将某些嵌入式传感器集成到服装中以测量和记录个人健康状况。

达索系统的优势在于通过并购CentricPLM,在消费品生活方式产品领域建立了巨大的足迹,而这些足迹又会为Medidata提供雄厚的数据样本,帮助该领域进一步提升用户体验,这就是蝶变的意义所在。

雷诺集团首席执行官 Luca de Meo 在2021 年提出了一项新的战略计划“Renaulution”,把雷诺的商业模式转向科技、能源和移动,使雷诺集团成为新型移动出行价值链的领跑者。Luca de Meo将把雷诺从一家从事技术工作的汽车公司转变为一家从事汽车工作的科技公司,到 2030 年,至少该公司 20% 的收入将来自服务、数据和能源交易。

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雷诺的“Renaulution”就是雷诺的蝶变计划。为实现雷诺的“Renaulution”,雷诺与达索系统建立了新的合作伙伴关系以加强未来20年的合作。双方合作的内容包括:

雷诺集团选择达索系统的云端3DEXPERIENCE 平台来开发产品和移动服务,在技术和数字化转型方面迈出新的一步;

3DEXPERIENCE作为业务体验平台,将3D设计、仿真和信息智能软件集成在协作虚拟环境中,使雷诺公司中的每个组织都能支持价值创造;

来自全球各个职能部门的超过 20,000 名雷诺集团员工将参与到该计划中,通过虚拟孪生体验改善整个公司的数据共享和协作,降低成本和车辆开发时间;

达索系统支持雷诺集团扩展其对云上 3DEXPERIENCE 平台和虚拟孪生体验的使用,涵盖从设计和工程功能到成本核算和采购的各个方面;

达索系统的人工智能成本智能解决方案使雷诺集团能够模拟原材料价格上涨和零件成本变化的影响,有助于雷诺公司预见未来,实现更好的成本控制。

虚拟孪生、元宇宙和PLM

第三组关键词是虚拟孪生、元宇宙和PLM。

要促使像特斯拉、亚瑟士、雷诺这样的公司实现蝶变,我们需要虚拟环境,需要在虚拟空间中探索,需要对未知的事物进行导航,改善其不确定性,在虚拟世界获得体验,积累我们解决未知问题的经验。虚拟孪生体验的日益普及使得我们的客户有能力在这一世界定义不同的体验,重塑产品组合以实现可持续性。这已经成为他们至关重要的任务。这个概念远远超出了所谓的元宇宙。我们看到元宇宙做了很多的广告,但实际上,我们已经做到了元宇宙能做的,而且很大一部分是在十年前做到的。

为什么我们可以这么说?因为在过去 40 年里,我们的客户在达索系统的平台上创建了大量的内容,3DEXPERIENCE 平台实际上是一个收集所有这些虚拟孪生来创建元宇宙的平台。这就是为什么元宇宙听起来是一个有趣的新概念,但实际上它早已发生了。

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我们构建元宇宙所用的虚拟孪生,其中有一些例子正在成为主流的主流。这意味着我们可以为所有事物建立虚拟孪生。不仅是产品,还可以是生命,可以是基础设施、城市等等。对于每个人,不仅是专业人士,还包括公民、患者、消费者等等,我们都可以建立虚拟孪生。我们把所有的虚拟孪生加在一起构建云端的元宇宙,并可以从任何地方访问它。

由此我们得出结论,我们可以设想沿着这种方式重新定位公司,从你想要的最终解决方案转向最终结果,你可以在屏幕上看到它,比如一辆汽车的虚拟孪生,你可以从不同的尺度,收集所有不同的学科知识来创建虚拟体验概念。基于两个原因我们能够实现这一目标:一是因为达索系统拥有独特的涵盖多领域和学科多样性的科学基础;二是因为从达索系统公司成立之初就提出了这个观点:在某个时间点,虚拟与现实之间的距离几乎为零。

这句话的意思是虚拟孪生与真实世界具有等效性。比如说,我们在虚拟世界实现了把温度控制在30度,在现实世界可以同样做到这点。

1989年,我们当时面临的挑战是,如何在虚拟模型上验证飞机。而在未来的某一时刻,我们将能够在虚拟模型上验证新研药物的有效性和生物相容性。

1999年,达索系统发明了PLM,产品生命周期管理。达索系统在未来20 年将重新发明PLM,或者说下一代PLM,蝶变的PLM。

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现在我们用两个螺旋来表述今天的产品生命周期管理。之前我们提到产品走完从摇篮到坟墓的旅程,是产品生命周期管理的核心特征。但通常我们所强调的是设计仿真制造的一体化。今天这些都发生在前期的创新螺旋上。现在我们对产品生命周期的后半段加以深入研究,我们会发现它包括了用户使用产品所带来的体验、产品带来的价值以及产品的再制造和再生。这些构成了后期的创新螺旋。

现在我们能做的是管理产品的生命周期、运营中的产品,这就是我们称之为“IFWE循环”的概念。我们构建虚拟孪生,在某种程度上推动了从创意到设计、工程、制造、产品推出和生命周期结束的创新周期。我们希望使用相同的概念,去延展到协调、运营、数据收集,针对正在使用的产品,最终提供体验并在现实生活中观察和使用产品。

PLM 的发明只是为了管理产品的一次生命,而现在,随着循环经济的发展,我们必须管理多重生命。我们要将这些知识和诀窍重新注入创新周期。

什么是多重生命?

如果你去到伦敦设计博物馆,你会看到一些类似于下图这样的作品:

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如果我问你这些是什么?你可能说这是一些材料、一些立方体。一些由不同的材料组成的,不同颜色的立方体。如果我告诉你这是一辆汽车,你肯定会非常诧异。

这些立方体就是一辆汽车蝶变后的结果。一辆汽车和这一堆的立方体由同样的原子构成。两者之间的差别只不过是每一个原子的位置发生了改变而已。

新一代的PLM,就是要管理产品蝶变后新的生命,产品的多重形态和多重生命。组成汽车的材料,可能会通过再制造的过程,变成自行车零件的材料、变成服装的原材料、变成建筑材料。再经历一次蝶变,可能又会变成Scooter、床垫、家具等。

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这里面的每一次蝶变,都是产品的一次新生。再比如说电池,我们现在考虑的不仅仅是电池的一次寿命,也要考虑电池梯次利用回收修复后的二次寿命、三次寿命。

蝶变正在改变游戏规则。因为除了达索系统的3DEXPERIENCE平台之外,没有一个系统或平台是为了实现这一点而设计的。这就是达索系统将材料科学作为其中很重要一部分的原因。当今时代,可持续发展的话题变得极其重要,因为我们需要最大限度地节约资源,需要郑重考虑材料的循环利用,需要考虑物尽其用,消除浪费。我们还需要做各种假设场景,来定义如何重复利用、重新调整用途以及针对产品的多种元素。

我们居住的星球经历了46亿年的演化。今天我们生产的产品,过一段时间可能不再是这个产品。有一个纪录片叫《人类消失后的世界》,其中讲述了几乎所有人类留下的文明遗迹都将在2万年中消失殆尽,5万年后,地球上所有的人类遗迹都将成为难以追寻的考古性线索,因为玻璃和塑料将全部消解。当我们在考虑让行星地球更具可持续性的时候,我们一定要考虑产品的多次寿命管理。

线性经济、循环经济和新能源

循环经济是一种以资源的高效利用和循环利用为核心,以“减量化、再利用、资源化”为原则,以低消耗、低排放、高效率为基本特征,契合可持续发展理念的经济增长模式。它通过减少资源消耗和废物产生,将废物直接作为产品或者经修复、翻新、再制造后继续作为产品使用,或者将废物的全部或者部分作为其他产品的部件予以使用,或将废物直接作为原料进行利用或者对废物进行再生利用,以实现资源的可持续利用,促进经济的可持续发展。

传统线性模式下,是将原材料转化为一次性使用并最终放弃的产品;循环模式则与之不同,是通过在使用后将产品带回周期来闭合循环,以便实现多次重复使用、回收或重新使用。

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线性经济很简单,我们原来提倡的产品生命周期就是典型的线性经济,我们的关注点是产品,我们经常说的一句话是端到端,是从摇篮到坟墓,既可以用一条直线,有时候也可以用一条弯曲的线来表达。我们经常提到数字线程、数字化连续,强调从产品的需求到产品的设计、产品的仿真和优化、产品的制造、产品使用和维护的数字连续性。

而循环经济是以体验为核心,我们创造的不仅仅是产品,更关注、更重要的是为消费者创造最佳的体验,包括产品的使用体验、基础设施的使用体验、生命健康的体验。从体验的想象、创造、交付到体验的使用,体验产生价值和体验的倡导。它是一个双循环。达索系统认为体验经济和循环经济正在融合,到2040年的时候,各个行业将不再开发产品,而是开发以消费者、患者和公民为中心的可持续体验。

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想象一下,我们在月球上,在火星上,我们没有这么多的资源,没有像地球上这么丰富的资源,我们只有月壤,也就是月球表面的尘土,或者火壤,火星表面的尘土,但是我们有一台3D打印机的话,我们就能利用月壤或土壤去建造基础设施,建造一座城市。我们打印出的产品用完了就回归到尘土,一切来自于尘土,回归于尘土,不断循环,这就是循环经济。

地球上当然也有各种循环材料。粘土砖、植物基聚氨酯泡沫板、硫化橡胶粉、再生橡胶等等都是循环材料。金属循环材料包括钢铁、铝、铜、锰等。这些金属都可以循环使用,至少是部分可循环的。

无限循环的材料能做什么?让我们想象一种理想的、可以循环使用的材料。用这种材料可以去制造各种各样的消费品。我们需要一双拖鞋,就用这种材料,通过3D打印做出来。我们需要一个凳子,也用这种材料通过3D打印机打印出来。我们需要造一个房子,也用这种材料去建造一栋房子,用3D打印机打印出来。

当我们用旧了这些产品,包括拖鞋、凳子、房子,或者对这些产品有了新的需求或喜好,可以直接把这些用旧的产品回炉重造。用某种工艺再把这些用旧的产品变成原材料,再用3D打印机去打印其他的产品。这样的过程不断重复,世界上就不再有垃圾,不再有废物。

那个时候我们能够达到按需分配,需要什么样的产品,就直接把它打印出来。生产力得到大幅提高,资源得到最大程度的有效利用。在按需分配的社会中,人们能够平等地获取自身生存和发展所需要的物质财富,实现资源的公平、合理、高效利用。人类社会将进入一个更加和谐与繁荣的阶段。

达索系统在伦敦设计博物馆展览的开幕仪式上揭幕了AURORA(极光) 装置。 AURORA 由达索系统设计工作室与 Arthur Mamou-Mani合作设计,使用可生物质来源、3D 打印、压碎、再打印且可工业生物降解的材料展示了循环建筑的原理。

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从材料选择到设计和制造,Aurora 标志着“废品回收”时代的结束和为再生而设计的建筑环境的曙光。在对不同材料进行分子水平分析后,生物塑料聚乳酸 (PLA)作为一种源自植物的无毒热塑性塑料被选中,它可以在连续、封闭的循环中进行 3D 打印、组装、回收和再次打印,直到可以进行堆肥回到泥土。

Aurora项目展示了产品以循环材料为主线的多重生命,通过无数次的蝶变来满足人们的个性化需求,给人们带来最佳体验。而每一次的蝶变,仍需要消耗能源,我们需要无限的能源来支持蝶变的过程。不管是《银河系漫游指南》里的全能物质转化器、刘慈欣在《宇宙往事》里面提到的硅犁技术,还是人类正在研发的核聚变能源,在物质转化的过程中,能源是一种不可或缺的要素和条件。

生成式人工智能(AIGC)、数据、变量、知识和知识图谱

在描述蝶变时,可以看到,采用的图示并不是蚕蛹与蝴蝶、蝌蚪与青蛙或者变形金刚,也不是《终结者》里面的液态金属机器人,而是一个由许多点、线、面构成的立体星球。这隐喻的是,蝶变不是一个简单的类生物演化过程,而是基于对人类、生命、行星地球,乃至宇宙作为一个复杂大系统这一宏大背景的思考。

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蝶变意味着要实现体验经济与可持续经济的融合,要设计出拥有最佳体验、同时最具可持续性的产品,要穷尽人类已有的所有知识和专业技能、数据,发现其中包含的各种显性和隐形关系。

ChatGPT几乎学习了人类所有的网页文本,建立了千亿量级的参变量大模型,才拥有了出色的生成式文本智能。如果用人工智能生成蝶变的产品呢?它需要学习多少产品模型?又需要建立多大规模的参变量大模型?

我们先不考虑世界上所有的产品,以及未来所有的产品的可能性,那太复杂了。我们先考虑一个常见的产品,汽车。一个汽车有多少变量呢?或者我们换一种说法,任意两辆汽车,它们之间会存在多少差异?

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我们可以把两辆汽车之间不一样的地方归纳为三种:第1种是某个零部件的有无,或者说可配置的变量及选装。比如这辆车有收音机,那辆车没有。第2种是可变形的曲面及几何参数。比如说两辆车的轴距、车身高度不同、尾灯的形状不同等等。第3种是可变化的功能逻辑。大体上软件定义汽车就是在这个范畴,两辆车的软件功能不一样。

把所有的变量加起来,到底有多少种呢?有科学家专门估算过,超过100万种。作为汽车设计工程师或者生成式人工智能,他们要解决的问题就变成了如何确定这100万种变量的取值。一辆蝶变的汽车,将在这100多万种变量所构成的设计空间中,找到同时具备最佳体验和最具可持续性的可能性。

蝶变时代的数据意味着什么呢?首先,数据经济不是实体经济,数据是一种原料。有时候,在某些领域,特别是当我们进行创新时,我们根本就没有数据。当最早我们与特斯拉合作开发自动驾驶系统的时候,当时没有一辆车被允许在城市里真正行驶。

那么我们如何来验证自动驾驶呢?我们可以将人工智能与建模和仿真结合起来。实际上是在虚拟的城市中驾驶虚拟的汽车,但连接了真实的 ECU 和真实的软件,而后者的设计目的是驱动汽车的自动驾驶。

实体经济的另一面是体验经济,我们需要将这些数据和信息转化为知识和诀窍。我们将数据与数据连接起来,发现其中的关系,将这些信息转变为知识和专业技能,知识和专业技能通过关系连接起来,就构成了体验。这就是虚拟孪生体验的含义,将知识和专业技能进行数字化和可视化。当我们这样做的时候,必须将数据提升为结构,将关系提升为上下文,将知识提升为模型,将专有技术提升为体验。

昨天的人类,以书为媒介进行人类的知识传承和专业技能传承。在虚拟孪生体验的世界里,体验才是新一代的书籍。新一代的知识表达和知识传承,是以体验为媒介的。

生成式人工智能还有第二个要点,我们的信仰需要以人为本。我们可以用人工智能来想象新的领域,探索新的物种,寻找新的可能性。

记得在 2022 年,一些互联网公司深思熟虑地声称他们是第一个使用人工智能生产药物的公司。这不是真的,达索系统在七年前就已经这么做了。如今,这项技术正越来越广泛地被整个制药行业使用,不再只是应用于化学领域,而是应用在生物学领域。而且它要复杂得多,因为生物学是活的物种,生命本身并不只是一个公式。

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人工智能不仅仅用于新药的研发,还同样可以应用于个性化的治疗设计。事实上,人工智能一直是达索系统DNA 的一部分。上图展示了一个人工智能驱动的治疗设计的例子。该项设计的目标是开发一种新的口服抗抑郁药物分子,这种分子需要满足特定标准,包括溶解度、无肝毒性、对心脏无不良影响等要求。此外,该分子还要能够有效地针对大脑的多巴胺系统发挥作用。

利用人工智能,达索系统软件生成了数百万个潜在分子,并在MODSIM 的帮助下,预测了它们满足标准的能力,并给出了成功分数。 然后,专家研究人员利用这些结果来选择哪些分子应该进入测试阶段。目前,一份安全有效的分子候选名单已准备好进入现实世界的实验室测试阶段。

AI和MODSIM的结合被证明是一种强大的方法,其中AI开启了可能性的领域,MODSIM则通过评估功能实现闭环。谷歌的 Alphafold 代表了一次蛋白质折叠的重大飞跃,而达索系统正在利用人工智能驱动的治疗设计所做的事情是未来医疗所必需取得的关键进步。

我们还要具备整体性思维。3DEXPERIENCE平台将所有的蝶变知识连接成一个整体,使我们有能力摒弃盲人摸象、管窥一豹、割裂的思维方式, 以整体和全面的视角把握蝶变对象。

综合、可能性、复杂性和确定性

在大模型技术不断突破的今天,我们能否生成以人为本的生成式体验?体验是一种复杂的、综合的东西。打个比方说。一个美女脸上的五官到底怎么样组合才是最漂亮的?它体现的是一个综合。蝶变中的体验,是综合最优。

如果问你想打造一个什么样的家居?大部分人都会觉得装修是一个很复杂的事情。我们作为普通消费者,既不是装修设计师,也不是建筑师,更非DIY专家,我们不太可能,也没有必要全面掌握这些知识和方法。但系统可以非常友好地指导我们,简单、轻松地使用自然语言,通过自然交互来建造我们梦想中的房间或房子。这就是蝶变能够带给我们的。

达索系统数字化蝶变,达索系统创新项目

虚拟世界打开了可能性。正如科学家弗朗西斯·阿诺德博士说的那样,由自然选择产生的生命物质是有限的,而我们在实验室里面制造出来的生物制品是无限的。(参见《升华洞察》文章:《硅基生命》)

当然在我们考虑的因素越来越多的情况下,事情会变得越来越复杂,如何做出正确的商业决策,也就更难实现。这些都意味着以人为本的虚拟孪生体验将会成为打开这扇大门的钥匙。

通过虚拟孪生体验,我们希望将虚拟和现实之间的距离缩短到几乎为零,这基本上意味着我们验证的结果必须是确定性的,换而言之,我们消除了不确定性。在达索系统服务的许多行业,最后都会有监管者,有权威,我们需要向他们证明我们做的是对的。如果没有虚拟孪生技术来提供证明,很多时候我们根本无法做到这一点。

SDE(软件定义体验)、EaaS(体验即服务)和市场

软件定义汽车,软件定义产品,软件定义企业,软件定义一切,软件定义体验,软件定义蝶变。实际上,软件是智能的基础,在蝶变的世界里,人类的算力还会以摩尔定律继续发展。生物计算、量子计算、光子计算在未来会接续摩尔定律在硅基芯片上的辉煌,DNA可以作为存储,人体本身就是一台行走的大型计算机。正如库兹韦尔在《奇点临近》中所描绘的那样,宇宙中将充满智能。

达索系统数字化蝶变,达索系统创新项目

在蝶变的时代,从多个行业、多个系统、模型、信息、关系、体验到价值网络,所有这些都可以成为有价值的商品和服务。达索系统引入体验即服务的概念,这确实改变了游戏规则。

从销售品牌工具产品,到销售平台、行业解决方案、角色,达索系统的目标不仅仅是从用户的授权中获得价值。企业的蝶变需要引导,因为大部分企业的转型和蝶变都来自这样一个事实:为了将各个点连接起来。显然不同的行业、不同的公司存在不同的转型和个性化的蝶变需求需要得到引领。通过虚拟孪生体验,我们可以更进一步。

假设我们有多重产品的生命需要管理,假设将虚拟孪生用于企业运营,我们就拥有了幂的力量。我们拥有的乘数,就是我们拥有的虚拟孪生的数量,远比我们今天拥有的用户、消费者、患者、公民的数量要多。我们会拥有比产品多得多的虚拟孪生,每天大量使用、建造、被占用。

体验即服务会成为新的价值等式、价值密码和价值公式。如果我们将品牌、平台、行业解决方案、内容、体验、蝶变结合起来,提供订阅,企业和个人就能够获得我们构建虚拟孪生的能力。

实际上,蝶变是每一家公司的重新定位,我们共同创造新的市场。从 CAD 转向DMU、PLM,再从 PLM 转向平台,从产品转向生命,最后到蝶变,每次我们想要解决的市场机会几乎翻倍。引领蝶变的体验即服务会成为更大的市场。我们必须接受,虚拟孪生体验正在成为社会在我们所做的一切中的普遍资源,不仅是为了发明东西,而且是为了让产品、自然和生命实现和谐。

达索系统新任CEO Pascal Daloz认为,展望 2040 年,利用基于“体验即服务”的知识和技术,虚拟孪生体验将成为大规模协作新方式的催化剂。可持续性将是至关重要的要素,将进一步推动下一代 PLM 的采用。 随着建模、仿真和人工智能的深度结合,创新将以指数级速度加速增长。这些长期趋势将对行业和社会产生深远的影响。 作为一家科学公司,达索系统拥有独特的优势来扩展虚拟孪生体验的世界,以便客户能够使 21 世纪的行业可持续发展。

达索系统从应用程序起家,转型为一家平台公司,并将以虚拟孪生体验公司的身份开始其下一华章,提供“体验即服务”。 当我们实现经济、客户的商业模式和我们自身商业模式的彻底转变时,我们将扩大我们的价值主张和受众——覆盖消费者、患者和公民。 到 2040 年,达索系统将把其潜在市场从目前的 1000 亿欧元增加到 1 万亿欧元。

展望未来,达索系统的宗旨——让产品、自然和生命实现和谐——将继续指导创建以人为本的行业解决方案。我们在此方面拥有独特的优势,能够成为更加可持续的行业和社会的催化剂和推动者。

未来20年,产业发展的答案就在蝶变里。体验经济与循环经济、可持续经济深度融合。生成式人工智能以最高效率设计产品,生产力获得巨大的提升。虚拟世界与现实世界融合,虚拟与真实的距离为零。软件定义体验,智能无处不在。生命与非生命融合,人类的寿命不断延长,人类疾病逐渐消失、被治愈,人类向永远年轻的物种进化,也或许人类会进化成下一个智慧物种。

蝶变,是一个宏伟的愿景。蝶变时代,在产业竞争方面将要求遵循新规则,出现新赛道,催生新经济。我们过去所做的一切为我们构建未来并逐步转向虚拟孪生体验、机会和定位奠定了基础。这就是我们未来 20 年将要开启的旅程。

最后留个作业,你认为达索系统在蝶变之后,下一次(第七次)会引领数字化革命进入什么时代?第八次呢?

达索系统数字化蝶变,达索系统创新项目

转自公众号:PLM之神