打造新质生产力 变工业软件“软肋”为盔甲

2023年9月，习近平总书记在黑龙江考察调研期间，提出一个令人耳目一新的词汇——“新质生产力”。此后不久的2024年1月，在参加中共中央政治局第十一次集体学习时，习近平总书记再次强调，要加快发展新质生产力，扎实推进高质量发展。而在3月份全国两会期间，“新质生产力”更是首次被写入《政府工作报告》——至此，“新质生产力”成为了当仁不让的2024年度热词。

何为“新质生产力”？在南方科技大学机械与工程系，深耕计算机辅助产品设计及集成制造领域多年的马永胜的理解中，就是以科技创新为主的生产力，是摆脱了传统增长路径、符合高质量发展要求的生产力，是数字时代更具融合性、更体现新内涵的生产力。

“最近这些年，通过顺应数字化、智能化、网络化发展趋势，我们国家正在加紧完成从互联网时代‘后来者’到新一轮信息革命‘引领者’的蜕变”。在马永胜看来，这个关键节点，新质生产力的提出，无疑进一步为以科技创新推动产业创新、以产业升级构筑竞争优势指明了方向与路径。“通过在工业软件核心技术攻坚、拔尖创新人才高质培养、产学研促科技成果转化应用等多个维度同时布局发力，不断提升我国工业软件核心技术储备与人才储备，加快形成新质生产力，全力推动科技成果向现实生产力转化，为中国经济高质量发展提供核心竞争力和持久动力，正是我和我的团队在做的事情。”

出走半生 远渡重洋求真知

时间回到3年前的夏天。

2021年7月，深圳的天气闷热潮湿，一如往年。然而，对刚刚携家眷从大洋彼岸归来的马永胜来说，空气里弥漫的，更多的是归国的喜悦和干一番事业的壮怀——此次归国后，他将以机械与能源工程系长聘教授的身份，加入南方科技大学。而这距离1987年他以公派留学生身份出国深造已经过去了34年。

马永胜出生于内蒙古乌兰察布市科布尔镇。“科布尔”是蒙古语，意为沼泽地，科布尔镇正是因为境内原为一片沼泽地而得名。在亲友的印象中，马永胜自小就是个聪颖过人的孩子。而马永胜回忆起少年时期的自己，印象最深的则是那时总对科布尔镇外面的世界有着莫名的向往。早慧的他也深知，想要走出科尔布镇去外面触摸更大的世界，除了读书，没有更好的办法。

1979年，对马永胜来说是具有特殊意义的一年。这年，他考入了内蒙古集宁一中——这是乌兰察布市当时最好的高中。如果说进入这所高中为少年走向更广阔的天地提供了可能性，那么三年后，当一流学府清华大学的录取通知书递交到马永胜手上那一刻，这个少年终于成功用难以计数的书本与无数个埋头苦读的昼夜，为自己铺就了一条通往外面世界的道路。

此后多年间，以清华大学为新起点，以所就读的精密仪器系“精益求精，止于至善”的理念为宗旨，马永胜马不停蹄踏上了新的逐梦之旅，并最终凭借本科期间出色的表现，在1987年争取到了去英国曼彻斯特理工大学（UMIST）公派留学的机会，踏上了漫长的海外求学深造之路。

20世纪80年代，正是中国科学技术奋起直追的年代。1986年，工业软件被列入国家“863”计划。结合时代需求与个人兴趣，马永胜最终将工业软件确定为自己的研究方向。进入曼彻斯特理工大学后，他师从在该领域造诣颇深的Dr.G. Barrow和Dr.S. Hinduja两位教授，开始系统学习CAD/CAM（计算机辅助设计和计算机辅助制造）基本理论。从1988年到1994年，他用了整整7年时间在计算机辅助智能加工早期软件技术理论与系统开发领域深扎根系，迅速跻身这一领域的新起之秀，并顺利取得曼彻斯特理工大学硕士、博士学位。

完成曼彻斯特理工大学的学业后，马永胜没有停下钻研技术的脚步，也没有收回对世界向往的目光。为了有机会接触和实践最先进的理念，在这期间，他先是加入新加坡义安理工学院从事教学和研究工作，通过理论实践相结合，他成功利用关联特征的概念完成CAD/CAPP/CAM集成，解决了计算机辅助模具设计与制造集成中的复杂几何曲面与刀具轨迹生成的依赖关系建模中一系列难题；1996年，加入新加坡制造技术研究院后，他开始模具方面的软件设计工作。在这期间，他带领团队花费两年实践开发出注塑模具设计软件产品QuickMould。据悉，这一产品只需3～4个星期就可完成一套模具的三维设计。与当时普遍需耗时3个多月的传统设计方法相比，极大提高了效率，带来的经济效益不言而喻。凭借出色的表现，QuickMould在1998年被Unigraphics（现西门子NX PLM）收购。紧接着，马永胜又领导完成了QuickMould到MouldWizard的商品化研发。MouldWizard软件一经上市，便成为模具自动设计领域的宠儿，从1998年至今，20多年过去了，MouldWizard软件仍然畅销于国际市场。

在马永胜的科研生涯中，QuickMould、MouldWizard的成功无疑具有里程碑式的意义。“我做了一个不错的工作，锻炼自己的同时也收获了领导团队科研和产品化经验，这不仅是从做学问到实践应用的变化，也是一次从软件应用研究到软件设计师的角色转变。”

一般来说，开发软件的工作通常由软件专业工程师完成，而马永胜学的是机械制造，所以他是从制造的角度出发研究软件技术，然后又用软件的技术来解决工程问题。至此，一个全新的领域——工程信息学展现在了马永胜的面前，他的研究因而走入了新的阶段。此后多年间，马永胜先后在南洋理工大学、加拿大阿尔伯塔大学担任教职，不断拓宽工程信息学的理论深度与实践边界，依托一系列开创性的研究成果，成为一位在学术理论、技术研发、工业应用多方面研究全面均衡发展的资深教授，并在2013年取得终身全职正教授的身份。

几十年的海外经历倏忽而过，然而想要回到生于兹长于兹的这片热土的念头不仅从未从马永胜的心中淡去，反而随着年岁渐长而变得更加强烈。“虽然这些年在国外事业上有一定发展，但始终觉得自己的根在中国。也越来越清晰地感知到，只有把个人事业追求与国家发展需求相结合，才算真正实现自己的人生价值”，谈到回国这一抉择时，马永胜目光灼灼。

科研攻坚 构建工业软件自主核心技术

归国伊始，充斥在马永胜胸怀的除了要以所学干一番业绩的壮志豪情，更多的是紧迫感。至于这种紧迫感源自何处，马永胜坦言：“我本来就是个急性子，特别着急怎样才能又好又快出成果。再一个，考虑到年龄问题，这种紧迫感难免会进一步加剧。”

除了源自内部的压力，让马永胜产生时不我待紧迫感的，是我国工业软件领域正面临的复杂环境。

众所周知，工业软件是工业制造的“大脑和神经”，大力发展工业软件，推动核心工业软件自主可控，是中国建设“制造强国”的必由之路和提升产业国际竞争力的重要抓手。然而纵观全球，工业软件巨头均诞生于工业制造强国。关键技术缺失、产业规模较小、核心竞争力较弱等因素作用下，多年来，我国工业软件的大部分市场份额被国外优势工业软件厂商牢牢把控。长此以往，就导致我国工业企业在使用国外工业软件时，常常无法获得深层服务，也无法将积累的工业知识和工业软件进行深度融合，影响数转智改的进程。

更糟糕的是，近年来，随着国际局势日趋复杂，以美国为代表的工业强国在工业软件领域对中国企业以制裁之名频频挥锤。在“软件定义世界”的时代背景下，过度依赖国外工业软件，失去的不仅是软件市场，更存在丧失产业发展主动权和影响产业信息安全的风险。基于此，马永胜深刻意识到，构建自主可控的核心技术，建立“护城河”解决工业软件“卡脖子”问题已经刻不容缓！

紧迫感驱使下，加入南科大后，马永胜马不停蹄行动起来。他重点要做的一件事，是借鉴美国工业软件人才培养方法，加大对工业软件核心技术——建模和仿真技术的投入力度，在南科大建设起一个市、省乃至国家级的工程设计分析仿真软件研发重点实验室。

与此同时，针对国内工业软件现状的深刻理解，他将主攻方向定位在“核心智能设计分析优化”的关键工业软件的研发上。该工作的最终目标是实现核心CAD/CAE/CAx智能工业软件产业化，推动更多中国自主开发的工业软件工具和技术走向市场，为早日实现制造强国的战略目标作出贡献。

此外，他还计划把工程语义学与网络化、服务化、复杂化，以及智能化的算法与多物理交叉科学结合起来，集中攻克微粒度通用特征核心模型及应用扩展机制的难题，为建立真正的通用无间隙数字物理孪生内核模型和多学科多体系应用共享信息平台界面而努力。

在具体研究中，马永胜侧重于激光雷达、温度传感器，以及机器视觉三方面，尤其激光雷达团队已经突破了技术瓶颈，在光学、电子电路设计，以及传感器的标定，到算法数据中采集和数据处理方面都有达到国际先进水平，并获得了国家授权专利。

在科研教学之余，2022年，马永胜又有了新身份：2022年10月，他被任命为天台智能制造研究院院长——天台智能制造研究院是南科大与浙江天台县联合打造的产学研结合、旨在推动高校人才创新创业、产业技术快速革新的新实践。作为研究院院长，马永胜的工作目标是 “五个中心”和 “两个基地”建设，即重点围绕智能制造，依托天台大车配产业，以南科大专家团队为核心，逐步建设智能传感与 AI视觉、先进增材制造、智慧城市与工业大数据、计算机工业仿真、精密加工与高端机器人装备的“五个中心 ”和技术转移及孵化的“两个基地”。

其中五个基地分别是由南科大马永胜教授领衔的精密加工与高端机器人装备研究中心、南科大刘伟教授领衔的智能传感与AI视觉研究中心、南科大陈柔羲教授领衔的先进增材制造研究中心、北京大学吴越博士领衔的智慧城市与工业大数据研究中心、南科大万敏平教授领衔的计算机工业仿真研究中心。

天台智能制造研究院自成立以来，始终坚持以科技创新为核心，致力于智能制造技术的研究与应用。在马永胜院长的带领下，研究院汇聚了一批国内外顶尖的科研人才，形成了一支强大的研发团队。他们不仅在理论研究上取得了突破，更在实际应用中实现了多项技术革新，为智能制造行业的发展注入了新的活力。研究院副院长陈柔羲指出科技是第一生产力！天台智能制造研究院将持续深耕，致力于将最新科研成果转化为推动天台县企业高质量发展的强大引擎。研究院副院长王巍铮指出要把握数字化、智能化的发展机遇，加强合作创新，推动制造业向智能化、高端化发展。通过院校企三方的共同努力，为天台经济发展和产业升级做出更大贡献。

近年来，天台智能制造研究院在智能制造领域取得了一系列令人瞩目的成就。他们研发的智能机器人、自动化生产线等产品，已经在多家知名企业中得到应用，极大地提高了生产效率和产品质量。此外，研究院还与多家高校和科研机构建立了合作关系，共同推动智能制造技术的发展和人才培养。

基于各研究中心五大技术领域，且在充分调研天台产业发展的基础上，积极推进大学生实践基地、研究生联合培养实践基地、台州市博士后实践基地的创建。

研究院引进项目人才团队，孵化2家项目公司，其中一家是500精英B类创业人才企业，2023年通过省级科技型中小企业、国家级科技型中小企业认定；另一家通过台州市“500精英”创业人才C类认定。

研究院自成立以来，在洽谈科技成果落地应用备案等事宜，通过对企业调研、技术交流及供应实验样品等互动方式，分别与浙江银轮、浙江明丰实业、浙江赤心实业、浙江理工大学等多家企事业单位建立了技术开发合作或战略合作关系；与浙江天台山天华仪表、浙江天台山九川、浙江康和机械、浙江英飞实业分别签订技术开发合作合同。参与制定了6个行业团体标准，6个团标均已由全国团体标准信息平台发布。

为切实搭建校企交流渠道，促进技术研讨和创新交流合作，推动合作科研项目落地见效，研究院已举办数场科技项目路演，组织专家团队调研走访企业有30场次以上，多次开展天台“科技赋能、益企同行”系列活动，服务天台企业数达50家以上。

研究院旨在通过技术交流，分享最新的技术研究成果，解决各企业在生产工艺和技术创新上的存在痛点与难点，促成科研团队与企业在技术领域开发合作。