第597章 星河设计（2 / 2）
两个零件装在一起会不会打架？以前要把图纸画出来，再把实物做出来，装配的时候才发现装不上，返工重来。
有了三维设计系统，在计算机里就能模拟装配，哪里有干涉一目了然。
要实现复杂曲面的可视化设计。
飞机发动机叶片、导弹舱段、潜艇螺旋桨，这些零件不是平的，是三维曲面。
手工作图极难，普通工程师画不出来。
有了三维设计系统，可以用数学描述曲面，计算机自动生成视图。
技术基础来自两个方向，一是魏知远教授的数学模型，数字孪生实验室这几年积累了不少，曲线拟合、曲面插值、矩阵变换，都有现成的算法。
二是西军电秦世襄教授的信号处理和图形学基础，他们做雷达信号处理，做图形显示，有底子。
功能方面分步走。
先做线框建模，用线条画出零件的轮廓，像一个没蒙皮的骨架，够用，但不直观。
再做简单实体造型，给线框蒙上皮，能看出零件的真实样子。
然后是透视投影，近大远小，看着像真的。
动态旋转观察，转着圈看，能从各个角度检查设计。
最后是装配体干涉预览，把几个零件装在一起，计算机告诉你哪里碰上了。
硬件设想写得含蓄，但问题摆在桌面上：单台昆仑1级别的算力，或者并联多台午马机。
吕辰把这句话看了两遍。
昆仑1是国防装备，想申请，难上加难。
至于午马机的区区每秒5万次的算力，并联20台也不够。
算力是硬门槛，绕不过去。
他继续翻图像设计子系统。
这一块处理的是非几何信息，不用画直线画圆，而是处理已经存在的图像数据。
如电子耳朵的波形分析，传感器采集到的振动信号，画成波形图，让工程师能看出异常。
现在只能在纸上手画，或者看示波器屏幕，没法保存，没法比对。
再如红外测温的热力图，温度分布用颜色表示，红色是高温，蓝色是低温，一眼就能看出哪里热哪里冷。
现在只有数字，工程师要对着表格猜。
还有金相显微镜的照片增强，金属材料的微观组织结构，拍成照片，但照片模糊，细节看不清。
用算法增强对比度，锐化边缘，把晶界找出来。
技术基础来自两个方向。
一是自动键合机里的“图像预处理芯片”思想，那个芯片能识别焊盘位置，算出偏差值，把这个思想迁移过来，做更通用的图像处理。
二是微光夜视仪的信号处理经验，方教授那套东西，能放大微弱的视频信号，也能用来做图像增强。
功能包括位图导入与存储，也就是把照片、图纸扫描进计算机。
灰度/二值化处理，把彩色照片变成黑白，或者只保留黑白两色，突出轮廓。
边缘提取，自动找出图像里物体的边界。
伪彩色渲染，把灰度数据用彩色显示，比如热力图。
频谱分析预览，把波形图分解成频率成分，找出异常的频率分量。
硬件需要专用图像处理芯片或通用芯片阵列。
前者从头研发，周期长；后者拿现有的芯片搭，效率低，但能跑通。
翻完了方案，吕辰合上稿纸，放在桌上，手指在封面上轻轻叩了两下。
办公室里很安静，三个人都在看他。
吕辰沉默了很久，他脑子里转的不是“这个方案好不好”，而是“这个方案意味着什么”。
作为两世人，上辈子他是用过CAD、CAE、CAM的。
那些软件是西方工业文明的基石，是工程师的第三只手。
一个熟练的CAD操作员，画图速度是手工绘图员的十倍甚至几十倍。
一个会做CAE分析的工程师，不用造出实物就能知道哪个地方应力集中、哪个地方会断裂。
一个会CAM编程的技术员，能让机床自动加工出误差小于0.01毫米的零件。
这些东西，在前世是稀松平常的。
大学生学机械的第一年就要学CAD，工厂里的老师傅五十岁了还要学数控编程。
但在这个年代，这些东西，是革命。
如果星河设计系统做成，中国工业设计将跳过“图板时代”，直接进入“数字化时代”。
比西方晚不了几年，在某些领域甚至可能领先。
这不是“画图”，是“范式革命”。
有了这个系统，芯片设计能从“高级工程师的手工活”变成“普通技术员的图形作业”。
昆仑2、昆仑3的研发周期能缩短多少？至少三分之一。
飞机发动机叶片、导弹舱段、潜艇螺旋桨，这些高精度零件的加工，能从“手工打磨”走向“数控加工”。
精度提高一个数量级，废品率降低一半。
电子耳朵的波形、红外测温的热力图，这些抽象的监测数据能“可视化”，工人看着屏幕就能判断设备有没有故障，不用听声音、靠经验。
这是中国工业设计从“手艺”走向“科学”的阶梯。
吕辰有些兴奋，他端起搪瓷缸子喝了一口。
但很快，他冷静下来了。
现在是什么年代？昆仑1刚交付，星河计划刚开启新征程，昆仑2机正在启动，汇编语言在定标准，701工程在酝酿，他脑子里还有单片机的事。
这是国家资源极度紧张的年代。
人力、物力、算力，每一样都要排队。
方案很好，但资源从哪来、优先级有多高，都是不得不面对的问题。
他抬起头，看着钱兰。
“钱师姐，要做这个星河设计系统，算力从哪来？”
钱兰显然想过这个问题。
她放下搪瓷缸子：“三维设计需要海量浮点运算，午马机跑不动，这是事实。昆仑1刚交付军方，不可能用来做设计验证。”
她顿了顿：“但我们可以先做算力评估。用昆仑-0集群做并行计算验证。把一个大任务拆成几百个小任务，分发到几十台午马机上同时算，看在合理时间内能不能完成。”
钱兰语气笃定：“如果昆仑-0集群验证可行，那就有理由申请昆仑1的‘闲时’机时。昆仑1不会24小时满负荷。晚上、周末、节假日，机器是闲的。这些时间，用来跑设计验证，不占用主任务，不影响国防计算。”
吕辰点了点头，这个思路对，不是抢算力，是用闲置产能。
“咱们几个，擅长逻辑和控制，擅长把继电器电路图变成微程序，擅长设计芯片的时序和仲裁逻辑。但是图形学是另一个领域，数学底子要求高，三维图形的矩阵变换、消隐算法、曲线拟合，这些咱们都不太擅长，算法谁来写？”
吴国华笑道：“就知道你会问这个，这的确不是咱们能玩成的，得把把数学和信号处理的人拉进来一起干。”
他顿了顿：“我们的计划是拉魏知远教授和秦世襄教授入伙。数字孪生实验室这几年在曲线拟合、曲面插值、矩阵变换的算法都有大量积累。西军电那边，雷达信号处理就是做图形显示，他们有底子。”
吕辰眼睛一亮，数字孪生实验室里面全是数学狂人，理论功底深厚，是红星所里真正的理科生。
而西军电更是兵强马壮，特别是秦世襄教授的团队，专门搞雷达信号处理，不仅动手能力强，手底下更有一帮会写代码的年轻人。
这两伙人要拉进来，一个提供数学基础，一个负责工程实现，算法这一块就没问题了。
吕辰想了想，又问了一个问题：“这系统要走星河计划立项，可是星河计划现在全面向亚微米进军，基础课题成千上万，优先级要是不能保障，很可能无法立项。”
钱兰显然也想过这个问题。
“我的想法是，把它包装成昆仑1的应用示范项目。用昆仑1的算力来设计下一代的芯片和机床。论证高性能计算对工业的反哺。证明昆仑1不只能算弹道，还能造机器。”
这个角度好。
不是另起炉灶，不是抢资源，是给昆仑1找更多的“客户”。
让上级看到，昆仑1的价值不只在国防计算，还在工业设计。
投资回报率更高了，批复的可能性就大了。