全称:北京优解未来科技有限公司
融资轮次:A+轮
产品/服务:新一代生成式智能设计工业软件与超材料技术
创始人:张海西
出生年份:1990
教育背景:清华大学航天航空学院硕士
作者丨卜松
编辑丨刘恒涛
2025年2月,生成式智能设计工业软件与超材料技术公司优解未来宣布,近一年内连续完成A轮及A+轮股权融资,本轮融资金额达数千万元。A轮融资由中关村发展集团旗下雨林基金领投、老股东峰瑞资本跟投,A+轮由合世家资本独家投资。
“我们的软件就像工业界的DeepSeek,你输入需求,它经过思考,直接给出最优解。”优解未来创始人、CEO张海西如此定义公司的OptFuture软件。
“打个比方,过去设计一座桥,工程师需要考虑承重、使用寿命、成本,拍脑袋试错无数次;现在,只需输入基本的要求,AI就能直接‘反向’生成最优的桥梁结构,节省大量的工时。”
优解未来定位“新一代生成式设计工业软件”,成立四年时间,2024年实现了近3000万人民币的业务合同。客户遍及中国兵器工业集团、中国航天科工集团、九州云箭、美团无人机、大众汽车等头部企业,商业化拓展初见成效。
这家初创企业的产品,逐步代替原先占据国内垄断地位的海外工业设计巨头,正在军工、航天、新能源汽车领域掀起效率革命。
做国产替代,打造新一代智能设计工业软件
创办优解未来,源自张海西的职业经历。
张海西出生于河南商丘,2017年硕士毕业于清华大学航天航空学院,研究方向是拓扑优化与AI深度学习。毕业后,他先后在航天科工集团和一家民营商业火箭公司任职。在结构设计工中,张海西曾使用过不少海外工业仿真软件,如大型通用有限元设计软件ANSYS、2024年底被西门子收购的Altair,以及曾主导研发赫赫有名的幻影-2000战斗机的达索软件等。
然而,这些软件在早期的使用体验并不佳。
在航天、军工和汽车制造领域,大多数产品的整体以及零部件的结构都相当复杂,在设计前期,需要通过计算机模型来预测产品性能,也就是仿真分析(CAE)。“比如设计一款电动汽车的电池包或者电机,要画一个高质量的网格,传统的大型有限元软件画一套网格,快的话要2周,慢就得1个月,汽车和火箭里成千上万个部件,仿真周期特别长,非常影响研发进度”。张海西说。
另一个痛点,是工程师绞尽脑汁出的产品方案,很难同时满足多个性能指标。张海西举了个例子,设计汽车的车架,产品经理会提一些需求,例如减重目标、振动频率、力学上的变形量。“但是没有人能够精确定义符合指标的车架究竟长什么样,很多时候只能靠工程师的经验,拍脑袋尝试。后期仿真出来,如果效果不满意,还要一次一次修改。”
这些软件是否有优化改进的空间?是张海西一直思考的问题。恰逢此时,国际形势对行业市场的波及,坚定了他的创业决心。
2020年,包括Matlab在内的多款海外工业软件被远程封禁,我国军工、航天、芯片等领域的重点高校和企业,急需国产替代产品。
张海西想到了母校清华的实验室。
读书时,张海西曾参与早期AI工业设计软件的开发,而这款软件从1999年就开始做。从导师杜建镔教授那里,张海西了解到,该软件的开发效果很好,AI算法的介入,使得设计周期被革命性地缩短。而且,和国外顶级大厂的产品相比,不仅关键模块的性能持平,部分模块甚至有领先优势,唯一缺陷是功能不够全面。
在一站式AI生成设计领域,海外巨头如ANSYS、达索旗下的CATIA,以及新兴势力nTopology已经加速布局,但国内尚属空白。“中国工业设计人不能永远用CAD画手工图纸。”张海西意识到,这是一个商业转化的绝佳机会。
张海西力邀杜建镔教授加盟,还拉上清华汽车工程系的博士后周平章,于2021年初在北京成立了优解未来,专注新一代智能设计工业软件的研发。
缩短研发周期40%,降低制造成本30%
事实证明,张海西的判断是正确的。公司成立四年后,开发的软件OptFuture,用户提出需求,可以迅速给出最优解。
这是如何做到的?
传统工业设计软件依赖人工经验,工程师需要在CAD(设计)、CAE(仿真)、CAM(制造)几款相互独立的软件之间,反复切换使用,耗时动辄数月。而优解未来的OptFuture将三者整合到一起,这款全新的软件平台被定义为CAX(生成式设计工业软件)。
CAX用三招实现了破局:空间网格法、AI优化算法模型、超材料模块。
首先,针对传统有限元网格“难画”的问题,优解未来团队在查阅行业资料之后,发现了全新的技术路线——空间网格技术。
这项技术的优点,是对复杂模型可“一键划分网格”,且效果均匀一致,即使模型发生畸变,对精度的影响也微乎其微。如果做个类比,传统网格像费时费力的手工刺绣,而空间网格像标准化的3D打印。
作为国内首创该技术的公司,最终效果堪称惊艳。张海西说,在对自行车架CAD设计模型的测试中,尽管需要处理小碎面、过渡棱角和异形曲面等复杂情况,空间网格技术也仅用15秒就完成任务,而使用有限元网格的ANSYS要耗费34分钟。
其次,通过引入AI拓扑优化算法模型,并以此为基础开发出力、热、声学求解器,OptFuture软件数秒内即可提供多种最优结构方案。
“我们改用AI来做加速计算,把原来几小时或者几周的复杂数学方程组求解过程,压缩到了几秒钟。”张海西说。
而将超材料技术模块内置到软件平台,让优解未来拥有了与国际软件巨头“叫板”的实力。
一块普通的木头,将其内部结构变成类似蜂窝或者海绵的孔隙状,就能大幅提升其隔音和散热性能。如果需要隔音30分贝,这块木头的孔隙结构应该长什么样?具体参数是什么?OptFuture用自研的AI拓扑算法,结合超材料技术,实现微结构优化设计,最终生成木头的模型。
张海西透露,依靠这套技术,优解未来帮助解决了美团无人机和中国载人月球车的轻量化设计、振动、散热隔热等难题。
例如,在某无人机客户研发中,导入电池包模型后,原本需要两周处理的有限元网格,在优解未来开发的OptFuture平台上3分钟自动生成。输入“减重15%、续航增加10%”、“散热效率提升20%”等需求后,AI在1小时内能给出7种创新结构方案——这相当于过去整个团队半个月的工作量。
“超材料的用途在高端制造业非常广泛,但是目前全世界有我们这种功能的软件不超过3家。”张海西说。
除设计之外,OptFuture还能兼顾制造环节,工程师输入性能、加工工艺、成本、运输条件等参数,就会得到一份综合最优设计方案。
“做一款兼顾个性化需求和标准化功能的软件,本质就是提供了一种超值服务。”张海西说。传统的同行,提供的是一个设计工具,但是优解未来提供的是生成式设计工业软件,把工具升级成解决方案或者设计服务。
“优解虽然交付的还是软件,其实是为客户提供了一套先进的设计能力。使得客户不再需要依赖有经验的工程师以及大量的时间投入,把软件的附加值从工具变成了服务,市场天花板显著提升。”峰瑞资本执行董事刘鹏琦表示。
张海西透露,如今,OptFuture已落地超过100个高复杂度工程设计项目,相较行业平均水平缩短研发周期40%,降低制造成本30%。
提高市场天花板,未来做工业设计的Github
要向市场和投资人介绍公司的技术产品,张海西团队面临了不小的挑战。
“我们见了二三十个投资人,跟人家讲拓扑优化算法,对方都听不懂。”张海西回忆,很多人对“生成式工业设计”、“超材料技术”名词或不明白,或心有疑虑。那段时期,他密切接触资本两三个月,没有一家愿意出手。
陷于最艰难的谷底之际,启迪之星创投投资了优解未来种子轮,这也是公司的第一笔启动资金。在投资人的启发下,张海西迅速转变了思路,“无论是产品、场景还是PPT,都应该学会做减法,解决最核心的痛点”。他还借鉴互联网的快速迭代思维,尽管这不符合行业传统做法,“创业公司的试错成本太高了,快就还有改正的机会。”
对于张海西来说,更重要的任务,是尽快找到可落地的商业模式。光靠卖软件,利润率太低,而且国内的企业级客户用惯了盗版软件,付费的意愿不强。
为了培育市场,优解未来团队一度免费为客户验证项目,比如设计一条轮毂、一个电池包,不满意不收费。软件还开通过长达3-6个月的试用权限,通过头部客户的标杆案例,打响知名度。张海西记得,产品在商业化的头半年,“基本不要钱,但是客户反馈的使用体验远比海外软件好”。
此外,优解未来也致力拓展软件的平台通用性,将业务扩展至汽车、船舶、无人机、人形机器人等领域。
发展到第四年,优解未来已经有30多人的规模,营收节节攀升,2024年公司实现了近3000万人民币的业务合同。客户遍及中国兵器工业集团、中国航天科工集团、九州云箭、美团无人机、大众汽车等头部企业,商业化拓展初见成效。
随着产品理念逐步被认可,优解未来在资本市场开始受到关注。从天使轮到Pre-A轮,峰瑞资本、金沙江创投、蓝驰创投等知名机构陆续押注。在最新披露的A轮与A+轮,公司还引入了中关村创投、合世家资本等产业资本。
刘鹏琦对张海西的综合能力有很高的评价:“从一个工程师,变为产品经理,又变成了销售负责人,这种组织和个人的进化能力才有可能支撑公司走的更远。”
他认为,优解未来的创新正在重塑工业设计流程,“通过拓扑优化的技术能力,不仅能实现更高的效率,还能实现更好的质量,带来的附加值远远大于国产替代。”
谈到未来中长期的规划,张海西总结为“技术全栈化、场景全球化、生态开源化”。
技术全栈化是团队的开发目标,把OptFuture升级成“CAE实时仿真+生成式AI+超材料”一体化平台,覆盖设计-仿真-制造全链路,并整体迁至云端;
场景全球化即探索国际出海和深耕国内渠道,深度切入航空航天、新能源汽车供应链;
而生态开源化,则是开放部分算法模块和二次开发接口,与高校、企业共建智能设计开发者社区。
“我们的最终愿景,是建一个工业设计领域的Github。”张海西说。
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