【案例】从“地狱级开局”到全球首款液氧甲烷火箭，我们如何助力蓝箭冲破云霄

火箭快递，使命必达。
美日韩包邮，江浙沪秒到。
LANDSPACE蓝箭航天在2019年联合淘宝正式启动“宝箭”计划，共同研发“宝箭”号运载火箭，实现网购快递急速送达的目标。

这可能是我们朋友圈离火箭最近的一次。
大家都还在：“急，在线等”。

2023年7月12日，蓝箭航天跨出了创造历史的一步。
朱雀二号遥二运载火箭在酒泉卫星发射中心发射成功，成为全球首枚成功入轨的液氧甲烷火箭。
蓝箭航天CEO张昌武在成功第二天发布的全员内部信里说：“我们始终坚守常识，坚决通过自主研发液体动力系统，立足于自主创新、自主可控的动力核心来构建朱雀系列运载火箭，使得我们至今仍是中国第一（且唯一）家依靠独立研制的动力系统取得火箭飞行成功的商业火箭公司，也是唯一建成了设计、制造、测试、发射完整链条能力并经飞行验证的商业火箭企业。”

总有人在替我们仰望星空。

01、蓝箭的“地狱级难度”开局

一、民营商业航天的“破局者”，主打一个自主研发

“蓝箭的核心竞争力就是我们没有诀窍，我们就是在按照愚公移山的精神在做火箭，在遵从火箭规律的前提下做火箭。我们坚持核心的技术自己研制，核心的设施自己保障。”

——蓝箭航天CEO 张昌武

作为国内首家取得全部准入资质的民营运载火箭企业，蓝箭航天主打自主创新、自主可控，在没有可以借鉴参考的企业前提下，选择了“地狱开局”模式——锚定液氧甲烷技术路线、自研发动机系统、自建核心设施，成为超前技术的开拓者。

张昌武明确表示，公司成本支出比例中，研发制造要居于首位。在绝大多数民营航天企业采购第三方服务的氛围下，他觉得，只有自主研发和制造，才会有出路。从最前沿的发动机理念的构想，到最新技术的设计图纸，到制造出真实的发动机和其他火箭部件，再到不断试验更改设计中的错误，再到制造出试验版本的火箭，整个流程均由蓝箭航天主导。

因此，蓝箭所选的技术路线是投资规模最大、技术难度最深、开发周期最长的，对人的挑战也是最高的。一旦能够走下来，所形成的行业壁垒非常高，所形成的市场竞争力也非常强。

二、大量仿真 VS 三次机会

“航天最挑战人性的地方，就是航天这个东西，没有中间状态，只有0和1，而且大家只会记住1。”

——火箭研发总经理戴政

整个火箭的造价，纯硬件成本目前都在1亿元以上，遑论其他。
这次成功入轨的朱雀二号，蓝箭就只给了TA三次失败的机会。

如何才能真正“把问题留在地面，把成功带上太空”，这是个至关重要的问题。
“液氧甲烷的难，并不是说它有理论上不可行的地方，它更多的是体现在工程应用层面的难……在这个过程中，我们做大量的仿真，做大量的试验，去摸索规律，逐渐建立对甲烷物理特性的认识，才能解决好这个问题。”火箭研发总经理戴政揭示了答案——大量的仿真，大量的试验。

不是所有的东西都可以通过观察、推演和试验获得的，比如宇宙演化、核弹爆炸，比如火箭入轨，或者实现不了，或者成本过高。
所以需要仿真，降低成本，提前试错，缩短试验进程。
仿真，是基于一定的数理模型基础，对现实的空间和时间进行分割，一次次反复计算求解，才能建立认知，摸索规律，从而解决大大小小的问题。

通过仿真，我们可以做很多事情：
比如，在以前发的这篇文《杨洋组织的“太空营救”中，那2小时到底发生了什么？》里，通过仿真验证，西北卫星测控中心确认了卫星失联的原因，准确及时采取应对措施，恢复整个卫星通信系统。

再比如，“宝箭”快递，要在什么高度以什么速度什么角度才能正确投递到你家天台？

在蓝箭的世界里，大量仿真，大量试验，才能一击必胜。

02、从0到数百用户一个持续成长的研发环境

一、一千个人，一千种使用方式

主打自主研发的蓝箭航天，发展速度非常快，使用速石研发平台的用户数从0到数百人，稳定增长，资源用量也随着业务周期长期稳定上升。

这个过程中有两个问题：

1. 研发团队人员来自天南海北，背景复杂，经验不一，使用习惯也各不相同，需要有一个千人千面的平台；
2. 除了使用习惯外，就跟Alpha Cen一样，研发人员需要持续探索新的技术路线，做一些前沿研究和尝试。所以蓝箭需要给研发工程师们留出空间，给他们充分的自由度，让他们放开手去试错，去最大可能寻求更优解。

首先，每个用户都是单独的账号，互不干扰。
而针对不同的用户背景和特性，我们提供了以下三种使用模式：

任务模式：通过Web浏览器向导式一键提交仿真任务，适用于确定的仿真求解流程。

集群模式：通过Web浏览器登录集群远程桌面，打开应用开启仿真任务，充分发挥按需配置、资源多样化大规模并行调度能力。

工作站模式：Windows系统，与传统的本地单机仿真处理习惯一致。

既能千人千面，也能给每个工程师最大的自由度，满足他们的使用习惯。
三种模式的实际应用，可以戳这篇：怎么把需要45天的突发性Fluent仿真计算缩短到4天之内？

二、多团队研发协同与统一管理

根据业务线的划分，蓝箭有数个研发团队，且分布在北京、上海、西安三个地区，不同地区的团队存在业务上的交叉，需要多团队研发协同与统一管理。

用户层面，我们为不同团队成员提供面向CAE应用适配与优化的研发环境，用户之间可共享数据、应用、计算、网络、存储，有效利用资源，提高协作能力。

数据层面，一方面，我们打通了数据传输通道，提供数据管理能力，实现多团队仿真任务高效协同；另一方面，平台对不同用户之间也做到了数据隔离，管理员可针对业务需求灵活控制平台的功能和权限分配，保障数据访问安全。

资源层面，我们支持将同一个集群按使用团队或资源属性分成不同的独立分区，比如浙桂。这样既保证了不同组的研发们能在同一个集群中工作，保留各自操作习惯的同时还互不干扰；又可以让他们更有效地使用资源，减少闲置资源，提升整体资源利用率。

我们支持多种用户统一身份认证体系协议的对接：OIDC、SAML、oAuth2。目前已经接入了蓝箭的身份认证体系。

三、基于数据分析的精细化运营管理

1. 更全局
基于CAE任务层的监控、告警、数据统计分析功能与服务，我们能从全局角度监控各个重要指标变化，掌握整体任务及资源情况，为未来项目合理规划、集群生命周期管理、成本优化提供支持。
比如，通过关注不同团队用量占比与周期性波动情况，兼顾团队与整体，助力各团队实现其业务目标。

2. 更细颗粒
我们还支持以更精细的颗粒度，如以项目、产品、用户、应用为维度，监控任务和资源情况，进行运营数据分析与成本评估，为进一步管理优化提供支持。
比如，用户级别的用量统计与分析，能更好地理解业务场景与个人需求，公司能更好地在全局管理的基础下提供支持。

03、R&D-IT 一个CAE界不存在的岗位

芯片设计界有个非常稀罕的岗位叫IT-CAD，人才难得。
我们真心觉得，CAE界也值得拥有。

翻译一下，TA的主要职能是在研发与IT之间架起一座桥梁，我们姑且可以称之为R&D-IT能力。可针对研发人员所使用的CAE应用软件提供底层硬件基础上的整个研发环境架构与构建、CAE仿真流程跑通与优化、故障响应、技术支持和使用咨询等服务。
想仔细了解我们是怎么助攻的，可以参考这篇：【案例】普冉半导体逐步布局自主可控，渐次提升研发效率

一、标准CAE仿真环境的规划和搭建

TA需要做的第一件事，就是站在整个仿真研发体系和架构视角进行标准CAE仿真环境的规划和搭建。
这个规划，不是走一步看一步，也不是头痛医头，脚痛医脚。

这件事，我们可以帮TA全做了。
我们的产品在设计之初就是面向CAE应用，服务整个企业的工业仿真研发业务场景的。这也决定了我们解决问题的出发点永远是：是否满足研发业务需求，然后从上至下地解决问题。

三个特点：
1. 我们提供的是一整套即开即用的CAE仿真研发平台，是完整的一体化产品；
2. 产品一站式交付，提供了非常好的用户交互体验，简单易上手；
3. 无论用户人数、资源数量和类型如何变化，产品架构对现在&未来均有着极强的兼容性与弹性，且支持多个研发中心协同。

二、仿真设计流程的跑通，应用的适配和衔接

随着CAE环境搭建的完成，TA需要做的第二件事，就是仿真设计流程的跑通，各种CAE应用的适配和衔接。
这第二件事，我们能帮TA把手动做的事全部自动化，还能提供应用层与资源层的最佳实践经验。

我们提供的这套上中下层联动的CAE仿真研发环境：
1）连接上层CAE应用，对应用本身的运行提供支持和优化；
2）连接底层资源，给用户提供更灵活、更高效使用资源的能力；
3）结合CAE应用和底层资源的联动和适配，给出最佳实践经验。

火箭设计是一项复杂、周期很长、技术含量非常高的工作，其研发过程充满了挑战性。在设计、研发和制造过程中应用的学科，涉及到结构力学、流体力学、传热学、材料等，对CAE应用覆盖广泛。

在实际研发场景中，普遍存在的问题有资源利用率不高、排队现象严重、成本难以把控等等。这大多是因为选择的资源不匹配场景，使用不规范。整个过程中没有最佳实践，缺乏专业指导。另外，随着新的应用场景上来，需要去探索和尝试的成本特别高，还会造成资源浪费。

1. 结合业务的常见CAE应用适配

不同的CAE应用，对于底层资源层的适配要求是不一样的。
我们基于蓝箭的用户通用场景，对不同机型效率和成本进行比对后，帮助用户完成了实例选型。
选型目的有两个：匹配业务与控制成本。

根据我们的经验，对于前后处理来说，一般需要选择GPU能力比较强的机型。
对于求解计算：
隐式算法，相比显式算法来说，精度相对高，但可扩展性不是很好，即在多台机器上的线性加速比并不好，适合于在多核大内存机器上运行，一般对内存、IO要求较高。
显式算法，精度比隐式算法低，但可扩展性相对较好，即在多台机器上的线性加速比相对较好，适合于多节点并行计算，对机器无特殊要求，一般对内存、IO要求较低。

不同CAE业务场景的扩展性排序大抵如下图所示，从上往下逐步提高。

比如，隐式算法计算电磁学，并行度没那么高，适合单机、高配，IO、性能越高越好。
而计算流体力学、结构力学这种业务场景，线性加速性能比较好，适合暴力堆机器，多机并行。

2. 针对某CAE应用的最佳实践参考

根据某CAE应用的最佳实践：
在同等核数下运行该应用，开关超线程的成本差距并不大，但关闭超线程可以节省约一半甚至更多的时间，性价比相当高。

我们建议蓝箭：
第一，针对该应用统一关闭超线程跑；
第二，设置资源分区，一个开超线程分区，一个关超线程分区，让用户分开使用。研发团队可以根据自身业务场景需求，选择不同的分区。

我们为蓝箭提供的最佳CAE应用实践参考，极大地帮助了研发团队更好地利用资源，从而提升计算效率，节省计算成本。

三、DEBUG，处理研发与IT之间的交叉区域问题

这第三件事，最令人头大，也最耗精力。
有时候，可能让TA从睁眼到闭眼都被BUG环绕。

我们能做的：
1. 根据最佳实践和经验进行预判，帮TA预防掉一些问题；
2. 产品级能力，通过把手动过程IT自动化，减少一些问题；
3. 我们帮TA定位并解决一些问题。
让TA能把时间花在更重要的事情上。

为什么有这么多问题？
根本原因在于，研发与IT之间是有壁的，他们说的是不同世界的语言。而且壁与壁之间还有一段不小的距离，不知道该归谁管，需要懂交叉学科的人才。
有些交叉领域问题，IT可能真不了解，研发可能不得不自学大量技能。

详情可戳这篇：八大类主流工业仿真平台【心累指数】终极评测（上）

我们在这方面表现非常优秀，下图可以看出来：
我们能为交叉领域提供专业支持，包括技术支持、故障响应、使用咨询等，让研发从此可以专注研发。

04、CSM定制专业服务单核时成本下降73%

CSM（Customer Success Manager），客户成功经理，作为关键客户服务接口，主要为蓝箭提供了以下两类服务：

1. 定制全天候专业服务
为客户定制专业的服务计划，包括整体运维管理、资源统计分析、账单分析、周期性服务事件汇总等。通过全天候主动式服务，快速响应及闭环用户遇到的问题，提升用户使用体验。

2. 业务高峰期重保服务
CSM还提供业务高峰期重保服务，协助用户平稳度过业务高峰，保障关键业务顺利开展。

今天我们只看定制全天候专业服务。

先看效果：
1. 提升用户研发效率，保障整体业务稳定性；
2. 整个研发平台使用期间，单核时成本下降达73%。
单核时成本反映了每单位计算资源的费用，从而直接反映了资源利用的效率。
注：此单核时费用，包含计算、存储、网络、服务等整体费用

根据CSM的工作与效果，我们大致把整个业务分为三个阶段：

阶段一：业务早期磨合期
平台上线初期，业务场景不固定，用户大量保留原本较粗放的使用习惯，资源按需使用计费的情况较多。

这一阶段，CSM积极开展用户调研，并定期与用户的业务团队leader进行用量数据分析，结合实际业务开展的情况，输出计算资源合理使用建议，实施按需OD转包月RI策略，使得资源使用逐步精细化、合理化。
同时，CSM针对CAE应用进行深度支持，建立起基础监控告警策略，开展研发平台使用培训，并快速响应和处理用户日常问题，充分保证业务运行稳定。

阶段二：中期深入优化期
随着用户业务的推进，GPU资源使用逐步增多，由于GPU资源成本较高，使得单核时成本出现显著上升，由此，不合理的资源使用带来的成本浪费也被放大。

CSM根据监控数据发现了这一问题，指导用户进行合理的资源选型和业务分配，让资源利用更加合理、高效。同时，深入使用场景，协助用户持续优化告警策略，增设了核时波动告警、实例空闲告警等，进一步提升平台稳定性，并为持续性的成本优化提供了数据支撑。

阶段三：持续优化的平稳期
经历了前两个阶段的波动之后，业务稳定性和单核时成本均迈入了小步稳定向好的态势。

在这一阶段，CSM持续提供主动巡检、定期数据分析、使用技巧赋能、安全加固规划、产品需求追踪落地等服务支撑，深耕细化，持续提升用户体验。

CSM主要做了哪几件事？

一、全方位系统监控&飞书告警策略

CSM为蓝箭搭建全方位系统监控&告警策略体系：
初期，协助用户创建基础监控体系，提前预防问题，降低系统风险；
中后期，深入使用场景，协助用户持续优化告警策略，比如核时波动告警、实例空闲告警等，进一步提升平台稳定性，为持续性成本优化提供数据支持。

平台级告警处理：
一旦发现问题，CSM会结合用户调研与数据分析情况，与用户进行及时沟通和风险预警提示，根据实际业务运行情况针对性输出建议，指导用户进行合理资源选型与业务分配，让资源利用更加合理、高效。

用户级告警处理：
1. 告警信息会被通知至飞书群；
2. 接收人收到飞书告警后，匹配资源所属研发并定向通知至本人；
3. 资源所属研发收到告警通知后，进行后续操作。

二、周/月/年度数据分析，定期汇报与沟通

为了提供最高效、最全面的服务，CSM向蓝箭提供了周/月/年度数据分析报告，紧急问题随时线上会议交流。
这种定期和主动的沟通方式，一方面能使我们更好更及时地响应、理解和满足用户的需求，另一方面，也为管理者提供一个及时、全面的视角，掌握平台的整体运营情况、研发团队遇到的问题和需求的最新进展。

三、主动巡检，7*24小时技术问题响应

面对各类复杂问题，我们始终坚持以用户、业务为中心，以专业的团队及时响应、处理问题，确保问题得到完整的闭环。
年度问题处理与闭环总计：400+，覆盖平台搭建与维护、CAE应用安装与维护、网络调试与维护等问题。

四、专项培训与FAQ总结

CSM还会组织专项培训和FAQ总结分享，助力形成内部沉淀，提高工作效率，更加迅速和准确地解决问题。

1. 持续培训
为帮助研发团队充分理解和快速掌握平台的使用，CSM会针对使用过程中的一些疑问进行集中专项培训，尤其是在平台上线与更新、新人入职期间加大培训力度，并以文档、培训视频方式形成内部沉淀。

2. FAQ总结
为了提高研发人员解决问题的效率和自助能力，针对共性和普遍性存在的问题，CSM每月都会整理和更新常见问题集（FAQ），在蓝箭内部分享，减少重复问题带来的沟通时间成本，提高用户体验。

Take Away

1. 张昌武说：“我们某种程度上在中国商业航天领域里面是一个最早的发起者，也是在这过程中一个持续的参与者和推动者。因为这个行业是没有一个现成的样板让我们去模仿，让我们去抄袭的。我们只有自己去定义，这个行业该怎么去走。”
我们也感到非常荣幸，能有机会参与并推动中国自主商业航天领域的发展。

2. 在产品调研中用户反馈，我们的产品在短时间即可满足绝大多数业务流程和功能，帮他们节省了很多时间和人力，快速实现整个研发环境的从零到一。而且很重要的一点是，原来的使用方式都是单机为主，现在实现了集群化和自动化，大大提升了研发效率。

3. 国内工业制造领域陆续进入产业升级数字化转型阶段，尤其对于主打自主研发创新的公司，工业仿真软件是智能制造设计研发环境不可或缺的工具，在产品迭代过程给予的技术支撑作用日益凸显，各环节都需要与仿真技术进行深度融合，加快迭代周期，节省时间和资源。我们的仿真研发平台以及拥有的R&D-IT能力，对这类公司的快速起飞能起到非常好的推动作用。

关于蓝箭航天

蓝箭航天空间科技股份有限公司（蓝箭航天）是国内领先的航天运输系统创建及运营的商业公司，成立于2015年，国家高新技术企业，国际宇航联合会（IAF）会员。蓝箭航天以国家战略为指引，以市场需求为导向，致力于研制以液氧甲烷作为推进剂的中大型运载火箭系列产品，为全球市场提供高性价比、高可靠性的发射服务。秉承高度集成化、智能化的产品设计和研发理念，蓝箭航天凭借卓越的创新能力及专业技术团队解决产品设计、制造、测试和交付，构建商业航天领域的科技综合体，打造世界一流商业航天企业。

关于fastone云平台在各种CAE应用上的表现，可以点击以下应用名称查看：

Bladed │ Fluent │ LS-DYNA │ COMSOL

速石科技工业仿真行业白皮书，可以戳下方查看：
仿真宇宙|评测篇(上) |评测篇(下)

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