科技日报记者 于紫月
打开桥隧结构分析与设计软件OSIS，用自然语言下达指令：创建一座桥宽12.75米、跨度35+60+35米的悬浇变截面连续梁。接下来，软件的AI引擎会自动理解设计意图，开始规划任务并进行建模。短短几分钟内，一个包含几何、边界、自重、施工阶段、移动荷载的悬浇梁计算模型便建模完成。随后，软件会自动进行计算、荷载组合、验算。这些工作，以往依靠工程师人工设计，通常需要耗费数小时甚至数天时间。
OSIS由中交公路规划设计院有限公司（以下简称“公规院”）自主研发。研发团队历时18年攻关，成功打造出这款内核完全自主、全面贴合国内公路行业规范的“国产大脑”。OSIS就像一位尽职尽责、专家级别的工程师，可迅速完成桥隧结构的施工阶段分析、成桥阶段分析、抗震分析、屈曲分析及设计验算等多重工作，为我国桥隧建设等基建工程开辟出一条安全可靠的智能“快车道”。近日，OSIS入选北京市2026年第二批首台（套）重大技术装备目录。
公规院研发团队成员正在使用OSIS软件进行斜拉桥分析工作。 受访单位供图
媲美国际主流软件
“软件有三项核心技术突破，分别是有限元核心计算能力、设计分析一体化技术、AI大模型深度融合技术。”OSIS开发负责人、公规院数智咨询部副经理刘清介绍。
有限元核心计算能力作为OSIS最核心的底层技术支撑，实现了自主可控的高性能求解能力，计算精度与国际主流软件相当，复杂工况适配性显著提升，为桥梁结构创新应用提供技术支持。在黄石特大桥拆桥分析项目中，OSIS针对商业软件难以适配的复杂非线性工况，精准模拟了拆桥全流程受力变化，圆满完成了特殊工况下的计算任务，为项目安全实施提供了重要支撑。
设计分析一体化技术可进行梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥及协作体系建模分析，一键生成模型，实现施工阶段全过程模拟。很多常规桥梁的模型设计，以前可能需花数小时，现在几十分钟就能完成。
OSIS还内嵌了AI大模型，支持自然语言交互驱动。工程师用自然语言下达指令，软件几分钟内便可快速建模。软件内置完备的数据库，囊括各种常规桥梁的工程化参数模板。强大的工程数据库可让AI引擎有据可循、有案可稽，让OSIS软件更专业、更聪明、更“通人性”。
“不仅如此，OSIS的底层求解器就像一块标准化的‘乐高基座’，可以接上不同的‘积木块’。”OSIS软件测试负责人、公规院数智咨询部高级研究员龚循坤说，用户可以根据自己的需求，像搭积木一样对软件进行“组装”，定制出最适合自己的专用工具。目前，除了服务桥隧工程“老本行”，这款“国产大脑”的触角已伸向起重机械、港口码头建设等更广阔的基建领域。
“做工程的人都知道，软件算错一个数，到了工地上可能就是一根柱子、一座桥的事故。”龚循坤说，为保障软件安全可靠，团队从算例对标、第三方复核、工程现场实测三个维度开展可靠性验证。
一是算例对比验证。研发团队选取了139个典型工程算例，与国内外主流商业软件进行对比验证，结果显示OSIS计算精度与商业软件偏差控制在3%以内，在索结构桥中部分算例计算效率提升30%以上，完全满足工程设计需求。
二是同步引入第三方独立机构开展精度复核。第三方选取代表性关键算例开展检测，结果显示，OSIS的计算精度与国外主流软件偏差控制在1%以内。
三是大规模工程实测验证。研发团队邀请30余家单位、上千名用户，进行200余项工程实测。测试过程中，软件运行稳定，计算结果与实测结果相当，表明计算结果可靠可信。
实现100%自主可控
研发OSIS的“种子”早在18年前便已埋下。
2008年前后，OSIS软件总负责人、公规院数智咨询部经理李毅带领团队在参与港珠澳大桥等重大工程的前期研究中发现，国外软件在结构非线性分析等核心功能上存在“黑箱”操作——用户只能输入参数、拿到结果，却无法知晓中间的算法逻辑，更无法根据国内规范进行定制化调整。每一次参数微调都如同隔靴搔痒，而高昂的授权费用更让李毅下定决心：必须自研一套软件。
摸着石头过河，团队搭建起OSIS1.0—2.0的核心框架，在港珠澳大桥项目中得到应用。2016年至今，OSIS经历数次迭代，实现100%自主可控——无国外知识产权束缚，具备高安全性、高扩展性与高可靠性，有效降低对国外技术依赖，从根本上解决了核心技术“卡脖子”问题。OSIS5.0在OSIS4.0的基础上进行AI深度融合改造，并取得良好效果。
如今，OSIS的技术能力已在实战中被验证。李毅告诉记者，该软件目前已成功应用于港珠澳大桥、深中通道、张靖皋长江大桥、苏通第二过江通道、塞尔维亚诺维萨德—鲁马快速路跨多瑙河大桥等50余项国内外重大工程。用户反馈计算结果准确可靠，完全符合行业规范要求，设计分析一体化功能大幅提升设计与验算效率，本土化适配性更强，用起来“顺心、省心、安心”。
锻造国产软件竞争力
OSIS的迭代，折射出国内桥隧结构分析软件行业之变。
记者了解到，国内桥隧结构分析软件市场长期被国外商业软件垄断，国内同类产品长期处在追赶阶段，缺乏具备市场竞争力的核心产品；底层关键技术受制于人，难以满足重大桥隧工程的设计需求。“国内桥隧软件市场年规模超亿元，但核心技术自主可控、深度适配国内设计规范与工程习惯的高端产品十分稀缺。”刘清说。
在李毅看来，我国桥隧结构分析软件行业长期面临四大难题：核心技术“卡脖子”、本土化适配缺失、数字化协同能力弱、数据安全隐患大。OSIS的“突围”，为国内相关软件解决上述难题带来了启示——在研发环节，坚持核心代码完全自研、底层求解器自主可控，从源头打破“卡脖子”困境，同时规避外部代码带来的数据后门风险；在功能设计上，深度对接国内设计规范与工程习惯，补齐本土化适配的短板；在商业应用时，坚持价格优、服务好、适配性强。
OSIS的诞生并非孤例。桥隧领域之外，越来越多的国产工程软件正加速崛起。
北京云道智能科技股份有限公司自主研发的通用多物理场仿真平台“伏图”，采用GPU原生、多物理场统一架构，自研覆盖固体力学、流体力学、电动力学、热力学的通用求解器，为复杂结构的仿真分析提供自主可控的底座；湖南迈曦软件有限责任公司依托高校30余年的CAE（计算机辅助工程）算法积累，构建集仿真、设计、云服务于一体的全栈式国产CAE产品体系，其通用结构求解器可高效求解千万级自由度的强非线性问题，已在汽车、航空航天、轨道交通等领域实现工程化应用……
“如今，国产工程软件已站在从‘可用’迈向‘好用’的关键节点，行业同仁正在协力攻坚、脚步不停。”公规院总经理刘晓东表示，“期待更多优秀国产工程软件破茧而出，助力交通强国建设，为全球基建事业提供可靠的中国技术、中国方案。”
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