工業(yè)軟件:大隱于市,大象無形

時間:2019-09-12

來源:英諾維盛公司趙敏

導語:軟件,“隱于市”,“無形”??床灰姡恢?,嘗不到。因此,很多人也就對其忽視、輕視或者無視。但是軟件又如同空氣之于人類一樣,讓人類社會中的無數(shù)設備以正確的邏輯保持正常的高速運轉(zhuǎn),以維護社會基礎設施的正常運營,須臾不可或缺。今天,一個沒有軟件的社會是不可想象的癱瘓場面。

2018年4月16日,美國商務部工業(yè)和安全局宣布對中興通訊實施禁令,自當日起7年內(nèi),禁止所有美國企業(yè)和所有跟美國有關的企業(yè)與中興開展任何業(yè)務,中興公司從美進口的芯片和軟件全部被卡斷。事發(fā)數(shù)周后,中興5月9日宣布“公司主要經(jīng)營活動已經(jīng)無法進行”。如今整整兩個月過去,在要交納10億美元罰款、4億美元保證金、更換公司全部董事會成員以及同意美方監(jiān)管運營的情況下,“有可能”了結此事。然而何時能了,仍存懸疑。

該事件甫一爆出,即引發(fā)了公眾對中國高技術產(chǎn)業(yè)的危機感和嚴重擔憂。長期以來,中國高技術產(chǎn)業(yè)諸多核心技術一直處于受制于人的狀況,并非只有芯片,并非只有中興,并非只是這一次。針對中國企業(yè)的明槍暗箭,一直在射來。其實在諸多的工業(yè)品領域,眾多產(chǎn)品命脈一直被國外把持,眾多核心技術一直無法自主可控。尤其是在工業(yè)軟件等領域,幾十年來被國外軟件把持,其情形甚于設備及芯片,只是公眾通常感覺不到而已——之所以感覺不到,是因為“看不到”,因為“看不到”,而對其忽視、輕視或者無視。

但是,“看不到,卻極其重要,不可須臾或缺”,恰恰是軟件的基本屬性之一!

軟件:大隱于市,大象無形

軟件,“隱于市”,“無形”??床灰?,摸不著,嘗不到。因此,很多人也就對其忽視、輕視或者無視。

但是軟件又如同空氣之于人類一樣,讓人類社會中的無數(shù)設備以正確的邏輯保持正常的高速運轉(zhuǎn),以維護社會基礎設施的正常運營,須臾不可或缺。今天,一個沒有軟件的社會是不可想象的癱瘓場面。

四十年前,軟件只是芯片的附屬物,其作用范圍限定在單片機之內(nèi),普羅百姓不知道還有“軟件”這么一個東西。

三十年前,軟件開始嶄露頭角,其作用范圍限定在操作系統(tǒng)中的小工具,大家對軟件的印象就是“算個數(shù)”或者“玩?zhèn)€游戲”而已。

二十年前,人們開始重視電腦的應用,因為軟件無法像硬件一樣可觸可見,而且無法做成固定資產(chǎn),因此,很多企業(yè)領導都愿意花錢買一大屋子電腦擺在那里,好看且有面子。而軟件嘛,領導的想法就是去拷貝幾個盜版用用,或者輕(wu)蔑(zhi)的說:“軟件還不好辦,找?guī)讉€學軟件的人花幾萬元就開發(fā)了!”

近十多年來,軟件大舉進入了機器,成為了機器中的“軟零件”,進而成為了機器的大腦和神經(jīng),主宰了機器世界的運行邏輯;同時,開發(fā)任何復雜產(chǎn)品,都已經(jīng)離不開軟件手段的支撐,從此,世界上再不能缺少軟件。而這兩大類軟件——輔助開發(fā)產(chǎn)品和置身于產(chǎn)品的軟件,統(tǒng)稱為工業(yè)軟件。

網(wǎng)景創(chuàng)始人、硅谷著名投資人馬克·安德森(MarcAndreessen)認為:“60年前的計算機革命,40年前的微處理器發(fā)明,20年前的互聯(lián)網(wǎng)興起,所有這些技術最終都通過軟件改變各個行業(yè),并且在全球范圍被廣泛地推廣。”他的研究結論正如他寫的文章名稱——《軟件正在吞噬整個世界》。

工業(yè)軟件與IT軟件大相徑庭

如果單純說軟件,很多人都認為軟件是屬于IT范疇。最為可怕的是,不僅很多企業(yè)領導這樣認為,政府主管領導也這樣認為,高層決策者還這樣認為!曾幾何時,一說要加深對工業(yè)軟件的重視,研究工業(yè)軟件的問題,有關領導就會找來一大堆IT人士,大家在一起云山霧罩地討論一堆與IT有關的問題。

筆者真想以雷鳴般音量反復地大聲疾呼:

軟件是軟件,工業(yè)軟件是工業(yè)軟件!

工業(yè)軟件的第一屬性不是IT!工業(yè)軟件“姓工”!

筆者必須強調(diào):工業(yè)軟件是一個典型的高端工業(yè)品,它首先是由工業(yè)技術構成的!研制工業(yè)軟件是一門集工業(yè)知識與“Know-how”大成于一身的專業(yè)學問。沒有工業(yè)知識,沒有制造業(yè)經(jīng)驗,只學過計算機軟件的工程師,是設計不出先進的工業(yè)軟件的!

國內(nèi)軟件業(yè)界資深專家陸仲績曾說“沒有與眾不同的核心技術,就難以體現(xiàn)出價值的。對于工業(yè)軟件中不僅要有熟悉的行業(yè)背景,CAE更要求有各種實踐經(jīng)驗和大量隱性的知識和判斷。這個投入是天量的,全球最大的CAE廠商ANSYS每年的研發(fā)投入在3億美元左右,也就是每年投入20億人民幣。每年循環(huán),持續(xù)如此。”

如果我們能夠像解剖人體一樣來解剖軟件的話,當我們打開軟件的“軀殼”時,首先映入我們眼簾的是工業(yè)技術。

世界知識產(chǎn)權組織在《供發(fā)展中國家使用的許可證貿(mào)易手冊》中指出:“技術是制造一種產(chǎn)品的系統(tǒng)知識,所采用的一種工藝或提供的一項服務,不論這種知識是否反映在一項發(fā)明、一項外形設計、一項實用新型或者一種植物新品種,或者反映在技術情報或技能中,或者反映在專家為設計、安裝、開辦或維修一個工廠或為管理一個工商業(yè)企業(yè)或其活動而提供的服務或協(xié)助等方面?!?/p>

工業(yè)技術是在數(shù)百年工業(yè)發(fā)展中工業(yè)知識和技術積累的總和,是工業(yè)化完成的重要標志之一。工業(yè)界各行各業(yè)的領域知識、行業(yè)知識、專業(yè)知識、個人知識和工作經(jīng)驗、技術訣竅(Know-How),包括標準、規(guī)范等,都屬于工業(yè)知識的范疇。

軟件中包含了千千萬萬人的無數(shù)的技術發(fā)明和經(jīng)驗積累,并被實踐證明有效,而且經(jīng)過了千千萬萬人的反復研發(fā)與優(yōu)化,功能不斷迭代進化,任何個人和小團體的知識都無法與其抗衡。更重要的是,這個進化過程是需要花時間來漸進式積累的,不可一蹴而就。

目前業(yè)界的一個共識是:人類社會發(fā)展的階段可以跨越(如西藏從農(nóng)奴社會直接進入社會主義社會),但是工業(yè)化的發(fā)展過程特別是技術積累的階段是不可跨越的!

由此可見,沒有經(jīng)歷完整的工業(yè)化進程,就沒有工業(yè)技術的深厚積累;沒有工業(yè)技術積累和大手筆的研發(fā)投入,就無法開發(fā)出優(yōu)秀的工業(yè)軟件,沒有優(yōu)秀的工業(yè)軟件,就無法開發(fā)出優(yōu)秀的工業(yè)品。這就是真實的工業(yè)邏輯,也是工業(yè)軟件“姓工”的基本解讀。

世界正在以軟件的速度發(fā)展

幾百年來,世界一直在以材料的速度發(fā)展。工業(yè)界人士經(jīng)常說:“一代材料,一代裝備”。材料的技術創(chuàng)新與裝備/產(chǎn)品的發(fā)展總是互動促進,相互推動。但是,這個工業(yè)規(guī)律雖然依然延續(xù)有效,但是已經(jīng)疊加上了另外一種更高層面、更快迭代速度的工業(yè)發(fā)展規(guī)律:“一代軟件,一代裝備”。

在物理空間,依舊是“一代材料,一代裝備”,而在賽博空間,已經(jīng)是“一代軟件,一代裝備”。而且,軟件發(fā)展速度要比材料發(fā)展速度快得多。軟件正在特有的精準程序越來越多地操控物理設備,定義制造和管理流程,乃至定義制造業(yè)。當企業(yè)里的人、機、物、業(yè)務活動都有了其“數(shù)字孿生”,當企業(yè)的各種數(shù)據(jù)都流動在“數(shù)字主線”上,當軟件無處不在時,我們幾乎可以斷言:當今世界正在以軟件的速度發(fā)展!

一個有力的佐證是全球上市公司排行榜的變化,位居前五名的公司已經(jīng)從十幾年前大部分是具有百年積淀的能源、金融、零售等傳統(tǒng)巨無霸企業(yè),從2016年起,變成了全部是來自硅谷具有強大軟件背景的新興高科技公司。可見軟件作為企業(yè)發(fā)展的新動能,對企業(yè)的“加速”作用非同一般。

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圖1全球上市公司前五名都是軟件公司

不僅新興的高科技公司在獨步全球,老牌的傳統(tǒng)公司也在加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型。如果從代碼行數(shù)來看,超級軍火商洛克希德·馬丁公司已經(jīng)超過微軟成為世界最大軟件公司,西門子已經(jīng)是歐洲第二大軟件企業(yè),羅克韋爾60%的員工是軟件開發(fā)人員,GE也一度宣稱未來五年要成為全世界最大的軟件公司,特斯拉S系列車型全車軟件代碼超過4億行,軟件成本占整車4成以上。

在中國,以軟件為主導的高科技公司的發(fā)展歷程也證明了這一點,BAT等企業(yè)的成長速度,遠遠高于傳統(tǒng)企業(yè)的成長速度。

工業(yè)軟件是具有戰(zhàn)略意義的核心軟裝備

在那些看得見或看不見的角落里,軟件都在發(fā)揮著我們想象得到或者想象不到的作用。

輔助開發(fā)產(chǎn)品——大企業(yè)在產(chǎn)品開發(fā)中早就把計算機輔助軟件作為數(shù)字化開發(fā)工具。根據(jù)中航工業(yè)信息技術中心首席顧問寧振波《數(shù)字化的過去、現(xiàn)在和未來》文章介紹,波音公司于1986年開始采用三維數(shù)字化技術分別對747-400液壓管路系統(tǒng)、PD41段三維概念設計和空間布置、767-200RB211三維數(shù)字樣機及制造、737-500三維生產(chǎn)過程、V22管路電路協(xié)調(diào)驗證、767-200飛行艙三維制造過程、757-46段數(shù)字化預裝配、767-20043段三維設計和制造過程、77741端駕駛艙100%三維設計過程等進行了應用驗證。由此而大大提升了研發(fā)效率,提高了產(chǎn)品精度。波音777飛機和與其相當?shù)囊郧暗?67飛機相比,研制周期由12年減少為4.5年,而造出的第一架波音777飛機就比已經(jīng)造了24年的第400架波音747質(zhì)量還好!

索為公司總裁李義章撰文介紹,波音787的整個研制過程用到8000多種軟件,其中只有不到1000種是商業(yè)化軟件,其余的7000多種軟件都是波音多年積累的私有軟件,包含了波音公司核心的工程技術,有了這樣的軟件,波音離開誰都可以研制出世界一流的飛機。NASA聯(lián)合GE、普惠等公司,經(jīng)過20年發(fā)展的NPSS軟件,內(nèi)嵌大量發(fā)動機設計的知識、方法和技術參數(shù),一天之內(nèi)就可以完成航空發(fā)動機的一輪方案設計。美國AVM計劃在2013年取得了驗證項目的成功,并將成功經(jīng)驗轉(zhuǎn)入美國智能制造國家創(chuàng)新網(wǎng)絡計劃,成為美國數(shù)字化設計與制造創(chuàng)新中心的重要支撐。AVM所涉及的核心技術雖然未像工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、工業(yè)軟件等信息化技術被大規(guī)模宣傳,但它們代表了美國工業(yè)和工程技術的核心邏輯,這也是美國再工業(yè)化過程中最有價值的東西。

軟件嵌入產(chǎn)品——在常見高科技產(chǎn)品中,軟件“體量”或大或小,從幾十行代碼到幾百萬行代碼不等。有些特殊裝備中的軟件含量,已經(jīng)達到了令人咋舌的地步。如今天的一臺豪華汽車擁有200多個嵌入式系統(tǒng),軟件代碼總量超過1億行;一架波音787飛機擁有超過10億行代碼;美國的F22戰(zhàn)斗機被稱作“會飛的超級電腦”,它內(nèi)部有13套超級電腦,包括雷達、飛控、火控、導航、氣象、非航電系統(tǒng)計算機等。它的簡化款F35飛機,單機機載軟件為900萬行代碼,如果將與之飛行活動相關的地面導航、起降等支撐系統(tǒng)都計算在內(nèi),F(xiàn)35一次飛行背后是數(shù)億行軟件代碼運行的異常強大的數(shù)字化活動。

如今軟件已經(jīng)大舉進入了各類機器設備、物理實體。軟件已經(jīng)不僅僅是軟件,而是變成了具有工業(yè)品意義的“軟零件、軟部件、軟機器”,最終會形成具有獨特功能、既可獨立存在也可以軟硬結合的“軟裝備”。從制造業(yè)角度來看,零件、機器、設備、裝備等都是典型的工業(yè)術語,在以往人們印象中都是由金屬、非金屬等實物構成。但是現(xiàn)在情況已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化,軟件不僅僅是輔助設計工具,軟件也變成了裝備中的一部分,而且成為了關鍵核心技術,成為了機器/裝備中的“思想者、定義者、統(tǒng)治者”。過去一個機器/裝備一旦建成,再想改變其功能就非常困難。而現(xiàn)在只需要換一個版本的軟件、調(diào)整幾段程序代碼就可以了。

今天,企業(yè)要想開發(fā)一個比較復雜的新產(chǎn)品,沒有CAX/PLM等軟件環(huán)境作為支撐,幾乎是不可能開發(fā)成功的。而沒有軟件嵌入的新產(chǎn)品,其附加值也往往是比較低的?,F(xiàn)在人們經(jīng)常掛在嘴邊的“智能”二字,其實大都是用軟件來實現(xiàn)的。因此,工業(yè)軟件已經(jīng)成為了今天開發(fā)工業(yè)品和工業(yè)品本身中的核心要素,成為了名副其實的核心“軟裝備”。

工業(yè)軟件撐起工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)一片藍天

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是智能制造的關鍵基礎設施,是新工業(yè)革命的核心要素。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的“工業(yè)操作系統(tǒng)”或“工業(yè)安卓”,工業(yè)軟件以全新的架構與面貌——工業(yè)APP在其上運行,支撐起了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的一片藍天。我們可以類比一下:如同電腦上只有操作系統(tǒng)而沒有應用軟件,基本上電腦就是一個擺設,如果工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)只有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺而沒有工業(yè)APP的匯聚與助力,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的推廣普及也很難取得實效。

大家平時頻繁使用的常規(guī)工業(yè)軟件,功能都分散、深嵌在各種不同的模塊中。如果需要不同的軟件功能,則需要單獨購買不同的工業(yè)軟件。甚至同類工業(yè)軟件之間的功能也無法相互替代。這是傳統(tǒng)制造業(yè)信息化軟件的先天弊病。

世界上沒有任何一個工業(yè)軟件廠商能夠提供覆蓋所有專業(yè)領域的工業(yè)軟件。這就不難理解制造業(yè)信息化搞了30多年,兩化融合推動了十多年,企業(yè)里開發(fā)運行的信息化系統(tǒng),往往是呈千島湖狀態(tài),孤島遍布,煙囪林立,產(chǎn)品孤兒比比皆是。一家或幾家廠商獨大,既不合乎市場情理與規(guī)律,也沒有“通吃”的希望。

只有天生既“姓工”又“姓公”的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺有可能解決這個問題,基于微服務的面向角色和場景的工業(yè)APP是發(fā)展方向。

而工業(yè)APP的發(fā)展,完全是基于工業(yè)技術軟件化的推進成果,累積愈多,“化”之愈快,工業(yè)APP愈豐富,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)愈發(fā)達。

筆者認為,從發(fā)展演變的路徑來看,工業(yè)APP大致走過這樣幾個階段:工業(yè)技術或知識→工業(yè)軟件→工業(yè)APP→工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)APP;從使用與分享范圍來看,工業(yè)APP可以分為以下三種模式:個體自有模式;企業(yè)自有模式;商用公有模式。前兩個模式都是在企業(yè)內(nèi)部發(fā)展,是最常見的工業(yè)APP模式。而只有變成了商用公有模式,才真正成為具備公開、公益屬性的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)APP。

工業(yè)APP的開發(fā)可以雙路并進:一個是讓傳統(tǒng)架構工業(yè)軟件逐漸解構,以更細的功能顆粒度變身成為工業(yè)微服務;一個是工業(yè)技術軟件化,直接將工業(yè)技術和知識轉(zhuǎn)變成為工業(yè)微服務,讓所有來自企業(yè)實踐一線的工業(yè)技術、經(jīng)驗、知識和最佳實踐都沉淀下來,經(jīng)過模型化、軟件化、再封裝,成為互不相關、高度適應外部需求變化的微服務,然后再根據(jù)具體的工業(yè)場景,為組建工業(yè)APP提供服務。

人、機、物、業(yè)務活動等要素的互聯(lián)互通,是實現(xiàn)智能制造的起點。而互聯(lián)互通并不能完全解決問題,只有在此基礎上實現(xiàn)了較大范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)自動流動,才是智能制造的落地。而數(shù)據(jù)自動流動,建立在物理設備的正確聯(lián)通和軟件邏輯的正確驅(qū)動上。沒有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺作為工業(yè)操作系統(tǒng),沒有工業(yè)APP作為新型工業(yè)應用軟件,不可能實現(xiàn)數(shù)據(jù)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)上的自動流動。一句話,沒有工業(yè)軟件,就沒有智能制造。

小結:為工業(yè)軟件正名

沒有經(jīng)歷完整的工業(yè)化進程,就沒有工業(yè)技術的深厚積累;沒有工業(yè)技術積累和大手筆的研發(fā)投入,就無法開發(fā)出優(yōu)秀的工業(yè)軟件,沒有優(yōu)秀的工業(yè)軟件,就無法開發(fā)出優(yōu)秀的工業(yè)品。

工業(yè)軟件姓工,不姓IT。工業(yè)軟件是典型的高端工業(yè)品,是寶貴的、不可或缺的工業(yè)軟裝備。

“名不正,則言不順;言不順,則事不成。”為工業(yè)軟件正名,已經(jīng)是必須做的頭等大事。如果繼續(xù)輕視工業(yè)軟件,中國的工業(yè)軟件將永無翻身之日;如果繼續(xù)輕視工業(yè)軟件,中國將永遠無法成為工業(yè)強國;如果繼續(xù)輕視工業(yè)軟件,類似中興“卡脖子”的事件在未來可能會頻頻發(fā)生。沒有自主可控的工業(yè)軟件,就沒有中國工業(yè)的未來,中國的“制造強國”之夢,就只能是夢!

如果說還有什么高端工業(yè)品中國不能制造的話,工業(yè)軟件就首當其沖。中國可以設計生產(chǎn)525種細分門類的工業(yè)品,但是卻生產(chǎn)不了多少門類的自主可控工業(yè)軟件。這個形勢非常嚴峻。但是現(xiàn)在看不到高層有什么國家戰(zhàn)略規(guī)劃來振興中國的工業(yè)軟件。筆者和南山書院林雪萍院長,專門就此專門撰文呼吁,希望有關部門特別是高層能夠加深認識,拿出辦法,切實支持。(文章:工業(yè)軟件黎明靜悄悄https://mp.weixin.qq.com/s/fDKLffIEk9WDqSh6mv8WPQ)。

實現(xiàn)工業(yè)軟件的自主可控并不是要排斥國外工業(yè)軟件,而是打破現(xiàn)在國產(chǎn)工業(yè)軟件占比不到5%的極不平衡的局面,實現(xiàn)國產(chǎn)和國外工業(yè)軟件的攜手平衡發(fā)展。

切記:工業(yè)軟件是工業(yè)裝備中的軟裝備,是裝備的神經(jīng)脈絡和靈魂,沒有軟裝備的支撐,就不可能有“數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化”。假如抽掉工業(yè)軟件,所有的高端設備都將變成廢銅爛鐵。


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