『壹』 軟體在工業的應用有多廣泛可為企業減少多少成本是否好用
正如工業產品智能互聯的發展使得軟體成為產品的核心一樣,工業軟體現在已經成為製造企業的核心之一。在德國、美國和日本等製造大國中,工業軟體被視為現代工業的基礎。
工業軟體的下一個發展方向
在過去30年的製造業信息化過程中,製造企業通過沉澱和積累,構建了一系列的工業軟體(包括各種工具和系統),覆蓋了R&D、製造、營銷、服務等產品的整個價值鏈,幫助企業實施產品R&D系統等管理體系和流程。
但與此同時,由於缺乏整體頂層規劃,各領域的信息孤島和壁壘逐漸形成,也使得過程驅動系統運行緩慢,其與快速變化的市場需求和企業不確定性的矛盾越來越突出。因此,如何構建一個數據驅動的企業,以面向服務的方式,在正確的時間、正確的地點,將各個系統中的數據發送給正確的人,幫助用戶做出正確的決策,是工業軟體下一步發展的主要方向。也可以簡單理解為,如何通過數字平台將整個價值鏈的數據和所有因素互聯起來,構建基於平台的各種行業應用,根據場景和角色使用,並與行業知識深度融合,從而快速靈活地做出決策,是未來enterprise 工業軟體 construction的重點。所以在我看來,基於平台的架構,基於角色的使用,基於場景的應用,敏捷開發是工業軟體。
製造業是實體經濟的主體,是高質量經濟發展的關鍵。從概念到實現,工業領域的每一個產品都離不開工業軟體。對於一個製造企業來說,CAD軟體可以幫助企業更好地進行輔助設計,而CAE軟體可以幫助企業用數字樣機進行模擬分析,PLM可以幫助企業進行全球協同研發,組裝世界上最好的零部件,ERP系統可以幫助企業管理好人、錢、物,CRM軟體可以管理從機會到付款的全過程,OT系統可以管理所有的生產環節。這些工業軟體尤其是R&D軟體將企業的R&D設計知識和經驗數字化,並通過這些數字化的知識進行創新,使製造企業不再處於「微笑曲線」的底部。
以5G、工業互聯網、人工智慧、AR/VR為代表的新工業軟體技術,可以進一步幫助製造業實現從數量到質量的新階段。IT可以將OT設備與IT系統連接起來,從而更好地促進基於數據的資源的配置和優化,提高企業的運營水平。
『貳』 專精特新 | 數碼大方:築牢工業製造的堅實「底座」
專精特新小巨人聚焦細分領域的專業化與自主創新,以「補短板」「填空白」、解決「卡脖子」為主。
作為國內領先的工業軟體公司,數碼大方主要為製造業提供數字化設計(CAD)、數字化管理(PLM)、數字化製造(MES)等工業軟體產品和工業雲服務。研發團隊擁有近30年專業技術積累,在北京、天津、南京和美國亞特蘭大設有四個研發中心,擁有400多項專利及著作權,其中軟體發明專利超110項,研發投入和實力可見一斑。
而數碼大方入選國家專精特新,正是國家大力發展工業軟體、發展製造業的重要動作信號,也讓眾多資本聞風而動,眾多資源齊聚。未來發展勢頭勢必不可擋。
以下內容為融中 財經 (ID:thecapital)與數碼大方董事長兼總裁雷毅的對話實錄。
融中 財經 : 這些年,公司發展經歷過哪些階段性難題?如何攻克難關?
雷毅: 公司主要經歷了三個階段性難題。
一是盜版軟體。回顧發展,我們發現,公司的競爭對手並不是法國達索系統、美國PTC、德國西門子NX,而是這些公司的盜版軟體。我們的軟體定價再低,也低不過零成本的盜版軟體。而盜版軟體不僅讓用戶養成了使用習慣,也讓用戶積累了大量的 歷史 數據和二次開發模塊,這都給後發的國產工業軟體替換造成了巨大的門檻。
與此同時,我們一旦有新產品推出,自己的軟體也被盜版。以前在中關村的過街天橋上和電子城裡,現在在各種軟體下載網站,都會馬上有CAXA盜版軟體,進一步削弱了我們的資金收入。
二是市場機會。數碼大方的CAXA軟體在專用設備、通用設備,以及 汽車 零部件等行業具有較好的應用和市場佔有率。國外工業軟體在航空、航天、 汽車 等行業具有壟斷優勢,特別是航空工業,信息化起步早、應用多,其研發設計工具和管理系統基本上被法國達索系統、德國西門子等軟體廠商壟斷,國產工業軟體缺少在這些領域應用的機會,我們自己的產業發展不僅僅在拉動國外軟體成長,更是將自己的研發設計體系構建在國外軟體系統之上,形成路徑依賴。
三是人才匱乏。工業軟體產業是一個技術密集且需要持續投入的產業,資金、人才、知識產權是我們發展過程中面臨的最主要的幾個問題。目前,我國高等院校大多未設置工業軟體相關專業,圍繞工業軟體的跨學科培養體系也沒有建立起來。工業軟體雖然是軟體行業中最難、最復雜的領域,但薪酬待遇不高,IT人才更傾向於互聯網、人工智慧、大數據等領域,工業軟體人才「被分流」現象突出。因此我們在人才招聘和人才流失方面都面臨著困難。
針對這些難題,我們從三個方面去攻克難關:
一,聚焦行業,數碼大方按照通用設備,專用設備、 汽車 ,鐵路、船舶、航空航天等次序,按行業推進產品研發和市場應用,透過行業不斷積累更多的專業設計模塊,直到具備在軍工行業實現國產替代的能力。同時我們基於大方工業雲平台提供工業SaaS和工業APP服務,中小企業和個人用戶用很低的價格就可以在線租用我們的軟體,來解決盜版軟體的問題。
二,聯合培養人才。數碼大方與北航聯合申報了「首批特色化示範性軟體學院」,雙方將就大型工業軟體人才的培養開展深入的合作。同時數碼大方與多所高校推出了聯合培養工業軟體碩士的「領航」計劃,共同培養工業軟體方向軟體工程碩士研究生,數碼大方為有志於國產工業軟體發展的人才全程提供入學資助、實踐課程、項目課程、畢業論文、就業提升等全方位的「CAXA領航軟體人才培養計劃」。
三,共建生態。數碼大方擁有自主的CAD內核和平台,把CAD平台的關鍵的、共性的技術模塊封裝在平台層,一方面支持我們自有產品更快的更新迭代;一方面開放平台,支持合作夥伴基於平台開發各種自有品牌的專業軟體。
從底層的構件到平台框架,到基於平台的自有品牌的產品、合作夥伴的自有品牌產品,再到基於產品的豐富插件,數碼大方逐漸形成一個開放、共享、對等、協作的工業軟體生態。
融中 財經 : 目前,公司主要業務線和產品有哪些?盈利點在什麼地方?
雷毅: 數碼大方的業務線和產品主要有三種數字化設計CAD、數字化管理PLM和數字化製造MES。
數字化設計(CAD)提供二維CAD、三維CAD、工藝CAPP,以及2-5軸CAM數控銑、數控車和線切割等七款軟體,能滿足企業營銷報價、方案評審、研發設計、分析模擬、工藝設計、數控編程、維修運維等應用場景。
數字化管理(PLM)提供圖文檔管理EDM、產品數據管理PDM、工藝數據管理CAPP、產品全生命周期管理PLM產品及方案,重點解決企業跨部門協同、區域協同以及企業產品數據全局共享的應用需求,實現企業數據流程和業務流程的全面集成貫通應用。
數字化製造(MES)提供設備物聯DNC/MDC系統,智能生產管控MES系統及數據應用集成系統等,連通設計、工藝、設備、生產、服務等產品全域數據,實現企業PLM、ERP、MES和設備的全數據貫通,支持企業數字化車間建設及企業的數字化轉型升級。
目前,數碼大方的軟體在專用設備、通用設備,以及 汽車 零部件等行業具有較強的優勢。
最新發布的CAXA 3D實體設計2022加強底層核心技術突破,可支撐通用行業大體量、大裝配、大模型設計場景,並且針對特定行業國產自主可控需求,可提供自主幾何引擎和3D開發平台。CAXA 3D還突破了對國產操作系統和國產CPU主流信創平台的兼容適配,實現了3D核心工業軟體的自主可控,能有效解決對國外軟體的依賴。
融中 財經 : 現階段,公司所處行業細分賽道發展如何?面臨哪些市場競爭?
雷毅: 在核心工業軟體領域的CAD研發設計類軟體市場,美國Autodesk、美國PTC、法國達索系統和德國西門子4家公司占據了中國90%以上的市場,數碼大方等國產軟體僅「分食」剩下不足10%的市場。
依託多年的自主核心技術積累,數碼大方從最開始專攻二維CAD/三維CAD軟體,到現在的貫通研發設計到生產製造的CAD/PLM/MES軟體產品,聚焦離散型製造領域,業務重心始終專注服務裝備、 汽車 、電子電器、航空四大行業。
在業務板塊,數碼大方對標國際工業軟體巨頭德國西門子,將自身定位明確為服務於中國製造業發展的「底座」,築牢工業製造的「護城河」,更多地把握國產工業軟體自主權和主動權。
融中 財經 : 公司是否有新一輪融資計劃?選擇投資機構時,看重哪些方面?
雷毅: 公司從CAD工具軟體起家,2007年我們在從CAD工具軟體向PLM研發管理軟體拓展時,進行了第一輪IDG融資,後來從PLM研發管理軟體向MES製造管理軟體拓展時以,又獲得了光大投資。
從2020年到2021年投資市場對國產工業軟體的熱度持續高漲,我們從坐多年「冷板凳」,變成了「香餑餑」。目前,為了進一步加大工業軟體研發及市場覆蓋力度,我們已經基本完成新一輪國家基金的融資。
在選擇投資機構時,我們不只關注資金,更關注投資機構的資源及產業合作。
融中 財經 : 對於未來登陸資本市場有怎樣的規劃?如何看待北交所為「專精特新」企業帶來的機會?
雷毅: 有規劃走向資本市場。資本市場為「專精特新」企業帶來了資金和資源兩個方面前所未有的機會。
『叄』 國內工業軟體發展狀況怎麼樣工業軟體對智能製造有何重大作用
工業軟體:推動製造業由大變強的關鍵
工業軟體是現代工業的靈魂,代表著製造業先進生產力的發展方向。工業軟體強,國家製造業競爭力才能強。
工業軟體是國家製造業競爭力根本所在
發展工業軟體是推進智能製造的必要基礎。現代信息通信技術和製造技術深度融合是智能製造的關鍵所在,其中涉及硬體、軟體、網路、計算等多種技術和製造技術的融合,而工業軟體是其中最為關鍵的技術,無論是硬體、網路、計算等技術和製造工藝融合,都離不開軟體定義、編碼和封裝。
發展工業軟體是提升製造業國際競爭力的重要抓手。工業軟體的核心是工業基礎數據,有數據支撐的工業軟體功能才強大。例如,飛機、船舶等領域,工業軟體可以讓軟體模式測試和樣機測試做得一模一樣,大大降低樣機錯誤設計概率。目前製造業發達國家願意將大型高端裝備工廠建設在海外,設計、組裝、測試、維修等環節都願意輸出,正是由於工業軟體較好地保證了技術被充分應用的情況下,技術工藝又不被泄露。
發展工業軟體是推動製造業生產和商業模式變革創新的前提。企業研發設計、生產控制、組裝測試、售後運維、遠程服務等各環節信息化建設都離不開工業軟體的支撐,工業軟體定義了研發設計基礎理論體系、生產控制流程、產品組裝順序、產品測試機理、運維模式等等,甚至定義了製造業的商業模式,協同研發、個性化定製、網路製造、在線運維、分時租賃等新商業模式都離不開工業軟體支撐。
我國工業軟體發展存在的問題
製造業對國外工業軟體形成長期依賴,關鍵工藝流程和工業技術數據缺乏長期研發積累,製造業在一些領域呈現技術空心化。我國飛機、船舶、冶金、化工、生物醫葯、電子信息製造等重點製造領域長期以來習慣用國外工業軟體,對於背後的設計原理了解不夠,而且缺乏基礎工藝研發數據的長期積累,導致基礎技術原理數據積累存在明顯差距。國外根本不可能出售含有最新創新成果數據的工業軟體,能出售的工業軟體裡面固化的數據往往是上一代甚至上幾代的數據。
軟體業和製造業融合程度不高,大型製造企業缺乏主動布局,純軟體企業向工業軟體企業轉型難度大。純軟體企業進入工業軟體領域存在天然專業技術屏障,工業軟體不同於普通網路應用軟體,是工業流程和技術的程序化封裝,背後需要工業流程和龐大技術數據作支撐,這絕非純軟體公司單獨所能為。目前國內大型製造企業缺乏對智能製造時代工業軟體重要性的深度理解和認識,習慣於購買和應用國外企業的工業軟體,不會主動布局加強對企業關鍵核心工藝流程、工藝和技術的軟體化封裝,來提高工藝數據應用的便捷性和工業核心技術輸出的安全保障。
國內工業軟體市場被國外企業壟斷,國產工業軟體發展嚴重滯後,產業生態基礎還很薄弱。重點工業領域關鍵核心技術被國外企業掌握,關鍵核心工業輔助設計、工藝流程式控制制、模擬測試等軟體幾乎都是清一色的國外企業軟體。工業軟體研發需要生態系統作支撐,然而目前我國工業操作系統、工業軟體開發平台等重要國產工業基礎軟體是全產業鏈缺失,這也直接導致了運行於國產工業操作系統的國產工業控制應用軟體幾乎是空白。
工業軟體國內標准缺失,綜合集成應用程度不高,工業軟體作用發揮有限。近幾年來,西門子、通用電氣等大型製造企業都紛紛加大了工業技術和軟體技術融合力度,通過大力收購軟體企業,強化企業在智能工業時代的核心競爭力。目前國內工業軟體市場的事實標准都是由國外大型製造企業主導著,國外企業在標准上互掐,導致國內市場同時採用國外企業產品時,不同廠商產品程序兼容和互聯互通存在很大問題。由於我國在重點製造業領域的國產智能產品體系化程度不高,大部分情況都處於主動需求與對方產品互聯,因此只能被動遵守對方產品標准。
工業軟體對製造業模式的變革創新作用尚未發揮,製造業微笑曲線受制於工業軟體短板。由於國內工業軟體應用還普遍處在研發設計、工業控制等若干單項應用環節,貫穿整個製造業研發設計、流程式控制制等全環節的綜合集成應用還較少,不同廠商工業軟體程序兼容存在較大問題,工業軟體綜合集成效應尚未顯現。
推進工業軟體發展的相關建議
成立工業軟體產業投資基金,加大工業軟體產業扶持力度。鼓勵大型製造企業投資和並購國外工業軟體服務公司,促進技術引進、消化、吸收和再創新;工業信息服務工程公司發展標准化、通用型、平台型的行業工業信息服務軟體產品;工業大數據服務企業梳理、挖掘、共享和開放工業大數據;高等院校、科研院所製造業相關專業研究人員建立和開放工業技術工藝資料庫,為工業軟體開發提供公共數據支撐。
開展工業軟體服務企業認定等相關工作,實施更加優惠的工業軟體產業財稅、投融資、知識產權扶持政策。開展工業軟體服務企業認定專項工作,實施比軟體產業更加優惠的工業軟體產業稅收減免政策。分行業成立鋼鐵、冶金、船舶、飛機、汽車、高鐵、生物醫葯、電子信息製造等重點製造業領域若干工業軟體國家工程實驗室,鼓勵行業大型製造企業和軟體企業聯合牽頭成立。對於國內企業投資和並購國外工業軟體企業,簡化海外投資審批程序,實施相關稅收減免政策。對於工業軟體企業上市融資行為,降低上市准入門檻,對於面向工業軟體企業的投資行為,降低或減免相關稅收。對於經認定的工業軟體企業申請相關財政資金項目,在營業收入、繳納稅收、人才資源方面降低申請門檻。
以製造行業龍頭企業為核心組建行業工業軟體聯盟,打造工業軟體產業生態圈。發揮製造業各行業協會和軟體行業協會作用,鼓勵製造企業、軟體企業、工業數據分析企業等聯合成立細分行業工業軟體聯盟,加強工業軟體聯合開發和推廣應用。發揮工業軟體聯盟作用,重點推進鋼鐵、冶金、船舶、飛機、汽車等重點行業工業軟體的開發、推廣和應用力度。培育工業操作系統、工業資料庫、工業軟體開發平台、工業軟體編程語言等基礎軟體信息服務提供商。鼓勵高等院校、科研院所加強對工業操作系統、工業資料庫、工業軟體開發平台等基礎軟體平台關鍵技術研究,提倡產學研聯合攻關。加強工業軟體企業和互聯網企業的合作,鼓勵發展平台型、網路型工業軟體,為中小製造企業提供廉價的工業軟體雲服務。
加快制定工業軟體行業標准,推進製造業工業軟體綜合集成應用。制定工業操作系統相關標准,形成應用介面豐富多樣、運行安全高效、系統吞吐量大、響應時間小、容錯能力強、用戶界面友好、可移植的工業操作系統標准。制定工業資料庫相關標准,形成能支撐工業大數據存儲、高並發量連接、查詢範式多樣、搜索查找高效、技術安全可靠的工業資料庫標准。制定工業軟體開發平台相關標准,形成能支撐跨平台、應用介面豐富、編譯運行高效、程序安全可信、安裝部署快捷的工業軟體開發平台標准。制定工業軟體編程語言標准,形成一套標准、通用、高效、安全、可移植、易學的工業軟體編程語言標准,加大信息科技類院校教育力度。
(工信部賽迪研究院 陸峰博士)
『肆』 國內工業控制軟體的發展如何
目前來說,國產的工控軟體相比國外市場,個人認為性價比會更優越,功能也比較完善,而且更適用於國內的工業生態環境。從國家宏觀發展角度來看,未來會大力發展工控軟體和智能工業化。當然,國內的工控軟體還是要不斷進步和技術發展。如今,國內工控軟體還是挺多的,亞控科技算是比較老牌了,組態王更是國產組態軟體第1個品牌,國內裝機量第一、用戶數第一、佔有率第一,在市場的份額佔比挺高。還不明白自己網路下。
『伍』 突圍工業軟體,誰是尖刀連
工業軟體大熱,萬象沸騰。但目前工業軟體的定義過於寬泛,其實造成了很多偽工業軟體的存在。我自己習慣於將工業軟體分為工業物理學軟體和工業管理學軟體。後者諸如ERP、SCM之類,並不是攻堅的重點。前者則以研發工具軟體如設計CAD、模擬CAE、電子自動化設計軟體EDA或者流程模擬軟體等為主,這些才是真正的硬骨頭。只有將工業軟體的定義聚焦到真正的工業內核上,才能有更好的發展。而當下過於寬泛的定義,無益於解決核心攻關問題。國內有一個軟體排行榜,Top10中製造業的只有華為、海爾、中興、浪潮和海信。這類軟體,基本都是嵌入式軟體。沒有這些軟體,硬體就不靈。但這些軟體,其實跟我們所擔憂的卡脖子軟體關系並不大。也不是本人關心的范疇。我們討論的還是能夠獨立服務的研製類工業軟體,這才是中國最需要突破的地方。
那麼,到底誰是工業軟體的攻堅者?目前來看,這個答案,似乎並不是那麼確定。正常而言,都是需要供應商來突破。但這種答案也似是而非。工業軟體的發展,從來不是一個單人比賽,它更像是一個接力賽。沒有基礎數學物理的研究,工業軟體就會缺少根基;而如果沒有用戶的反哺,工業軟體永無出頭之日。很多工業軟體敗就敗在沒有用戶。不是技不如人,而是用不如人。無用兵之地,則無神武之威。
那麼,工業軟體都是怎麼鍛造出來的?從 歷史 來看,主要有四個來源,分別來自大型工業企業、大學院所、工程和咨詢公司,以及企業家的創業行動。
工業軟體如輔助設計CAD、輔助模擬CAE最早都來自航空和 汽車 行業的內部。這兩個行業,成為工業軟體最有耐心的保姆。GE在上個世紀五六十年代開始研發最早財務軟體,成為第一家自研軟體的企業。而後,企業自研軟體成為一個時髦的事情。到後來,很多工業企業,紛紛加入到自研軟體的行列。而在CAD領域,這種現象尤其明顯。
後來這些軟體,慢慢地形成了商業化的能力,並掙脫工業企業的懷抱,成為專注於工業軟體的公司。當然,也不乏並購和消亡。
然而,這種工業軟體最早的發展源泉,其實有著特殊的 歷史 原因。最早的軟體商品化程度都很低,因為需求量也很低,沒有一家企業能夠靠著軟體而獨立存活。於是企業必須自行研發軟體,開發者本身也是大戶。模擬軟體ANSYS起源於西屋核電,EASY5起源於波音。
但是這條路,隨後就開始變得荒蕪。只有走進來,沒有重新來過,這是時代的選擇。當年一個企業有大型軟體是一種有核心競爭力的表現。而開發軟體也可以通過一班人馬,快馬加鞭地完成。而現在的軟體代碼,動輒數千萬行,關聯關系非常復雜,已經不是企業內部團隊所能維持得住的。如果無法同時實現對外銷售,這將是一個巨大的黑洞。
軟體開發是一種成本,維護則是另外一種高昂的成本。可以說,自研軟體的時代窗口已經永久性關閉。不太會有工業大企業堅持自己開發軟體。這是一條血路,因為維持一個系統太復雜了。福特 汽車 公司上個世紀90年代,曾經因為部門經理的個人喜惡而阻擋ADAMS軟體的引入,堅持自己開發一套多體動力學模擬軟體,因此吃盡苦頭,還耽擱了三四年的時間,最後還是要回頭擁抱ADAMS。
國內有著類似的情況。航空HAJIF、風洞基地的風雷軟體,一直還在苦苦支撐。盡管它們在內部起到了一定的作用,但終究無法與民用軟體技術打通,只能靠著國家昂貴的補液來實現持續更新。
總體而言,很多企業會自研一部分軟體,但都是小型軟體,很難不能擔當重任,也無法實現技術溢出。
當前,資金如此豐沛。很多國內的大型工業企業,又會重新考慮這條路徑。對於嵌入式軟體而言,無可厚非。正如頭號軍火商洛馬需要開發大量的機載軟體。但是,如果想開發國外工具替代類軟體,那將是一個很難啃的硬骨頭。
現在軟體都有高度復雜性,維護系統的費用高昂,使用者寥寥。工業軟體是知識疊羅漢,開發者、使用者疊加得越多,軟體越好用。一家再大的企業也無法承擔這種研發費用。更何況,工業軟體產值小到可憐。一個明智的決策者,不會選擇這條路。大型企業,從頭開始開發能夠商業化的大型工業軟體的時間窗口已經永久性地關閉。以前工業軟體相對簡單,孤膽英雄和明星團隊就可以搞定。但今非昔比,軟體復雜度且不說,是否成功具有高度不確定性,這絕不是國企現有的風險體制所能負擔的。工業軟體可能是一種在所有創新產品中最不穩定的工業品。而且投資周期長、投入大,但規模小,這種市場特性,很難是國有企業能夠解決的。
工業軟體跟大學院所有著天生親密的關系。這是由於工業軟體需要深厚的數學基礎、物理方程求解能力和計算機技術相互交融。這也使得很多工業軟體成為從大學流出來的聖火。而這些大學的資金,一開始幾乎全來自政府資助項目。而類似美國宇航局NASA有320多個國家實驗室,也都是各種工藝軟體的搖籃。這解釋了政府資金和工業軟體早期的關系。
目前在流程行業工藝模擬以及管道軟體中的英國AVEVA軟體(已經被施耐德電氣反向收購),最早是英國劍橋大學CAD中心的項目。一開始它也是從機械CAD開始,但後來逐漸走到以工廠廠房設計為主的方向,圍繞流程行業彎彎曲曲的管道閥門,創立了一個完全不同的方向。
而在非線性有限元計算聲名鵲起的Abaqus(2005年被達索系統收購),也同樣來自劍橋大學。豐富的數學、力學等基礎學科的昌盛,給英國帶來了許許多多的軟體公司。而在計算機輔助世界製造CAM領域,英國更是獨占前茅。類似達爾康(已經被歐特克收購)、EdgeCAM(已經被海克斯康收購)等都是昔日的佼佼者。
而在化工行業的流程模擬領域幾乎吃獨食的艾斯本Aspentech,正是從麻省理工學院的流程行業而來。在爆炸領域獨樹一幟的Ls-Dyna,則來自美國國家實驗室利弗莫爾。而最早在CAE軟體和電子設計自動化軟體EDA的開創性工作中,伯克利分校起到了重要的作用。當時他們的源代碼曾經慷慨地四處贈送。中國很多早期的CAE火種,都是這些源碼的受益者。
但在中國,這條路已經成為斷頭路,多少行者早已繞道。學院派,無論是CAD、CAE,還是化工流程模擬,都曾經比肩海外流派。中國的工業軟體起點並無差距,至少是齊頭並進。
在當前工業軟體中,卡脖子最難受的焦點軟體當屬於電子設計自動化軟體EDA,但是這類軟體對於中國學術界來說卻是先知先覺。早在1978年, 「數字系統設計自動化」學術會議就在桂林舉辦,這是中國「EDA事業的開端」。作為一次全國性大型計算機學術活動,有67個單位的140多名代表參加了會議。可謂盛況空前。當時的EDA主要集中在PCB設計領域。而清華大學計算機系已經做好了布局,北京理工大學也較早地開創了EDA學科。在桂林大會的18篇論文成果中,覆蓋了當時電路分析、模擬技術、印製板布線等EDA領域的各個方面。毫無疑問,當時的中國學者專家們,對於技術的把握和理論探討,幾乎做到了與國外同步。盡管在當時,硬體支撐環境非常差,像郵電學院的老師們幾乎是手無寸鐵,硬是用手搖計算機和手工計算完成了幾萬個用於邏輯綜合的數據。
當時EDA大發展的原因,跟三十年後的今天居然有著驚人的相似。當時專門負責技術卡脖子的組織機構,被稱為巴黎統籌委員會(又稱「巴統」),就是對中國禁運EDA軟體。買不到先進的工具,IC設計很難發展。而國內對IC-CAD工具的需求,可以說是求賢若渴。於是在1986年7月,電子設計同樣迎來了春天。當時電子工業部確定在北京、上海、無錫建立3個集成電路設計中心。這是來自三十五年的國產工業軟體春天,有沒有似曾相識的感覺?
隨後,中國迎來了IC-CAD的播種季節,這是一個大會戰的時代。北京集成電路設計中心聚集了來自17個單位的120人,在一個工廠進行密集式攻關。
那個時候,電子工業部真是一個駕輕就熟的創新者,它熟練地將創新鏈條銜接起來。「八五」期間,國家將IC-CAD產業化的任務轉交給華大設計中心,並在1995年完成熊貓系統的最終版本。全國產自主可控的「熊貓系統」可謂一鳴驚人,當時有56套熊貓系統在國內26家集成電路設計單位應用,並且成功進入國際市場 。當時,三大EDA軟體巨頭之一的Mentor,也曾將自己軟體與熊貓系統做集成。
歷史 不會重來,但 歷史 會重復。
中國工業軟體當前的落後,從來不是因為落在了起跑線上。相反,在起點位置上,中國軟體也是受尊敬的同行。當年來華談判知識產權問題的美國商務部副部長,曾經專程到華大設計中心考察,對我國自主知識產權的「熊貓系統」表示贊賞。而就CAD而言,北航學派在幾何造型的早期實踐者,也得到了法國貝賽爾曲線發明者恭敬的學術交流。
北航曾經創立了金銀花的CAD軟體,這也是當時科研項目結晶最好的鑽石之一。它也勇敢地走出了學校,來到了廣東。但是學院派的軟體,無法得到工業界的響應。學者挑戰市場的努力,有如堂吉訶德對風車的挑戰。不能說沒有勇氣,只能說不合時宜。
逐漸地,學院派慢慢地退出了賽道。只有北航的海爾(現在的數碼大方)、華科大的蘇州同元、大連理工的力學分析軟體等寥寥幾顆苗株,還算是守住了自己的地盤。
中國學院派跟美國、法國等工業軟體強國同時拿到了面向未來的種子。只是後來國外的學院成果都迅速地經過產權變換,成功地將大旗交接到了為冒險而存在的企業家手中,從而扎穩了腳跟。這是工業軟體所需要經歷的驚險一跳,中國不曾發生。這證明在中國的產學研交接中,出現了嚴重的失誤。換言之,中國工業的土壤證明了這並不是一塊適合工業軟體播種的地方。作為一種最特殊的工業品,工業軟體的真實面貌一直鮮為人知。
工程公司是工業軟體中一支獨特的生力軍,它們貢獻了很多工業軟體。日本流程自動化的老大橫河電機,目前數字化轉型激烈。而最明顯的舉動,就是頻繁收購工業軟體。它2016年收購的KBC軟體,正是來自一家英國工程咨詢公司,面向全球油氣、煉油和化工領域。流程模擬軟體是技術咨詢過程中的必備分析工具,KBC公司不斷增強這方面的投入。先後也參與多次並購。這類軟體,最大的特點,就是充滿了對工藝知識的理解。滿滿的都是行業知識點。日本橫河電機看重的正是這一點。第二年,橫河的知識專家就正式上線,解決煉油裝置的遠程效能監控。
因前處理的網格技術領先,而在模擬領域頗有建樹的Altair公司,創始人最早也是面向福特 汽車 提供咨詢的顧問。
很多人不曾注意到,加拿大的工業軟體其實非常強悍。而作為全球第六大電力強國,電力軟體也是具有領先位置。比如接地模擬軟體CDEGS、電磁暫態模擬軟體PSCAD、大規模電網模擬軟體DSA-Tools等。其中配電網模擬軟體CYME、是用於輸配電和工業電力系統的分析工具,在中國被廣泛使用。這是一款非常復雜的電力工業軟體,包括多達數十個模塊。而開發這款軟體的正是加拿大的一家電力工程解決方案提供商。
全球頂級的船級社,如法國必維船級社(BV)等,都是通過船審軟體及船舶數字資產管理軟體Digital AIM來提高核心競爭力。而做全球法律和合規咨詢的威科公司,旗下有專門做EHS(環境、 健康 和安全)咨詢和認證的業務,從2016年開始收購了一系列做安全屏障管理和防止主動性失誤的軟體,從而將石化的風險變成了高級防呆的自鎖性系統。
以IT服務外包和咨詢而知名的EDS公司(最早是通用 汽車 旗下公司),為了更好地服務 汽車 行業,1991年從麥道公司接手了高端CAD的三大公司之一UG。但在2003年因為急於還債,不得不把UG吐給了貝恩資本,並在2006轉手到西門子公司,成為後者當前最重要的工業軟體集團的基石。這應該是EDS最慘痛的一次出售。貝恩兩年換手,輕松賺得20多億美元。EDS公司一度還吃下了戰略界赫赫有名的科爾尼咨詢公司。它是做工程服務的公司,一向重視工業軟體的支撐價值。
這恰好是中國最不熟悉的領域。中國的工程公司向來不重視工具,也很少貢獻出來一款叫得響的軟體。在國際大牌的工程咨詢公司,沒有工業軟體是不可想像的。石油服務公司斯倫貝謝在2018年並購了加拿大VMG流程模擬公司,以便更好地為石化公司提供健壯的石油模擬平台。想一想,如果沒有統一方法論,沒有統一工具,一個工程公司不過就是一個體力活的超級包工頭而已。
在中國,工程咨詢服務公司從來不曾向市場提供過工業軟體的種子。因為這里壓根就沒有,顆粒無收、白卷一張。這也不是最重要的,最重要的是即使面向未來,也毫無警醒之心。
這個行業不乏代碼企業家,他們一開始就是編碼出身。類似模擬軟體ANSYS最早來自西屋的工程師,全球第二大模擬公司澳汰爾Altair的創始人最早也是咨詢顧問。在工廠管理和建築軟體稱霸的本特利軟體,則來自杜邦公司的一個工程師。而電子設計自動化軟體EDA的領頭羊Synopsys、CADENCE,開創參數化CAD設計的美國PTC公司等都有著創始人的痕跡。
在中國,四條工業軟體發展的道路,只留下了一個窄窄的入口,那就是企業家。無論是已經上市的中望,在CAD看圖軟體下載量驚人的蘇州浩辰(APP的活躍量,居然排在Top500以內),還是做流程行業資產管理軟體挑戰AVEVA和鷹圖的北京達美盛,背後都有企業家野獸精神的支撐。中國工業軟體的天地幾乎全部都是由孤膽英雄所支撐。每一個工業軟體背後都有一個從長路漫漫走過來的苦主——企業家苦主。沒有他們的信念做支撐,現在國產工業軟體的市場,就是焦土一片。
從另一個角度看,中國工業軟體就是個人血淚史。換言之,基本是靠民營企業支撐著殘缺的天。而大學院所、大企業、工程公司,中間或許也有掙扎,但在商業化道路上幾乎全軍覆沒。
女媧煉五色石而補天。在當下,這些帶著幾條槍堅持游擊戰至今的苦主,正在迎來全新的五色石。然而,補天行動在即,喜未上眉梢之際,頗具意味的是,天際線也飛來一批荷槍實彈的新面孔。不知道他們來自何處,這些人只是聽見了資本的號角。
從工業軟體的發展源頭來看,本是四面通風之地。而在中國,則像是諸葛亮為東吳名將留下的石門陣,生、死、驚、傷。一門出入生,余皆為凶門。只有企業家勉強守住了生門一塊陣地。其他三面領域尤其是建制派,幾乎是毫無建樹。這是一個令人深思的現象。這種已經熄滅的燈,或許也沒有必要重新打開。工業軟體是一種太特殊的工業品,它獨有的長周期、高風險、大投入、低收入的特點,絕非長官意志所能左右的,也絕非背著短期利潤指標的建制派所能承擔的風險。
工業軟體的開發,就像是排球賽陣容的布局。主攻手,毫無疑問應該是企業家。一傳手是大學院所,從基礎入手,做好基礎研究的傳接和人才的培養;二傳手是大型用戶企業,提供最佳的喂球位置。三者之間,完整的配合。工業軟體是一場什麼樣戰局?是不知疲倦的軟體供應商、一流反哺的用戶和耐心的大學院所的共同結晶。這也是對中國分工合作的工業化精神的一次大考。
作 者
林雪萍: 南山工業書院發起人,北京聯訊動力咨詢公司總經理
『陸』 手機軟體中的工業應用是否已經國產化了,接下來該如何創新
是,接下來走向世界。
1、目前大部分的手機軟體都已經是國產軟體,工業軟體軟體化已達到中國頂峰。
2、接下來就應該向國外傳播國產軟體,讓全世界知道製造強國的智慧。
『柒』 2022製造業轉型之路:工業技術軟體化迎來爆發期
製造業數字化改造的關鍵之處在哪裡?「一個行業智能製造水平的高低,實際上很大程度是看相關的軟體。」中國工程院院士、中科曙光董事長李國傑表示,而工業軟體中最難「啃」的CAD/CAE/CAM軟體對我國工業製造智能化水平起著決定性影響作用。
近年來,工業軟體發展逐步進入國家級規劃文件。2021年,工業和信息化部已出台《工業互聯網創新發展行動計劃(2021-2023年)》《「十四五」軟體和信息技術服務業發展規劃》《「十四五」信息化和工業化深度融合發展規劃》等3份規劃文件,支持工業技術軟體化發展。
「過去中國工業在短缺經濟刺激下經歷了超高速發展階段,但大規模生產導致目前中低端產品市場已經飽和,所以各行各業都在 探索 轉型,突破行業傳統發展瓶頸。」達索系統大中華區首席技術官趙文功表示。
在席捲而來的數字化浪潮中,工業軟體扮演重要角色。「我們在調研中發現,在包括製造業、建築業等各行業的數字化轉型實踐中,核心工業軟體都是數字化轉型的技術基礎。」廣州中望龍騰軟體股份有限公司常務副總裁劉玉峰說,「一個生產型企業需要使用的工業設計軟體就高達上百種,不同的工業軟體應用在不同方案中,沒有這些軟體就談不上數字化轉型。」
《中國工業軟體產業白皮書(2020)》披露數據顯示,2020年全球工業軟體產業規模預計達4358億美元,增長率約為6.1%,其中中國工業軟體產業規模預計達1974億元,同比增長14.8%。
「國內市場規模雖然不大,但增速遠超全球平均水平,2021年市場規模預計將達2600億元。隨著我國數字化轉型進一步推進,相信在不久的未來,工業軟體的市場規模將迎來一次大的爆發期。」中國電子信息產業發展研究院信軟所信息技術研究室主任許亞倩說。
當前雲計算、大數據、人工智慧、新一代信息技術與工業軟體的融合日益緊密,這給工業軟體產業發展帶來新的變革和機遇。
值得注意的是,工業軟體發展既是數字化轉型的基石,也可能是「探路者」。
李國傑指出,智能化是EDA工業軟體發展的重要趨勢之一,其最終目標是實現「全自動設計」,實現人工智慧全流程設計晶元,大幅度降低晶元設計門檻,提升晶元設計效率,實現端到端的快速無人化晶元設計,「採用機器學習做晶元可能是一條發展晶元產業的『柳暗花明又一村』的蹊徑」。
商湯 科技 副總裁劉強也對人工智慧突破人類認知邊界,賦能工業發展的可能性抱持積極態度。
他提出,機器的猜想能力可以和工業經濟的創新範式結合在一起,「比如我們推出的SenseMARS火星混合現實平台,可以基於人工智慧軟體的高性能運算和學習能力,對現實工業視頻、生活視頻進行視覺分析,通過機器猜想尋找更多演算法,甚至是模型,去重塑工業流程,真正讓人工智慧賦能行業發展。」
值得注意的是,迎著全國數字化轉型浪潮席捲而上的工業軟體產業,也面臨諸多困境亟待解決。
「工業軟體領域高端人才短缺,同時行業主體以中小企業為主,沒有形成體系化平台,缺乏體系化競爭力。」國創會中國文明和中國道路研究中心主任謝茂松指出,「還有就是與工業技術需求結合不足,產業化程度不夠。」
「縱觀全球,工業軟體企業和工業企業、尤其是龍頭工業企業一定是伴生成長的。」劉玉峰表示,「未來中國工業體系的數字化轉型,工業軟體產業和工業產業也一定要實現深度戰略集成和結盟,各司其職,工業軟體做好核心技術,工業企業要真的給機會,一起打造企業數字化平台,進而推動整個行業的數字化。」
固高 科技 股份有限公司董事呂恕則認為,未來工業數字化轉型趨勢不單單是工業企業和軟體企業的協同合作,而是通過資本嫁接等渠道形成兩者的有機結合體。
「隨著製造業前端業態發生改變,純做製造的公司,坦率地說是慢慢會被淘汰的,從OEM到ODM,再往前走可能要做自主產品的定義和設計,這就要求企業必須具備軟體能力。」呂恕表示, 工業技術軟體化是製造業企業、行業向前發展的必然趨勢。
「另外,最近也有一批專門做工業軟體的創業型公司正在涌現,這些團隊想生存也必須融入工業場景。與互聯網企業生態不同,工業軟體公司純做軟體是很難生存的,它必須往製造端延伸。」呂恕表示,發展到一定階段後,製造業企業和軟體企業兩者將結合形成全鏈條組合體。
與許多創新產業一樣,工業軟體產業發展也面臨基礎研究環節薄弱的問題,呂恕表示,「基礎研究很難靠商業化公司長時間、大量的融資實現,期待政府能夠在基礎研究部分投入更多支持,減少企業開發迭代周期。」
值得注意的是,論壇現場,多位學者及企業家指出,在製造業轉型發展過程中,粵港澳大灣區因為其特殊的地理位置和完備產業鏈條,存在率先突破的機遇。
呂恕表示,大灣區製造產業鏈非常完整,物流轉運體系也非常好,「在應用場景足夠豐富的情況下,只要有相應好的政策迭代,有人才儲備梯隊,再加上不斷激活引入新技術,大灣區工業軟體產業發展具有良好的發展機遇。」
作為製造業大省,近年廣東先後出台《廣東省發展軟體與信息服務戰略性支柱產業集群行動計劃(2021-2025年)》等系列政策舉措。據悉,廣東將以本次論壇為契機,進一步加大對工業軟體的政策支持力度,為工業軟體產業發展營造良好的環境,推動構建自主可控的產業生態,力爭打造成為我國核心工業軟體的重要一極。
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