工業軟件精準使能

吳淼

制造企業的核心能力建設促使其必然邁進智能互聯之路，而工業軟件在一定程度上擎起了制造業的轉型升級愿景。如果說品牌力拓展與定位戰略研判讓企業贏在了起跑線，那么工業軟件的精準賦能讓企業得以愈發行穩致遠。

智能制造“大腦”

一般而言，產業界對工業軟件（Industrial Software）的定義即為“在工業領域里應用的軟件”，多被按屬性分為編程語言（數控化機床用）、系統軟件（特定領域工業系統開發）、應用軟件、中間件等類型，用以提高工業企業研發、制造、管理水平和工業裝備性能。而慣常通用的系統軟件和應用軟件，如計算機操作系統、通用數據庫系統、辦公軟件等并不歸屬為工業軟件范疇。

若按產品形態、用途和特點的差異，工業軟件市場可進一步細分為研發設計軟件、生產控制軟件、信息管理軟件、嵌入式軟件等，研發設計和嵌入式工業軟件一直保持較快增長。上世紀60年代，CAD、CAE、CAM等研發設計類工業軟件的成功應用即為制造業的信息化與自動化增加了蓬勃動力?？梢哉f，工業軟件是實現自動化、信息化和智能化制造的關鍵要素，研發設計類工業軟件更是企業技術創新的有力工具。

新時期的工業生產場景與舊時差異極大，工業互聯網時代，一臺燃氣輪機每天產生的數據量便堪抵全球社交媒體的文章數量，智能制造的核心是智能化機器可以處理分析這些數據并與其他機器共享、交流，從而變得更加高效，工業軟件在此過程中起著非常重要的作用。按照業內人士的觀點，逐漸完備的工業軟件“定義了產品功能、生產方式與生產流程，深度影響企業的創新能力，對整個制造業的生態塑造意義重大”。

清華大學軟件學院院長王建民在解讀我國操作系統與工業軟件技術的發展路線圖時表示，“操作系統與工業軟件是新一輪工業革命的核心要素，發展實時工業操作系統及高端制造業嵌入式系統，以工業大數據平臺與制造業核心軟件為代表的基礎工業戟件，面向先進軌道交通裝備、電力裝備、農業裝備、高檔數控機床與機器人、航空航天裝備、海洋工程裝備與高技術船舶等重點領域的工業應用軟件，對我國工業領域自主可控，具有重要意義?！彼M而指出尤為需要對工業操作系統及其應用軟件、“云端”+“終端”工業大數據系統、工業互聯網云平臺與制造業核心軟件和重點領域工業應用軟件方面傾力，同時對“端到端”的工業軟件安全技術、工業基礎資源庫與標準化技術、嵌入式操作系統技術、設備端智能化技術、工業大數據管理與分析技術、數據驅動的構件組合技術等關鍵技術加以重視。

漸成重要推手

互聯網思維已給產業界打上了深刻的烙印，制造類企業與軟件開發企業的發展眼光與路徑均需站在“互聯網+”的新高度，軟件工具促進核心生產力，軟硬結合成為工業領域的必然潮流。

此前，多地提出打造工業強市，廣泛運用互聯網技術與工業軟件，推行互聯網與工業融合創新，成為探索產業轉型升級路徑的重要選擇。早在2017年11月，工信部發布《深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》，明確提出到2020年將建立30萬個面向特定行業、特定場景的工業APP，到2025年這一數字將達到百萬級，充分發揮軟件賦能、賦值、賦智作用，推動工業提質增效。《指導意見》還指出，到2020年，工業互聯網平臺體系將初步形成，支持建設10個左右跨行業、跨領域平臺;到2025年，重點工業行業實現網絡化制造，工業互聯網平臺體系基本完善，形成3-5個具有國際競爭力的工業互聯網平臺。平臺搭建需要軟件支撐，中國工業技術軟件化產業聯盟秘書長楊春暉表示，“軟件與平臺是相輔相成的關系，有了更多優秀的軟件才能推動相關平臺標準的產生。反之，平臺有了良好的生態環境才會吸引軟件前來?！?/p>

近年來，我國軟件和信息技術服務業發展態勢良好，結構持續調整優化，中國信通院的數據顯示，2018年我國數字經濟規模達31.3萬億元，占GDP比重為34.8%;2018年全行業實現軟件產品收入19353億元，同比增長12.1%;其中工業軟件產品實現收入1477億元，同比增長14.2%;我國的工業軟件市場近三年來保持著15%以上的復合增長率，因軍工航天和高端裝備制造等領域的快速發展，研發設計與嵌入式軟件增速居前，為工業領域的自主可控發展發揮了重要作用。工信部信息化和軟件服務業司副司長董大健表示，還將進一步加強工業互聯網、物聯網等信息基礎設施建設，實現信息基礎設施升級，帶動傳統基礎設施提升智能化水平;研究制定推動軟件產業高質量發展的政策文件，加快發展基礎軟件、高端工業軟件，培育壯大平臺軟件和應用系統等新興業態。工業和信息化部部長苗圩在“2018智能制造國際會議”上對制造業發展提出建議時強調，“在著力補齊短板上下功夫，把提升智能制造供給能力放在更為突出的位置，加快突破智能制造核心裝備及工業軟件系統，特別是盡快補齊關鍵短板裝備、基礎零部件、系統軟件等卡脖子問題?！睂Υ祟I域的愿景目標亦非常明晰：2025年我國絕大部分核心技術取得突破，形成自主可控的操作系統與工業軟件及其標準體系，自主工業軟件具有滿足市場50%的供給能力。

由競爭到融合

軟件是實現智能互聯的重要推動力，工業軟件構筑起智能制造的產業生態。走向智能研究院執行院長趙敏描述過軟件在現代制造中的作用，“軟件封裝了工業知識，建立了數據自由流動規則體系，是一種對業務活動的賦能體系。工業軟件是工業實力的重要體現，因為它可以替代過去的機械零件、機電零件、電子元器件，甚至是人和企業等系統要素，由此產生高柔性、高效率;它能夠通過自動有序的數據流動，把不同零部件、不同系統要素黏結起來，集成在一起，由此產生新產品、新系統;工業軟件是原有系統的賦能器，由此產生新動力;它將物理世界的事物以‘數字孿生’的形式予以精確映射，模擬其形態、變化與運動規律，由此產生新認知;工業軟件激發起人們在數字空間里的創新能量，由此產生新創意、新設計?！惫I軟件是工業技術與信息技術融合的產物，需始終貼近應用行業，工業軟件企業與傳統工業企業的良性互動被視為雙贏關鍵。業界共識，“未來工業將由軟件支撐和定義，由數據和知識協同驅動，由平臺主導向服務化轉型”。

強烈的行業屬性讓工業軟件產品具有極強的生命力，換言之，真正把行業吃透是工業軟件企業的做強之道。但由競爭到融合也是該領域的現況，軟件企業持續提升自身服務制造企業的能力，并與制造企業進行更為緊密、直接的融合。一方面，系統之間的傳統界限正在消失，傳統機械設計與仿真CAD/CAM/CAE軟件，電子設計自動化軟件EDA，以及與其他軟件如制造執行系統MES、人機界面HMI等都在逐步融合;另一方面，傳統制造業巨頭紛紛深度推行“軟件化”，通過并購等手段布局工業軟件領域，在產業鏈上烙下自身印記以提升競爭力。2016年年末，通用電氣先后收購云服務公司ServiceMax和加拿大工業物聯網軟件公司Bit Stew，同時段西門子將美國工業軟件供應商Mentor Graphics收入陣營……此外巨頭們還積極與系統軟件端企業攜手，不斷整合施為的目標相當明確，以最高效的方式擴展現有工業軟件產品組合，提升自身數字化制造能力，并對業界施加更大影響力。

設計與仿真的融合、機器自我發揮的創成式設計、數據傳遞“全屏化”、基于模型的系統工程、從一次買斷到持續訂閱、由工具向平臺進化、天生云端、擁抱IoT、重續PLM使命等正成工業軟件進一步進化的趨勢。