工業(yè)軟件迎換道超車關鍵機遇需突破哪些“卡脖子”技術？

《中國經濟周刊》 記者 石青川 ｜ 重慶報道

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自2013年漢諾威工業(yè)博覽會上，工業(yè)4.0概念提出以后，信息開始成為生產要素之一。經過10年的拓展與成長，制造業(yè)的數字化已經不可逆。但在這個過程中，中國制造業(yè)的數字化也在不斷遇到問題與解決問題。

2019年5月16日，華為進入美國實體清單，包括Oracle數據庫和ERP軟件、各種生產工具等軟件的顧問開始撤離華為，過去幾十年建立在商業(yè)軟件之上的業(yè)務系統，危如累卵。

經過10年的工業(yè)生產數字化與4年的工業(yè)軟件國產化，中國工業(yè)是否又站在了轉折點？

工業(yè)軟件困在哪兒？

6月20日，在第三屆中國工業(yè)軟件大會現場，華為工業(yè)軟件及工業(yè)云CTO丘水平向工業(yè)企業(yè)發(fā)出號召：“共建新一代工業(yè)軟件云，將讓天下沒有難做的產品?！?/p>

這一想法源自2019年5月16日，美國將華為列入實體清單，未經相關機構許可，美國企業(yè)不能向華為提供產品和技術。對華為來說，這是個黑色星期四，丘水平把那一天稱為“非常重要的轉折”，研發(fā)工具軟件成為華為的烏江天險，華為開始審視自身在數字化方面到底多有底氣。接下來的一個月時間，丘水平和團隊梳理了所有軟件后發(fā)現，之前華為90%以上的工業(yè)軟件均來自國外。

一位從事過芯片制造工作的人士向《中國經濟周刊》記者表示，從設計產品開始便需要用到EDA(電子設計自動化)軟件工具，而EDA則由美國Synopsys、Cadence、Mentor等公司提供。

值得一提的是，美國的芯片設計軟件極為復雜，由于芯片中有幾十億個晶體管，因此EDA工具的極限設計精度很難替代。

時至今日，丘水平提起當年依然深深嘆了口氣，“從今天來看，一方面‘卡脖子’問題意味著要國產化，另一方面也讓我們無法回避沒有替代的事實”。

在國內核心工業(yè)軟件市場中，CAD研發(fā)設計類軟件幾乎被法國達索、德國西門子、美國PTC以及美國Autodesk公司占據，國內數碼大方、中望軟件、山大華天等公司的產品占比不足10%。CAE仿真軟件市場領域，美國ANSYS、ALTAIR、MSC等公司占據了幾乎全部市場份額。即使技術含量較低的生產管理類工業(yè)軟件領域，高端市場也被德國SAP與美國Oracle公司所壟斷。

中國的工業(yè)軟件差在哪里？“中國工業(yè)軟件的情況是：技不如人，人不如人，錢不如人?！鼻鹚皆@么下過結論。

隨著國產軟件的逐步面市，工業(yè)軟件在推廣中也會遇到問題，由于替換的過程需要消耗不少時間、精力與金錢，中小企業(yè)往往不愿意“折騰”。

作為工業(yè)軟件的一部分，主營業(yè)務為工業(yè)互聯網的忽米網，其相關負責人在接受《中國經濟周刊》采訪時表示，工業(yè)互聯網行業(yè)市場層面一定程度出現了供給熱、需求冷、落地難的現狀，很多中小制造企業(yè)迫于生存壓力，轉型意愿不強、使用積極性不高，制約了產業(yè)鏈供應鏈現代化水平的提升。

從 “用軟件” 到 “用服務”

盡管中國工業(yè)基礎強大，但生產制造的數字化卻推動緩慢。

傳統工業(yè)軟件為工業(yè)企業(yè)提供了極大便利，幫助眾多工業(yè)企業(yè)邁出了數字化轉型的第一步。但軟件使用存在著壁壘。包括國外的軟件在內，PDM、CAM、CAT、CAD、CAE、CAPP、MES、EDA、ERP等國內應用廣的傳統工業(yè)軟件目前依然主要依托于物理機，具有封閉、孤島的特點，難以支撐工業(yè)高質量發(fā)展。

這也造成軟件開發(fā)門檻高、周期長、定制化不足的問題長期存在。軟件系統異構、集成打通成本高昂也使得工業(yè)數字化成為國內工業(yè)企業(yè)的成本包袱。

從長遠來看，目前的軟件應用模式也給未來帶來了制約。華為聯合中國信通院發(fā)布的《工業(yè)數字化/智能化2030白皮書》中提到，面向未來，傳統工業(yè)軟件本地化部署、軟件系統異構、工業(yè)知識封閉、購買授權等模式，給工業(yè)企業(yè)帶來系統間集成打通成本高昂、動態(tài)配置彈性不足以及買方鎖定等問題；工業(yè)軟件開發(fā)者也面臨工業(yè)知識沉淀的壁壘，難以迸發(fā)創(chuàng)新活力的問題。因此，工業(yè)界需要凝聚力量，探索理念創(chuàng)新與模式變革，循序漸進推動工業(yè)軟件上云，從“用軟件”過渡到“用服務”。

工業(yè)軟件云可以發(fā)揮數據匯聚、分析、決策、反饋的作用，同時對于工業(yè)智能化改造中的數據打通與軟件集成都有很大幫助，還可以SaaS形式幫助企業(yè)降低成本。

“工業(yè)軟件是制造業(yè)工程師在研發(fā)、生產過程中的必備工具，是企業(yè)研發(fā)創(chuàng)新的核心能力承載?！鼻鹚奖硎?，制造業(yè)的高質量發(fā)展需要建立產業(yè)韌性，打造新一代工業(yè)軟件云正當其時。

國產工業(yè)軟件技術的必爭之地

據統計，我國工業(yè)軟件產品收入從2016年的1194億元增長到2022年的2407億元，年復合增長率為12.4%；2022年全國工業(yè)軟件產品收入占全國軟件產品收入的9.1%，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

丘水平表示，制造業(yè)高質量發(fā)展離不開工業(yè)軟件，當前業(yè)界正迎來用新技術、新架構、新方法來打造新一代工業(yè)軟件實現換道超車的關鍵機遇。

中國工程院院士李培根也曾提到，很多人已意識到，軟件定義世界，數據驅動未來。工業(yè)數字化顯然已經成為工業(yè)領域的必然選擇。

他表示，在中國，智能制造、企業(yè)數字化轉型的熱潮經年不減，很多企業(yè)在數字化的過程中順利實現了轉型升級。“但數字—智能技術的進展似乎超出了我們的想象力，人工智能大模型的出現即是。也就是說，企業(yè)的數字化、智能化之路沒有止境，將永遠在進程中，需要不斷地洞察工業(yè)數字化的趨勢?！?/p>

中國工程院院士楊華勇也認為智能制造趨勢是不可逆的：“工業(yè)產品正在從機電產品向數字化智能網聯產品轉變?！?/p>

從楊華勇院士的統計數據可以看到，工業(yè)生產構成經歷了從21世紀第一個十年80%的機械與20%的電子，到第二個十年60%機械+30%電子+10%嵌入式軟件，再到第三個十年50%嵌入式軟件+30%電子+15%機械+5%數據服務的過程，未來數據服務在工業(yè)生產中可能會占50%以上。

未來，國產工業(yè)軟件或在智能制造底座技術領域將產生“必爭之地”。工業(yè)軟件云需要這種技術來解決兼容問題。

6月20日，楊華勇在第三屆中國工業(yè)軟件大會現場表示，雖然市場需求增長很快，企業(yè)數字化轉型亦非常迫切，但工業(yè)軟件產品供給卻相對滯后，這需要我們完善智能制造底座技術。

楊華勇說，現在急需具有自主知識產權的智能制造集成底座，去對標西門子Xcelerator、微軟PowerPlatform，并且要在他們的基礎上開發(fā)出針對智能工廠的應用，使其功能更加豐富。他還建議，對中小型制造業(yè)，要加快打造系統級低成本解決方案，比如在開發(fā)區(qū)、產業(yè)園部署新型研發(fā)機構，匯聚產學研政多方力量。

此外，清華大學軟件學院院長王建民還透露，三維幾何引擎是工業(yè)軟件領域的“光刻機”，三維幾何引擎決定了CAD工具軟件的功能與性能邊界，貫穿生命周期工業(yè)軟件的“操作系統”，是“卡脖子”的關鍵技術。

中國科學院院士毛明則引用了李培根院士的一句話：“制造業(yè)的研發(fā)者，一方面要睜大眼睛看著物理世界的裝備，另一方面還需要冥想著孿生的世界?！?/p>