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“失去三十年”后,中国工业软件应该如何发展

2020-09-09

对于中国工业来说,各个领域都在迅猛发展,但唯独有一个领域仍是“荒漠”状——工业软件,这个问题有多严重呢,举几个例子:

中兴事件时,美国一家软件EDA公司CADENCE,在2018年4月份率先响应美国商务部号召,对中兴抢先禁售软件,之后获得国防部2400万美元拨款。

现在中兴解禁了,可很少有人知道,尽管中兴每年进口六七十亿美元的芯片,但如果采购名单上不过数百万的电子设计软件被停用,那上百亿的芯片都不过是硅土。

MATLAB禁用事件,继被列入美国商务部实体名单,自2020年6月6日起,哈尔滨工业大学和哈尔滨工程大学又被禁止使用数学基础软件MATLAB。这一消息将有工科神器之称的MATLAB送上了热搜。

这还不算完,另一款化学行业普遍应用的软件ChemOffice开始清查国内的盗版软件,并通过电子邮件的方式,通知高校不要使用盗版软件。

这几个事件如果放之制造业,也会是同样的影响,而这,就是工业软件的厉害之处。

工业软件的核心技术分布

中国工业软件发展伊始

二十世纪八十年代初,中国人对工业软件的认识几乎是零。伴随着昂贵的IBM大型机、VAX小型机、Apolo工作站的引入,上面附带的某些CG、CAD软件,这样工业软件算是崭露头角。

最早能引进这些昂贵的计算机硬件的有实力的研究所或高校,也就由此开始了模仿和开发工业软件的征程。当然早期开发的软件,大多数是二维CAD绘图软件,能开发三维造型软件的单位比大熊猫的数量要少两个数量级。

曾经有过一段还算不错的小日子。从“七五”到“十五”(1986-2005),国家对于国产自主工业软件一直是有扶持的,当时主要的扶持渠道是国家机械部(机电部)的“CAD攻关项目”、国家科委(科技部)的“863/CIMS、制造业信息化工程”。

国家机械部、国家科委早期重点支持的是二维CAD,后来发展到简单实用的“两甩”,即甩图板、甩账本。对于技术难度不算太高的二维CAD的扶持,还是取得了一些成效的,出现了高华CAD、CAXA电子图版、开目CAD、浙大大天CAD、山大华天等一批软件产品。即使在开发难度比较大的三维CAD领域,也出现了北航的熊猫CAD系统(后来的金银花)等。

此后国家机械部逐渐淡出对CAD的支持,而由国家科技部接手,彼时863项目声名大噪,国产CAX软件公司也跟着颇有斩获。一个二维CAD软件小阳春的局面呼之欲出。

而在CAE领域,也出现了一个百花齐放的大好开局。上世纪80年代后期。以北航、清华为代表的一批高校和科研人员开始做相关的软件开发。这些人中,以唐荣锡老师、孙家广老师、梁友栋老师、周儒荣老师为代表,成为国内第一代从事CAD软件开发的标志人物。随着CAD/CAE软件在制造业的推广普及,清华大学、浙江大学、华中科技、大连理工等一批高校和中科院、航空航天等一批院所先后开展CAD/CAE软件自主研发,取得了一些研究成果,包括中科院的飞箭、郑州机械所的紫瑞、大连理工的JIFEX、中航的APOLANS、HAJIF等商业化和大企业自用软件一时间也是热闹。

“失去的三十年”

从“十五”和“十一五”开始,科技部对研发设计软件的重点支持,转到了三维CAD。而在“十二五”(2011年)以后,中国的信息化开始走两化融合的道路,该工作转由工信部负责,863合并到国家重点科技研发计划中,科技部也不再分管信息化工作。这是一个重要的分水岭。由于工信部并不对认为属于基础科研的工业软件研发进行补助,国家对三维CAD研发的资金投入几乎没有了。

工信部从分管工作而言,不能直接以资金支持企业研发的,只能通过搞两化融合支持企业上信息化,通过试点示范和两化贯标等方式,给企业补贴,重点支持对象的是制造业企业。国产工业软件研发公司则基本得不到直接的支持,变成了“姥姥不疼舅舅不爱”的苦孩子。通过企业应用拉动信息化建设,推动了制造业信息化的普及,也培养了一批人才,但它也带来的一个间接的后果,即国家补贴的大量两化融合资金都去买了国外工业软件。

如果从CAD产业发展来看,可以说CAD被无声无息地被调包了。自此以后,近十年来,国家部委层面几乎再也没有明确的资金投入支持国产自主CAD/CAE软件了。

《自主CAE涅槃》一书中提到,在上世纪80年代,中国的CAE发展也是自成一派。具有讽刺意味的是,随着CIMS如火如荼的发展、带来的并非是自主工业软件的崛起,而是国外工业软件的长驱直入,而随后两化融合的大举投入,国外工业软件愈加兴旺发达,此时正是三维CAD开始勃发,CAE开始更加发力的时候,中国自主软件则步步后退。在高端CAD领域,PTC、UG(现在属于西门子)、CATIA已经确立了垄断的位置,中低端的Solidworks、Autodesk、SolidEdge则牢牢把手。

中国的CAD、CAE都溃不成军。以CAE为例,当年一款飞箭软件以其独到的有限元仿真语言,独树一帜。但在多年寻求商业化而无果的境遇下,目前尽管已经更名成元计算,但仍然尴尬地挣扎着,空有好技术却被搁于冷仓。

而在最近几年,当工业4.0变成德国的国家名片,智能制造到了举国热浪的阶段,人们重新认识到,工业软件在其中举足轻重的作用。然而,中国曾经有过起步发展的CAD/CAE软件,却早已经陷入“失去的三十年”。

刻骨铭心的工业误判,工业软件不仅仅是软件

工业软件的本质是工业品。它从来都是工业的结晶,而非IT的产物。工业软件是工业化长期积累的工业知识与诀窍的结晶,是工业化进程的不可缺少的伴生物。而在中国,很多时候,它却被简单地认为更多是IT软件属性,跟其他管理软件、甚至互联网一起发展。这是一个天大的误判。

而且,这个误判对制造业的发展而言,是一个致命的误伤。如今西门子、GE、施耐德等工业巨头都在拼命并购软件,打造软硬一体化的公司。仅就代码行数而言,世界上最大的软件公司,不是微软,不是 SAP,而是制造业的翘楚、全球最大的军火商洛克希德马丁公司。

时至今日,每一件工业品,几乎都是工业软件的结晶,每一台装备,离开了软件都不能运行。但是,每一种国外工业软件里面究竟有什么,却是谁也说不清。这是一个失控的数字世界。貌似强大的“中国制造”,恰恰就是站立在失控的工业软件的数字世界之颠。

 

工业软件市场规模并不庞大,但具有核心地位

当许多人都在沉迷工业互联网、人工智能、大数据来推动制造业转型升级的时候,没有人意识到这些概念如果脱光了一层一层衣服,最内核的就是工业软件。

工业软件有多重要,作为短板的危害就有多大。如果说,以前软件只是硬件的附属物,那么,现在的软件已反客为主,成为了机器的大脑和神经,主宰了机器世界的运行逻辑。

今天,一个没有软件的世界是不可想象的。正因如此,工业软件有多重要,短板的危害就有多大。

没有工业软件,智能制造就是空想。智能制造涉及硬件、软件、网络、计算等多种技术和制造技术的融合,而工业软件是其中最为关键的技术。无论是硬件、网络、计算等技术和制造工艺融合,都离不开软件定义、编码和封装。

没有自主可控的工业软件,智能制造就无从谈起。而工业软件涉及工业制造、企业管理的各个方面,存储、处理大量数据,一旦泄密,后果不堪设想。

早在2011年,法国达索公司旗下的机械设计软件——SolidWorks,就被爆料存在安全“后门”,将个人计算机上的信息泄露给他人。

 

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虽然Solidworks予以否认,但因为这款软件在中国应用非常广泛,事关重大。国家相关部门随即通知各军工企业停止使用该软件,以防资料被窃取而导致可能的泄密事件。工信部也下发通知,要求加强工业控制系统信息安全管理。

实事求是,外国软件一般情况下不会有安全问题。但要知道,软件毕竟是一种特殊的商品,通过一定的技术手段,可能被制造者或是黑客异地控制。

我们不能将国家的信息安全寄希望于外国软件的商业道德与自律,加快研发自主可控软件,是保证中国信息安全的重要手段。

突围之路——从现状分析优劣

首先是高端人才的问题,但凡软件可以写到符合工业软件级别的,都是编程能力很不错的,基本都被互联网,金融等行业吸引走了,留下来的都是靠情怀,而情怀能在现实面前支持多久,谁也不好说。

其次,工业软件本质是工业产品,是需要时间去结晶的,个人,公司,社会,客户,谁都等不起这个时间。没有时间的工业软件就是会有各种bug,这些bug又经常是高风险(high-stake),而高风险换来的不一定是高回报。

最后工业软件,本质上还是不能脱离行业,而国内的工业还没有走到标准化和高质量的阶段,大量的工业软件要为这些不是标准化的东西去买单。另外,这些工业行业的从业人员,很多也没有对工业软件有足够的重视程度,目光所及,看到的是设备,看不到的是工业软件。

说了那么多劣势,其实我们也有自己的优势:

首先在于场景,类似移动互联网,中国制造的生态和产业链丰富,有足够多的场景去需要工业软件,德国或者美国的工业软件都是航天或者汽车领域催生出来的。中国的工业软件也许会走一条不一样的路,比如选择的一些基本的物流或者核电等行业,也是大量需要工业软件的。

大量的应用场景带来的是理论方法的创新,最新的多领域物理统一建模理论方法,与技术所创造的知识自动化技术体系,正在使得工业软件生成方式发生改变。而经过十一五、十二五的一些前期工作,中国在这方面已经慢慢有所建树。

如果可以深入持续的开展工业知识(模型)的表达与互联研究,建立模型重用、在新工科教育中强化工业软件的基础作用、制定相关产业联动政策鼓励工业界采用国产替代技术等,未来还是有所期待的。

最后是体制,工业软件需要从上层标准的建立,来确定底层的开发设计逻辑。“所以很多人建议把工业软件的发展放到航空、航天、兵工、船舶等行业同等重要的地位,发挥我们举国体制优越性,破解工业软件受制于人的局面。

 

项目管理软件(Project Management Software)

项目管理软件是工业软件中的一个细分品类,专门用来帮助计划和控制项目资源、成本与进度的计算机应用程序。主要用于收集、综合和分发项目管理过程的输入和输出。传统项目管理软件包括时间进度计划、成本控制、资源调度和图形报表输出等功能模块,但从项目管理的内容出发,还应包括合同管理、采购管理、风险管理、质量管理、绩效管理、组织管理等功能。如果把这些软件功能集成、整合在一起,即构成项目管理信息系统。即从项目的投资决策开始到项目结束的全过程进行计划、组织、指挥、协调、控制和评价,以实现项目的目标。

项目管理的应用从80年代仅限于建筑、国防、航天等行业迅速发展到今天的计算机、电子通讯、金融业甚至政府机关等众多领域。从本世纪八十年代开始,项目管理的应用扩展到其他工业领域(行业),如制药行业、电信部门、软件开发业等。项目管理者也不再被认为仅仅是项目的执行者,要求他们能胜任其它各个领域的更为广泛的工作,同时具有一定的经营技巧。

当前,项目管理软件的年增长率已经超过ERP、CRM等管理软件的增长幅度。已经初步形成了一个具有相当规模的细分产业——项目管理软件产业。

 

深圳市捷为科技有限公司是一家专业从事以项目管理为核心的企业信息化解决方案及相关服务的供应商,以国际前沿的管理思想和信息技术,凝聚深入本土的行业最佳实践,帮助企业建立安全、高效、智能化的管理信息系统,提升企业的核心竞争力。

捷为科技18年来专注数字化项目管理系统研发,为众多电子信息、新材料、先进装备、军工科研、专业服务和甲方建设类的项目型组织提供最佳解决方案,长期服务于一批优秀的上市和准上市企业,业界口碑较佳。

捷为开发的iMIS产品于2006-2008连续三年被评为“深圳市优秀软件”,在第十四届中国国际软件博览会上荣获“金奖”产品。作为国内项目管理软件(PM)的标杆性企业,捷为被授予 “2010年度中国软件行业领军企业”称号;在中国电子信息产业发展研究院主办的“2014年度中国软件大会”上,捷为被授予“项目管理领域杰出企业奖”+“项目管理领域最佳解决方案奖”两项高端荣誉。