工業(yè)軟件缺失的中國制造挚歧,如何在智能制造時代立足扛稽?

我國工業(yè)軟件經(jīng)歷了從無到有,緩慢發(fā)展的過程滑负,走過了一條蜿蜒崎嶇的路在张。20世紀(jì)80年代,中國人對工業(yè)軟件的認(rèn)識還幾乎為零矮慕。但是隨著IBM大型機帮匾、VAX小型機、Apolo工作站的引入痴鳄,這些昂貴的設(shè)備上附帶的一些CG瘟斜、CAD軟件打開了一扇窗戶,才讓中國人一睹了工業(yè)軟件的“芳容”痪寻。

一直以來螺句,國家對于國產(chǎn)自主工業(yè)軟件一直有所扶持,但是橡类,核心工業(yè)軟件的制高點已被發(fā)達(dá)國家占領(lǐng)蛇尚。目前,僅在中國工業(yè)軟件市場上顾画,80%的設(shè)計軟件取劫、50%的制造軟件、95%的服務(wù)軟件被國外品牌占領(lǐng)研侣,國產(chǎn)工業(yè)軟件在夾縫中求生存谱邪。

造成這種現(xiàn)象的原因有很多,而復(fù)合型人才的缺口是制約國產(chǎn)工業(yè)軟件發(fā)展的一個關(guān)鍵瓶頸:

1庶诡,對專業(yè)技能要求高馅而。工業(yè)軟件的開發(fā)工作量巨大,而且還需要不斷地積累完善矩乐,對開發(fā)人員的IT技能水平與工業(yè)專業(yè)水平要求都很高印蔬,而中國目前的人才只能滿足企業(yè)使用國外工業(yè)軟件的需求,很多類型的工業(yè)軟件都缺少開發(fā)人才基显。2蘸吓,薪資不平衡。軟件業(yè)與制造業(yè)發(fā)展不平衡撩幽,同樣是軟件開發(fā)库继,工業(yè)軟件對編程人員要求比普通軟件要高箩艺,提供的薪水卻不如普通IT企業(yè),技術(shù)精英轉(zhuǎn)到IT業(yè)宪萄,人才離開了生產(chǎn)艺谆,自然也就沒人去從事工業(yè)軟件的開發(fā)。

3拜英,高校缺乏合理的工業(yè)軟件人才培養(yǎng)體系静汤。目前我國院校中開設(shè)工業(yè)軟件專業(yè)的幾乎沒有,雖然部分大學(xué)已經(jīng)在進(jìn)行工業(yè)軟件人才培養(yǎng)的探索居凶,且小有成效虫给,但是僅強調(diào)工業(yè)化對軟件人才培養(yǎng)的新要求,卻沒有建立起科學(xué)的人才培養(yǎng)方案侠碧,如隔靴搔癢抹估,對促進(jìn)國產(chǎn)工業(yè)軟件的發(fā)展意義不大。

工業(yè)軟件市場總體上穩(wěn)中有升,面向行業(yè)的成套解決方案研發(fā)應(yīng)用發(fā)展迅速弄兜,機械药蜻、航空、紡織等行業(yè)對設(shè)計替饿、分析和測試等服務(wù)的集成和數(shù)據(jù)關(guān)系分析的需求谷暮,逐漸成為了工業(yè)軟件發(fā)展的動力。在航空航天盛垦、軌道交通等重點行業(yè)的推動下湿弦,高端工業(yè)軟件也有了一定發(fā)展。工業(yè)云帶動制造業(yè)加速服務(wù)化轉(zhuǎn)型腾夯,為小企業(yè)提供購買或者租賃信息化服務(wù)颊埃,間接促進(jìn)了工業(yè)軟件在小型企業(yè)的應(yīng)用,企業(yè)按照實際使用的資源付費蝶俱,大大降低了技術(shù)創(chuàng)新的成本班利,縮短了產(chǎn)品更新的時間,提高了生產(chǎn)效率榨呆。工業(yè)云實現(xiàn)了數(shù)據(jù)在軟件平臺上的快速流動罗标,企業(yè)對市場、研發(fā)积蜻、生產(chǎn)等業(yè)務(wù)和資源的全局控制能力大大增強闯割,企業(yè)的決策執(zhí)行變得更加迅速,甚至可以催生出更多的商業(yè)模式竿拆。

技術(shù)趨勢每一次工業(yè)革命都伴隨著更高效宙拉、更便捷機械的誕生,而即將發(fā)生的第四次工業(yè)革命則不會遵循前三次工業(yè)革命的規(guī)律丙笋,第四次工業(yè)革命追求的是機械可以存儲谢澈、處理煌贴、共享信息,將從根本上改變工具锥忿、世界與人之間的關(guān)系牛郑。

數(shù)據(jù)就是這次變革的第一推動力。未來的一切都要圍繞數(shù)據(jù)展開敬鬓,智能制造的核心也是對數(shù)據(jù)的存儲淹朋、處理和共享,而云計算列林、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能以及區(qū)塊鏈技術(shù)酪惭,都以對數(shù)據(jù)的處理為核心希痴,這是工業(yè)軟件未來的發(fā)展趨勢。

基于云平臺的PaaS服務(wù)將成為工業(yè)軟件的重要發(fā)展模式工業(yè)云服務(wù)的常見方式有工業(yè)SaaS(Software as a Service)云服務(wù)春感、工業(yè)IaaS(Infrastructure as a Service)云服務(wù)砌创、工業(yè)PaaS(Platform as a Service)云服務(wù)等方式。

其中PaaS提供給消費者的服務(wù)是把客戶采用的開發(fā)語言和工具(例如Java鲫懒、python嫩实、.Net等)開發(fā)的或收購的應(yīng)用程序部署到供應(yīng)商的云計算基礎(chǔ)設(shè)施上】遥客戶不需要管理或控制底層的云基礎(chǔ)設(shè)施甲献,包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器颂翼、操作系統(tǒng)晃洒、存儲等,但客戶能控制部署的應(yīng)用程序朦乏,也可能控制運行應(yīng)用程序的托管環(huán)境配置球及。

如果以IBM 軟件架構(gòu)師 Albert Barron 所說的披薩作比喻,IaaS——別人提供廚房呻疹、爐子和煤氣吃引,你使用這些基礎(chǔ)設(shè)施來烤制你的披薩;PaaS——除了基礎(chǔ)設(shè)施,別人還提供面餅刽锤,你只需要準(zhǔn)備撒在披薩上的配料镊尺,讓他幫你烤出來,換句話說并思,你只要設(shè)計披薩的味道鹅心,他人幫你實現(xiàn)你的設(shè)計;SaaS——別人幫你直接做好披薩,你要做的就是把披薩的成品包裝一下纺荧,印上自己的標(biāo)簽賣出去旭愧。aaS方案是未來一段時間內(nèi)工業(yè)軟件的發(fā)展趨勢颅筋。PaaS方案提供軟件部署平臺,抽象掉了硬件和操作系統(tǒng)細(xì)節(jié)输枯,可以無縫地擴展议泵。開發(fā)者只需要關(guān)注自己的業(yè)務(wù)邏輯,不需要關(guān)注底層桃熄。云計算中心以透明化的方式提供行業(yè)應(yīng)用PaaS服務(wù)先口,對提升傳統(tǒng)制造業(yè)的創(chuàng)新能力意義深遠(yuǎn)。

分布式傳感器構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)底層架構(gòu)制造業(yè)的未來是智能制造瞳收。智能制造要求對制造系統(tǒng)的物理對象——人碉京、機、物進(jìn)行感知螟深,感知以后進(jìn)行分析谐宙,之后再做出科學(xué)的決策執(zhí)行。狀態(tài)的感知界弧、實時的分析凡蜻、科學(xué)的決策和精準(zhǔn)的執(zhí)行,第一步就是感知垢箕。要對外部世界進(jìn)行感知划栓,需要自動控制技術(shù)和傳感技術(shù)。需要分析就需要工業(yè)云和大數(shù)據(jù)的處理平臺条获,這些技術(shù)環(huán)節(jié)都是密不可分的忠荞,智能制造的所有環(huán)節(jié)都建立在生產(chǎn)狀態(tài)感知的基礎(chǔ)上,分布式傳感器就是構(gòu)建這個基礎(chǔ)的核心帅掘。

智能傳感器通過軟件實現(xiàn)高精度信息采集钻洒,具有一定的編程自動化能力,實現(xiàn)這些功能锄开,核心工業(yè)軟件必不可少素标。

工業(yè)軟件實現(xiàn)人工智能幫助企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字驅(qū)動互聯(lián)網(wǎng)軟件技術(shù)的發(fā)展和“深度學(xué)習(xí)”算法的出現(xiàn),讓人工智能有了超越人類的表現(xiàn)萍悴,其中最重要的原因就是大量可用數(shù)據(jù)的出現(xiàn)和計算能力的大幅提升头遭,“深度學(xué)習(xí)”的突破更是讓人工智能脫胎換骨。

而人工智能正是我國制造業(yè)在“工業(yè)4.0”時代實現(xiàn)彎道超車的最重要工具癣诱。舉個例子计维,在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域,通過采集歷史機組運行數(shù)據(jù)撕予,根據(jù)經(jīng)驗定義兩百多種健康特征鲫惶,進(jìn)行關(guān)聯(lián)性挖掘,開發(fā)多種預(yù)測模型实抡,對每一臺風(fēng)力發(fā)電機進(jìn)行故障預(yù)測性診斷欠母,可以大大降低停機損失和維護(hù)成本欢策,這是一項已經(jīng)應(yīng)用的技術(shù)。在工業(yè)智能化時代赏淌,中國制造業(yè)最大的優(yōu)勢就體現(xiàn)在數(shù)據(jù)上踩寇,中國最大的數(shù)據(jù)量就是來自工業(yè),大量的制造數(shù)據(jù)在中國匯集六水,給了中國制造最好的資源優(yōu)勢俺孙。人工智能在制造業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用前景取決于數(shù)據(jù)的規(guī)模與軟件行業(yè)的發(fā)展水平。歸根結(jié)底掷贾,不管是什么樣的數(shù)據(jù)睛榄,只要是人處理不了的,就需要軟件來處理想帅,一般軟件處理不了的场靴,就需要工業(yè)大數(shù)據(jù)軟件來處理。只有在工業(yè)軟件的前提下博脑,大數(shù)據(jù)才能顯示出其戰(zhàn)略資源的作用憎乙,在工業(yè)軟件沒有發(fā)展的條件下票罐,大數(shù)據(jù)什么也不是叉趣。當(dāng)數(shù)字化和互聯(lián)互通成為現(xiàn)實的時候,人工智能在制造業(yè)的應(yīng)用才有了真正的根基该押。

工業(yè)軟件市場的發(fā)展中商產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2018-2022年中國工業(yè)軟件行業(yè)前景及投資機會研究報告》顯示疗杉,2017年中國工業(yè)軟件行業(yè)市場規(guī)模達(dá)到1412.4億元。在《中國制造2025》的大背景下,2018年中國工業(yè)軟件市場規(guī)模預(yù)計將達(dá)到1622.8億元蚕礼,同比增長達(dá)到14.9%烟具。在這樣良好的大環(huán)境下,相信我國的工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)將會快速發(fā)展奠蹬。

智能制造的核心是軟件朝聋,智能制造背后的邏輯就在于建立一套計算機信息空間和物理空間的基于數(shù)據(jù)自動流動的閉環(huán)賦能體系,解決生產(chǎn)過程中的復(fù)雜性和不確定性囤躁。這個閉環(huán)賦能體系可以總結(jié)為制造業(yè)的四基:“一軟”“一硬”“一網(wǎng)”“一云”冀痕。“一硬”就是感知和自動控制狸演,是智能制造的起點和重點言蛇。“一網(wǎng)”是工業(yè)網(wǎng)絡(luò)宵距,負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳遞腊尚。“一云”是工業(yè)云服務(wù)平臺满哪,接收婿斥、存儲劝篷、分析數(shù)據(jù)。其中最重要的就是“一軟”受扳,“一軟”就是工業(yè)軟件携龟,工業(yè)軟件就是智能制造的思維認(rèn)識,是感知控制勘高、信息傳輸和分析決策背后的世界觀峡蟋、價值觀和方法論,是智能制造的大腦华望。

工業(yè)軟件定義了產(chǎn)品功能蕊蝗,定義了企業(yè)的流程,定義了生產(chǎn)方式赖舟,定義了企業(yè)的創(chuàng)新能力蓬戚,最后,軟件定義了整個制造業(yè)的生態(tài)宾抓。

軟件定義產(chǎn)品功能上個世紀(jì)80年代子漩,軟件定義了計算機功能。2006年業(yè)界提出軟件定義存儲石洗,軟件定義服務(wù)器幢泼,軟件定義網(wǎng)絡(luò),定義數(shù)據(jù)中心讲衫。智能手機的普及是軟件定義的另一個里程碑缕棵。到如今,戰(zhàn)斗機涉兽、特斯拉汽車等智能化產(chǎn)品招驴,它們的功能是否強大,越來越取決于軟件功能是否強大枷畏。

軟件定義企業(yè)生產(chǎn)方式軟件定義企業(yè)生產(chǎn)方式體現(xiàn)在虛擬制造與實體制造的結(jié)合上别厘,重構(gòu)了傳統(tǒng)的設(shè)計制造、測試拥诡、再制造的流程触趴。工業(yè)軟件實現(xiàn)了研發(fā)設(shè)計的仿真,測試與再設(shè)計的流程都可以在計算機中實現(xiàn)袋倔,產(chǎn)品功能達(dá)到要求后再實際生產(chǎn)雕蔽,推動了生產(chǎn)方式的改變,加速了產(chǎn)品的更新?lián)Q代宾娜,使產(chǎn)品可以持續(xù)優(yōu)化批狐。未來的愿景應(yīng)該是實現(xiàn)人員、機器、物料嚣艇、工藝承冰、環(huán)境、產(chǎn)品等所有生產(chǎn)要素在虛擬空間中完整食零、實時困乒、動態(tài)的響應(yīng)。當(dāng)然贰谣,這需要一段很長的路娜搂。

軟件對生產(chǎn)方式的重新定義還體現(xiàn)在個性化定制上以汽車行業(yè)為例,大家都知道汽車行業(yè)是JIT(準(zhǔn)時生產(chǎn))做得最好的行業(yè)吱抚。如果為了滿足個性化的生產(chǎn)百宇,當(dāng)生產(chǎn)計劃下達(dá)時再按照生產(chǎn)計劃去倉庫準(zhǔn)備物料顯然是來不及的。為了實現(xiàn)按單個性化定制秘豹,每一臺車的物料就必須是事前準(zhǔn)備好的了携御。這也就意味著為了一輛車的定制,在開始生產(chǎn)車身之前的某個時間點上既绕,就已經(jīng)開始準(zhǔn)備該車所有所需要的模塊了啄刹,再按照該訂單的配置把所有的模塊組裝在一起。實現(xiàn)這一流程需要的就是數(shù)據(jù)流動的自動化凄贩,實現(xiàn)這一目標(biāo)就要依靠工業(yè)軟件誓军。

軟件定義了整個制造業(yè)的生態(tài)如同三十年前的Wintel體系,如同十年前的iOS體系和安卓體系怎炊,制造業(yè)的未來形態(tài)智能制造也在形成自己的生態(tài)體系谭企,西門子廓译、英特爾等公司都在構(gòu)筑自己的數(shù)據(jù)采集评肆、設(shè)備互聯(lián)、工業(yè)軟件非区、云計算等系統(tǒng)瓜挽,工業(yè)軟件構(gòu)筑的就是智能制造的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

軟件是實現(xiàn)智能互聯(lián)的第一推動力征绸,未來社會必將是物物互聯(lián)久橙,前提就是軟件深入社會每個角落,進(jìn)入每個物理實體管怠,未來是一個網(wǎng)絡(luò)泛在的社會淆衷,人們甚至可以像擰開水龍頭放水一樣使用網(wǎng)絡(luò)和知識,這一切都是軟件的功勞渤弛。想象一下這個場景:產(chǎn)品祝拯、設(shè)備都加載了數(shù)字化信息,產(chǎn)品的生命周期帶有產(chǎn)品的全部數(shù)據(jù),人們可以遠(yuǎn)程工作佳头,管理設(shè)備鹰贵,操控所有的生產(chǎn)過程。達(dá)到了這樣的智能制造的水平康嘉,社會的一切都將發(fā)生深刻的變化碉输。這一切,都要被軟件重新定義亭珍,中國工業(yè)軟件敷钾,任重而道遠(yuǎn)。

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