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工业软件发展现状怎样?如何更好服务中国智造

发布时间:2020-06-02 点击数:81

  自去年工业互联网首次被写入政府工作报告,到今年初它被划分为“新基建”重点方向之一,工业互联网的发展可谓一路开挂。

  今年『全国两会』期间,“工业互联网”的热度再次飙升,与之相关的工业软件也引发了人们更多的讨论。

  全国人大代表、海尔集团总裁周云杰带来了《关于支持工业互联网发展,加速工业体系升级的建议》这份提案。对于工业软件,他提到“集中优势资源,专注工业软件及工业APP的研发,并建立开源的生态系统。”

  同时,全国人大代表、浪潮集团董事长兼CEO 孙丕恕提出了推动工业互联网纵深发展,促进数字化转型发展的建议。孙丕恕表示:

  “加快工业APP开发者人才队伍建设,构建工业互联网APP应用创新生态圈,鼓励不同类企业合作进行工业软件联合开发和推广应用。”

  “强大”的『中国制造』,有着联合国产业分类中全部的工业门类,为何这两位企业界的全国人大代表都对我国的工业软件和工业APP的发展如此关注?随着工业互联网行业的发展进入快车道,与之匹配的工业软件究竟发展得如何?

  雷锋网近日采访了赛意信息、树根互联和昆仑数据等企业,就我国工业软件现状、工业互联网平台厂商的应对之策、工业软件的持续迭代,以及如何更好地服务于『中国智造』进行了交流。

  据了解,2018年11月,赛意信息与华为云等联合发布了赛意工业互联网平台,以此将自己多年来在制造业中的能力沉淀对外进行释放,成为工业互联网领域的“第三极”力量。

  提及工业软件的发展现状,赛意信息副总裁、工业互联网子公司总经理蔡胜龙总结了自己对于这个行业的观察,他表示:

  “国内的工业软件整体情况是,管理软件相对比较强,工程软件、研发设计软件相对比较弱,低端软件比较多,高端软件比较少。因此,国内的制造企业在很多业务领域实际上长期依赖于国外的软件。”

  工业软件作为工业企业进行数字化、智能化升级转型中不可缺少的一部分逐渐受到关注,其自身的问题也在不断地凸显出来。

  

 

  中国制造业的最大短板:工业软件

  工业软件作为工业化长期积累的工业知识与经验的结晶,是工业化进程中不可缺少的伴生物。其不但可以控制产品和设备的运行,而且可以把它们运行的状态实时地展现,通过分析、优化,再作用到产品、设备的运行,甚至是设计环节,然后实现迭代优化。

  追溯其发展,我们可以发现:从上个世纪 60 年代开始,国外的波音、洛克希德、NASA等航天巨头就开始了工业软件的培育与研发;到了70年代工业软件开发的爆发期,外企中的军火商、汽车厂商们等也果断参与进来;80年代初,伴随着IBM大型机、VAX小型机、Apolo工作站在国内崭露头角,上面附带的一些CG、CAD工业软件慢慢被国人所接纳。

  随后,该行业中大量的新型工业软件不断涌现,其专业范围从制造业逐渐扩大到能源、原材料等领域,企业之间陆续出现并购重组,最终演变成了今天的工业软件市场格局,诞生了西门子、PTC、施耐德电气等工业软件巨头。

  雷锋网了解到,2001–2006 年,西门子相继收购了多家 MES厂商,并在此基础上推出了自己的 MES 软件 SimaticIT。到了2007 年,西门子以35亿美元收购美国PLM公司UGS,同时成立了西门子PLM 软件事业部。此后,又发起了对Innotec、LMS、TESIS、Camstar、Mentor Graphics等的数十笔软件收购。由此,西门子一跃成为仅次于 SAP 的欧洲第二大软件公司,以及世界十大软件供应商。

  西门子股份公司副首席执行官博乐仁博士表示:

  “过去二十年中,西门子在软件方面投入了 100 多亿美元,使我们在工业软件方面处于领先地位。”

  一般地,我们把工业软件分为研发设计类软件、信息管理类软件、生产控制类软件和嵌入式工业软件。

  工业企业使用较多的工业软件,包括研发设计类的CAD、CAE,信息管理类的ERP、CRM,生产控制类的MES、PLC,以及嵌入式软件,也就是嵌入特定设备的专用软件等。

  为了能更直观地阐述国内外工业软件及主要厂商,雷锋网特地对这一领域的企业、所属国家和主要产品作了汇总。

  知情人士透露:“如果德国西门子现在对中国民用核工业领域禁用集成了产品设计、工程与制造于一体的NX软件,这将是一场灾难:所有用NX软件设计的模型、生产制造过程的管理都将被中断,整个产业将受到巨大影响,甚至无法正常运转。”

  另外,在中兴事件时,美国的电子设计自动化(EDA)公司 Cadence,在2018年4月份响应美国商务部号召,对中兴禁售电子设计软件,给了中兴重重的一击:“采购名单上,售价不过数百万的电子设计软件被停用,会使得上百亿的芯片成为硅土。”

  据了解,私有软件的问题是用户购买的是许可证,但并不拥有软件的所有权和控制权,而许可证是可以随时撤销的。

  因此,有观点认为:“工业软件是中国制造业的最大短板。”那么,中国工业软件发展现状具体是怎样的?

  就整体情况,赛意信息曾总结为“管理软件强、工程软件弱,低端软件多,高端软件少。”另外,蔡胜龙表示:

  “国内工业软件的标准其实不明确,一些系统的架构也比较落后,对外提供标准的集成能力也不是很强。在实施过程中,其实会影响到一些我们的信息系统和业务系统,包括这种自动化系统的融合等。当然,国内嵌入式的开发软件算是做的比较好的,像是华为这样的。”

  “另外,国内已经有一定数量的工业软件企业,但是都是在通用的软件市场得到一些相对比较好的成长;而在工业属性更强更核心的领域,比如工业数据建模、虚拟仿真,涉及到一些很复杂的数学运算的核心技术,其实还是需要大家持续努力突破的。”

  树根互联作为从三一重工以前的物联网部门独立出来的工业互联网平台厂商,他们的ROOTCLOUD平台现已是“国家队”的重要一员。对此,树根互联表示:

  “当前很多工业软件的定位还是一个工具,这个工具需要有很专业的人员来维护和使用。作为一个通用化的东西,但在当前传统工业制造业企业里面,从信息化包括软件开发人员、智能化技术的技术人员缺口还是比较严重的,特别是像现在咱们这种消费互联网导致大量的软件信息化人员从传统制造业企业向新兴互联网企业去流动。”

  成立于2014年的昆仑数据,先后推出了自己的拳头产品工业大数据平台KMX以及工业互联网平台KSTONE,并在进一步探索专有领域的工业软件。谈及对外赋能时工业软件的部分,他们表示:

  “中国制造业发展有很多卡脖子的问题,工业软件是其中一个,另外还有高端制造的核心设备如光刻机、蒸镀机等造不出来,以及一些尖端产品核心工艺等问题。当然,工业软件是工业创新知识的长期积累、沉淀,是工业产品设计、工业生产的大脑。目前80%的研发设计软件、60%的生产控制软件被国外品牌占领。制造强国战略及当前复杂国际形势下,国产化自主化诉求强烈。”

  在『中国制造』向『中国智造』提速的关键期,工业互联网平台落地项目不可避免地会用到这些工业软件,那么,我们的工业互联网平台厂商在给工业企业做数字化、智能化升级改造时,如何解决这部分的工作?

  平台厂商如何『自适应』工业软件难题?

  2018年12月,工信部提出来“加快工业技术软件化,加快制造业数字化转型”的政策指引。

  工信部信息化和软件服务业司李颖曾在工业技术软件化专题论坛暨“百万工业APP大讲堂”上表示,工信部正积极支持各方力量通过多种形式共同推动实施工业技术软件化工程。

  索为系统董事长李义章更指出,目前人工智能和制造业两个领域无法融合互通,必须依靠工业技术软件化来打破其中的壁垒,而实现工业技术软件的核心就是工业APP。他表示:

  “当把工业软件资源接入工业互联网平台,将来工业APP的开发者和使用者甚至不用再购买这些昂贵的工业软件。”

  此外,随着工业领域需要赋能的场景越来越复杂,对数字化、智能化的要求越来越高,所需要的工业软件也更加多样。比如,2020年芯翌打造了“X-PORT港口安全生产人工智能管理系统”,赋能港口物流、运维、安全生产、高效运行等多维场景。该系统包括1个平台(安全生产管理平台)、3个子系统(港区访客预约管理系统、集装箱堆场通道人员安全管控系统、港口桥吊安全作业AI视觉辅助系统)和1款硬件(港口安全生产特种摄像机),是面向港口智慧化升级推出的行业级智能管控系统。

  那么,一些工业互联网平台厂商们在落地项目时如何解决工业软件这个难题?如何在“低端软件比较多,高端软件比较少”这种大环境中做到自适应呢?

  树根互联在给工业企业做数字化、智能化转型升级的时候,比如在生产管控、数据采集、设备管理、能耗管理以及售后服务管理等领域,他们一直采用的是自研加上工业领域合作伙伴的模式。也就是把传统的工业领域的应用SaaS化,让这些工业应用软件生长在他们的根云平台上,由根云平台提供平台服务,基于这个服务再基于树根互联工业软件或者工业企业合作伙伴的工业APP去给传统的工业企业进行使用。

  其工业软件的应用开发有两种来源:一种来源是三一重工,其在产品的智能化、研发、制造、服务方面都已经有深度应用,由此他们总结了一套不仅适用于工程机械,更可以跨行业跨领域使用的一些工业软件;另一种是源于树根互联独立了近四年以来,服务了300多家工业企业而总结的经验。目前树根互联自研的工业软件包括云视界应用、智能现场服务流程管理的IFSM、云网联、云控制、解锁机、工程机械管理的位置管理,以及厂内制造相关的根云小匠、根云能管等行业性的一些应用。

  工业软件涵盖的比较多,比如SCADA、PLM、CAD、CAE,以及目前热度比较高的EDA等这些都是工业软件;另外,还有一些管理类的,包括高级排程的软件,APS和MES这种生产控制的工业软件。对于赛意信息而言,他们又是如何解决的呢?

  赛意信息作为工业互联网平台厂商,是从自主研发和软件集成两个方面去解决工业软件的问题。

  “在自主研发方面,我们打造了SCADA系统,也就是SMDC,主要是解决设备在线连接监控的场景需求。”蔡胜龙表示:

  “它支持市面上所有的标准协议,而对一些非标协议,它也支持转换和适配。而制造领域的工业软件,我们公司其实在很多年以前就开始投资了,包括MES、APS等,其实已经形成了完整的产品体系,而且在家电、家具、半导体机加工等各种行业都得到了一些广泛的应用。”

  而在软件集成方面,雷锋网了解到,因为工业类的软件里面有几类国内目前还比较弱势,比如研发设计类的,包括CAD、CAE仿真系统,包括是对一些专有工业设备的设备控制的DCS系统,这些系统往往是跟硬件厂家和国外的这种先进的制造设备紧密相连的。在这些领域,实际上国外的软件公司PTC、达索、西门子等已在市场上形成了绝对优势,很多工业企业已经在使用这些软件的时候,赛意信息主要是在不同的工业场景中给客户提供集成方案,确保企业在工控流程中深度地贯通,提升他们整体的管理效益。

  “工业企业的数字化和智能化升级是循序渐进的工作,我们聚焦在数字化、智能化领域,与自动化、信息化软件是一个互补、智能化增强的关系。”昆仑数据表示:

  “我们服务的企业大部分两化程度已经比较好,我们更多时候是加法、是外脑,而非取代。因此我们会积极推动与各类工业软硬件厂家的合作。现阶段,我们打造的工业软件或工业APP包括设备故障预警、设备运行效率提升、工业安全、产品质量优化等方面的应用。”

  工业软件和工业APP不仅需要平台企业根据市场需求寻求解决之道,更需要在一些关键点持续发力,以满足工业企业的需求,提高国产工业软件以及工业APP的市场竞争力。

  工业软件的持续迭代

  由于工业软件是无数聪明人的技术发明和经验累积,更是在各个工业场景中反复得到验证,以及经年累月持续迭代、优化出来的产品。但这个时间跨度是多久呢?20年?30年......

  雷锋网了解到,哪怕苹果、谷歌等这些科技巨头想要很快地在工业软件领域有所作为也是很难的,因为再多的产品创意和科技实力也难以跨过成熟工业软件的时间门槛。

  在当前“工业软件是中国制造业的最大短板”这种境况下,我国的工业软件和工业APP的玩家们还能怎样发力呢?如何一步步持续迭代呢?

  “这种持续迭代它依赖多个方面,”赛意信息蔡胜龙表示:

  “场景的不断深入,比如一个芯片,25纳米与14纳米、7纳米、5纳米是不同的,专家们在研究25纳米的时候,他只是碰到25纳米的一些问题,完全没办法理解14纳米它可能出现的问题,也无法理解5纳米工艺流程中应该碰到的问题。”

  “这里面的累积得很扎实地一步步向前,以这种梯度上去才能够逐步解决我们在该领域的问题。这种长期的数据积累和长期在应用场景的这种实践,他才能真正地解决这种持续迭代的问题,并且很难通过跨越式的发展去解决。”

  另外,蔡胜龙还提到了人才技术方面,他表示:

  “其实这方面也是要去持续投入的,因为工业软件领域的投入周期长,迭代相对慢,对于很多企业来讲,这种投资的回报其实短期内很难实现,因此这个时候其实是需要业界的头部企业去引领。比如美国洛克希德那种飞机制造厂,它本质上就是一个工业设计公司,这种公司它需要很多的人才、软件、环境和生态进行支持,这种提升是要靠国家的引导和头部企业的生态建立,去形成这种积累并逐步突破的。”

  “树根互联是从三一重工出来的,本身具有很强的工业属性,对于制造业企业的一些需求非常了解。”谈及打造工业软件,树根互联表示:

  “自研软件时,第一类是怎么去深入工业企业的一些使用场景,把这个工业软件真正让它具备这个价值,深入场景是非常重要的;第二,尽量能满足适配工业企业的需求,做到即插即用,不开发或者少开发就能满足客户的一些需求。”

  “我们自研的、针对OEM设备的全生命周期管理的一系列的软件,其实是总结了三一重工十几年对场外设备管理的经验,目前已经是广泛应用各个行业客户中间去了。”

  另外,雷锋网(公众号:雷锋网)了解到,树根互联还和行业性龙头客户一起打造了专属于特定行业的工业应用软件,比如他们和卫华重工合作打造了起重云,和杰克共同打造了纺织云,和聚发打造了锅炉云,以及和发那科合作打造了数控云等。

  而在昆仑数据看来,在 信息技术、数据技术、工业技术的融合过程中,打造工业软件或工业APP会面临软件生态和生产经营过程融合难,工业APP内容研发挑战大,以及工业APP大规模应用与复制难等问题。具体情况如下:

  软件生态和生产经营过程融合难。将工业APP融入到业务流程中,产生可感知落地价值,需要多个专业领域知识的整合。这对工业APP提供者和消费者都提出了更高的要求,因此工业APP需要一个好的定义与融合方式。昆仑数据是选择数据驱动效果容易发力的领域,例如设备运维、制造执行、供应链等领域;

  工业APP内容研发挑战大,特别是知识型APP。一方面,专家知识存在不明确性,另一方面,工业数据不够全面不够精准,而IT技术在支撑专家知识和数据的迭代验证时,也需要对工业场景的复杂性有化繁为简的能力。昆仑数据在定义数据可解的业务问题,以及解决问题背后的经验中,慢慢沉淀的方法论和工具都在逐步演进和内化为其产品及服务的核心竞争力,他们认为在一定程度上这会帮助他们的客户少走弯路,直达价值根本;

  工业APP大规模应用与复制难。这包括数据技术(数据不一致、网络及通讯问题等)和推广、运维成本等方面的挑战,昆仑数据通过轻量自维护的端侧产品以及灵活高适配的数据映射技术去解决。

  工业软件和工业APP是对工业各类工业生产环节规律的代码化,支撑了绝大多数的生产制造过程。在『中国智制』提速的时期,我国的工业软件行业要如何更好地服务于工业企业,并且让他们免于被“卡脖子”的危机呢?

  当前,工业互联网行业正处于风口之上,工信部《深化“互联网+先进制造业” 发展工业互联网的指导意见》曾提出,到2025年形成3-5家具有国际竞争力的工业互联网平台,实现百万工业APP培育以及百万企业上云。

  但是由于工业软件和工业APP很难实现跨越式的发展,那么就现阶段来看,我们的工业软件和工业APP要如何跟上工业互联网行业急速前进的步伐呢?

  赛意信息蔡胜龙认为主要有以下三点,具体情况为:

  首先,因为工业场景非常的复杂,它是一个非常大的生态。那么对于所有的工业软件企业来说,我认为要扎实地一个场景、一个场景地解决问题;

  再者,对于工业软件标准方面生态的形成,大家要在整个生态上共同去努力和发展;

  最后,要给工业类的人才提供一个更好的环境,让这些人才能够持续去创新。企业的这种长期投入的回报,可能需要国家一定政策上的引导和推动。

  昆仑数据则认为,工业软件和工业APP未来要快速响应工业企业需求,比如轻量化、独立化;出于价值驱动和成本考量,它还要能匹配工业企业发展现状;此外,需要注重大胆自主创新,尝试数据驱动、新技术和新思路。

  另外,若要更好地服务于『中国智造』,还需要“多打造一些我们可以自主可控的工业软件。”树根互联认为,不管是树根互联这种平台性服务企业,还是一些行业性专属的软件服务型企业,树根互联会致力于打造一个非常完善的、具备非常强大的机器数据接入能力的平台,包括根植于根云平台上面的软件应用的接入能力。

  雷锋网了解到,对于服务型工业软件,树根互联认为应该是继续深入到这个行业,不断去完善一些行业的属性,要从细分行业入手不断去升级和完善。这样不仅是满足企业用户的一些需求,更应该是指导企业的生产和经营管理,做企业生产经营管理的老师。树根互联可以为平台类企业提供基础,对于行业性的一些软件服务类企业提供服务,二者结合为中国的制造业企业提供完善的信息化服务。

 

  两会过后,制约中国制造业发展的工业软件该何去何从?国家层面是否会有一些新的政策出来呢?

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