走進天津市新天鋼德材科技集團冷軋薄板有限公司的智慧工廠，與想象中的飛塵滿天、火花四濺的景象完全不同。門口處，人臉識別裝置兢兢業(yè)業(yè)的“站崗”；工廠內，視頻自動巡檢極大提高了員工效率；車間里，各條生產線有條不紊地自動運轉，工人師傅們只需坐在監(jiān)控大屏前，就能將設備、車輛、人員、能耗等多項數(shù)據(jù)實時變化情況盡收眼底。

從每月虧損數(shù)億元，到扭虧為盈、成為行業(yè)標桿企業(yè)，新天鋼冷軋公司完成了一場智能制造的華麗蛻變。據(jù)新天鋼冷軋薄板有限公司副總經理王耀東介紹，實現(xiàn)智能化改造后，工廠的運營成本降低了25%，報表統(tǒng)計效率提高30%，生產、銷售等各個環(huán)節(jié)的決策效率提升了57%，整體制造及管理水平得到了質的飛躍。如果沒有軟件將底層物理設備與上層應用串聯(lián)在一起，實現(xiàn)數(shù)據(jù)無障礙流通，像這樣的智慧工廠恐怕也只能存在于想象中。

傳統(tǒng)工業(yè)思維正在發(fā)生巨變

近日，世界經濟論壇(WEF)宣布，有13家新工廠加入其全球燈塔網(wǎng)絡。至此，全球燈塔網(wǎng)絡擴至103家，中國共有37家燈塔，占全球燈塔總數(shù)的1/3以上?！盁羲S”素有智能制造“奧斯卡”之稱，是由達沃斯世界經濟論壇和麥肯錫咨詢公司共同遴選的“數(shù)字化制造和全球化4.0示范者，代表全球制造業(yè)領域智能制造和數(shù)字化最高水平”。

麥肯錫公司全球董事合伙人、數(shù)字制造業(yè)全球負責人Enno de Boer表示：“過去，實現(xiàn)可持續(xù)性和韌性通常要以犧牲效率為代價，但如今這已經發(fā)生改變。企業(yè)現(xiàn)在可以使用數(shù)字指南和科技工具，提高運營的靈活性、敏捷性和可持續(xù)性。有了這些工具，他們就可以增強人的能力，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展領域的突破并加快科技創(chuàng)新——這就是智能制造的秘訣。”

這103家燈塔工廠，乃至更多走在數(shù)字化轉型道路上的制造企業(yè)背后，軟件所扮演角色愈發(fā)重要。從生產工具到智能制造的“大腦”和“靈魂”，軟件正在攪動著整個工業(yè)“江湖”。

大家耳熟能詳?shù)膹团d號是我國自主研發(fā)、具有完全知識產權的新一代高速列車，最高時速可達400公里及以上。很多人不知道，復興號研發(fā)之初，研發(fā)團隊整整設計了46種頭型概念方案。在最終決策中，工業(yè)仿真軟件立下了大功。

據(jù)中國中車科學家、國家高速動車組總成工程技術研究中心主任丁叁叁介紹，當時研發(fā)團隊構建了多個全工況高速列車空氣動力學仿真模型，經過氣動阻力、氣動升力、側向力及隧道效應等18類、上百次仿真計算，才確定7種備選頭型，然后又結合風洞試驗和動模型試驗進行方案驗證與多目標迭代優(yōu)化，最終確定“飛龍”頭型方案。

這一個個鮮活的例子，傳遞出一個重要信號：傳統(tǒng)工業(yè)思維正在發(fā)生巨變。在傳統(tǒng)工業(yè)制造領域，生產效率是第一目標，因此“重硬件、輕軟件”“重局部、輕整體”的思維模式普遍存在。彼時，軟件更多的是被當作硬件設備提升效能的輔助工具，在工業(yè)生產制造過程中雖然“有用”，但作用有限。后來，隨著大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算等數(shù)字技術的快速發(fā)展，軟件能發(fā)揮的作用越來越大，地位也越來越高。

工業(yè)企業(yè)將是軟件企業(yè)

智能制造的核心要義是要實現(xiàn)人、機器、設備和網(wǎng)絡的互聯(lián)。軟件作為底層硬件與上層應用之間的橋梁，不再是一個可有可無的工具，而是數(shù)據(jù)流通與作用的關鍵。智能產品生產需要軟件、設計研發(fā)需要軟件、控制和優(yōu)化需要軟件、從采購到銷售的整個工業(yè)鏈也需要軟件，涉及工業(yè)生產和運營管理流程的方方面面都離不開軟件。專家指出，軟件以數(shù)據(jù)的自動流動，化解制造系統(tǒng)的不確定性、多樣性和復雜性，推動了制造業(yè)生產范式遷移，對現(xiàn)代制造企業(yè)的生產力、競爭力以及未來可持續(xù)發(fā)展的可能性產生決定性作用。

“傳統(tǒng)的工業(yè)控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、動力和執(zhí)行系統(tǒng)等環(huán)節(jié)，全部被軟件重新定義和賦能，變成了工業(yè)系統(tǒng)龐大閉環(huán)體系的一環(huán)?！摈梓胲浖邢薰靖笨偛美钫饘幵诮邮堋吨袊娮訄蟆酚浾卟稍L時表示，“在軟件的驅動下，工業(yè)體系的關鍵環(huán)節(jié)都可以在虛擬環(huán)境里充分試運測試，在物理世界中不斷收集數(shù)據(jù)反饋，再回到虛擬世界優(yōu)化提升，通過軟件和數(shù)據(jù)流，對工業(yè)行業(yè)的效率、成本和質量進行全新的定義和構建?！?/p>

賽迪顧問軟件與信息服務業(yè)研究中心總經理高丹舉例說道：“比如在研發(fā)設計環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)草圖繪制工具變成了虛擬化設計，同時配以虛擬現(xiàn)實技術讓設計、中試、小試環(huán)節(jié)更加生動形象，也讓設計產生更多可能?！?/p>

軟件定義工業(yè)帶來的根本性變化還包括對企業(yè)管理思維的改變。天津市新天鋼冷軋薄板有限公司數(shù)字信息化部長孫石對記者說道：“（軟件的應用）使得工業(yè)企業(yè)能清晰分析自身缺陷，有效優(yōu)化生產方式以及更好應對突發(fā)重大情況。通過數(shù)字化轉型，企業(yè)管理者能對生產、管理、供應鏈全盤數(shù)據(jù)都有清晰的了解。尤其在面對突發(fā)重大情況時，管理者可以基于工業(yè)軟件了解全局狀況做出正確的判斷，響應緊急需求?！?/p>

“工業(yè)3.0時代的軟件多是流程軟件和工具類軟件，工業(yè)4.0時代則更多的是基于數(shù)據(jù)驅動的軟件，是把生產要素數(shù)字化以后，基于數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)建模以及人工智能來輔助生產決策?！蓖跻珫|并表示，“軟件定義工業(yè)將構建出新型價值創(chuàng)造平臺和生態(tài)體系?！?/p>

軟件正在重塑工業(yè)生態(tài)

“軟件正在重塑工業(yè)生態(tài)?！备叩ぶ赋觯皞鹘y(tǒng)的工業(yè)產業(yè)鏈是從設計-原材料-生產-檢測-運輸物流銷售到最終用戶，而軟件的介入讓這條產業(yè)鏈上的各個環(huán)節(jié)都加速走向了數(shù)字化。數(shù)字化程度高的工業(yè)企業(yè)，很有可能改變工業(yè)生態(tài)的整體格局。”

也正因如此，傳統(tǒng)制造商與軟件廠商在工業(yè)軟件這條賽道上正面相遇。國外的西門子、波音、特斯拉等以及國內的航天科工集團、中國船舶工業(yè)集團、三一重工、格力、美的等大型制造商均涉足了工業(yè)軟件的研發(fā)。公開資料顯示，波音787的整個研制過程中使用的8000多種工業(yè)軟件，其中只有不到1000種是商業(yè)化軟件，剩下的7000多種都是波音多年積累的私有軟件。美的目前除了ERP的財務模塊繼續(xù)沿用原來的軟件，其他所有軟件都被自研模塊代替。

究其原因，一位業(yè)內人士分析稱：“這些制造業(yè)企業(yè)最開始自研軟件主要是為了滿足自身發(fā)展需求，或者支撐未來發(fā)展戰(zhàn)略，后來經過內部孵化后推向市場，不止是為了實現(xiàn)工業(yè)技術和工業(yè)知識的價值轉化，也是希望能夠提升核心競爭力，在整個智能制造生態(tài)鏈上掌握更多話語權?！蓖跻珫|在接受采訪時甚至直言：“未來制造業(yè)中，設備和數(shù)據(jù)分析能力必然相連，工業(yè)企業(yè)也將會是軟件企業(yè)?！?/p>

有趣的是，在傳統(tǒng)制造商“軟化”的同時，一些軟件廠商則在走向“硬化”。北京東方國信科技股份有限公司高級副總裁敖志強表示：“如果沒有工業(yè)方面的積累和工業(yè)思維，給軟件賦能，軟件的實用價值會很低，得不到客戶的認可?！?/p>

德國工業(yè)軟件巨頭SAP早早認識到了這一點。此前，它曾與中科院沈陽自動化所在沈陽合作打造了一條智能制造示范產線，通過在真實生產場景應用實踐來提升自身的軟件服務能力。專家分析稱，軟件廠商之所以變得“硬”起來，是為了彌補自身在工業(yè)知識、工業(yè)技術積累方面的短板，更好地“催熟”自己的軟件產品，在產業(yè)鏈上站穩(wěn)腳跟。

“實際上，在軟件定義趨勢下，傳統(tǒng)制造業(yè)和軟件企業(yè)反而會比之前更加緊密的綁定在一起?！备叩け硎荆疤貏e是開啟智能制造后，出現(xiàn)了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺企業(yè)，這些企業(yè)一部分是傳統(tǒng)制造企業(yè)通過不斷的數(shù)字化升級和改造積累了經驗后，將自身數(shù)字化業(yè)務剝離出來形成了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，這類企業(yè)對制造業(yè)流程十分了解；另一部分是軟件企業(yè)在工業(yè)領域不斷的積累形成了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，這類企業(yè)對技術變革更加敏感。從這個角度來看，軟件企業(yè)和傳統(tǒng)制造企業(yè)之間的技術融合是大趨勢?！?/p>

李震寧談道：“在軟件定義工業(yè)的時代，沒有任何一類傳統(tǒng)企業(yè)能成為主導。軟件廠商如果缺少工業(yè)領域深入融合，最終結果必然是工業(yè)數(shù)字空心化。而傳統(tǒng)制造企業(yè)如果缺乏技術能力支撐，也無法獨立承擔工業(yè)數(shù)字化轉型的核心能力。未來，長期專注工業(yè)細分領域的軟件企業(yè)會憑借對產業(yè)深入理解和行業(yè)洞察脫穎才能而出?！?/p>

高端工業(yè)軟件依然是我國的痛點

智能制造浪潮下，軟件已經演變?yōu)橐环N全新的生產力，在工業(yè)體系升級換代過程中扮演著重要角色。然而，軟件定義制造，并非是所有的軟件都能定義制造。中國工程院院士李培根認為：“能定義制造的軟件主要是工業(yè)軟件，而非一般的通用軟件。”不同于一般軟件，工業(yè)軟件的工業(yè)屬性更強，復雜程度也更高。工業(yè)軟件往往不是單個分散的技術，而是一個體系，是各學科知識的集合，需要在生產實踐中與各種知識融合，進而更新迭代。

從目前發(fā)展情況來看，國內的工業(yè)軟件發(fā)展雖已起步，但整體水平有限、關鍵技術對外依存度較高。高端工業(yè)軟件依然是我國工業(yè)化的痛點?！拔覈淖灾鞴I(yè)軟件系統(tǒng)生態(tài)處于起步階段，研發(fā)設計類的CAD、EDA、CAE等高端工業(yè)軟件領域技術壁壘高，短板最為嚴峻。”李震寧坦言，“像麒麟軟件圍繞自主生態(tài)已經營多年，但基于工業(yè)領域的國產軟硬件適配數(shù)量相較通用領域仍顯稀少。能夠適配的軟件多數(shù)是運營管理類軟件，但工業(yè)領域重要的生產管控、研發(fā)設計類軟件少?！?/p>

與此同時，由于工業(yè)軟件是工業(yè)知識、工業(yè)經驗和技術訣竅的凝聚和沉淀，無論是開發(fā)，還是使用的門檻都很高。而國內的工業(yè)產業(yè)相關人才儲備存在一定斷檔。據(jù)《關鍵軟件人才需求預測報告》預測，到2025年，我國關鍵軟件人才新增缺口將達到83萬人，其中工業(yè)軟件人才缺口將為12萬人，工業(yè)軟件將成為人才緊缺度最高的領域之一。

與傳統(tǒng)軟件人才培養(yǎng)不同，工業(yè)軟件人才的培養(yǎng)更多需要注意的問題是對制造業(yè)行業(yè)的深入理解以及對工業(yè)企業(yè)信息化問題的了解。賽迪智庫信息化與軟件產業(yè)研究所高級分析師王菲指出，從短期看，應該著力加大人才引進力度，提升管理和保障水平；從長期看，應該大力推動企業(yè)發(fā)展與人才培養(yǎng)雙輪驅動。

此外，多位專家指出，工業(yè)基礎薄弱導致的“累積效應”、 高額轉換成本帶來的“鎖定效應”、平臺化構成“生態(tài)效應”壁壘等都將為軟件定義工業(yè)帶來重重阻礙。

孫石建議，要實現(xiàn)跨企業(yè)、跨產業(yè)邊界調配社會資源，促進產業(yè)協(xié)同。在產業(yè)上下游、產業(yè)集群的內部，通過構建全要素、全產業(yè)鏈、全價值鏈的全面連接，促進各行業(yè)深度融合、上下游聯(lián)動，最大化、高效地匹配社會資源。

“在激烈的國際競爭中，我國工業(yè)體系要想獲得長足的發(fā)展，首先要有兼具廣度與深度的產業(yè)生態(tài)環(huán)境，同時要有一個年輕化、梯度化的優(yōu)質人才隊伍，最后是具備長期發(fā)展的市場和資金實力?！崩钫饘幷f道。