工業(yè)軟件是智能制造的思維認(rèn)識(shí),是感知控制、信息傳輸和分析決策背后的世界觀、價(jià)值觀和方法論,是智能制造的大腦。工業(yè)軟件支撐并定義了智能制造,構(gòu)造了數(shù)據(jù)流動(dòng)的規(guī)則體a系。
工業(yè)軟件在實(shí)現(xiàn)智能制造的過(guò)程中扮演了如此重要的角色,所以要實(shí)現(xiàn)智能制造,需要先認(rèn)識(shí)工業(yè)軟件,還要從工業(yè)軟件的角度看待未來(lái)制造業(yè)的發(fā)展方向。
制造業(yè)是一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主要支柱,是富民強(qiáng)國(guó)之本,也是我國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的主戰(zhàn)場(chǎng)。目前,我國(guó)已是制造大國(guó),但還不是制造強(qiáng)國(guó)。未來(lái),轉(zhuǎn)變制造業(yè)的發(fā)展方式,實(shí)現(xiàn)從“中國(guó)制造”到“中國(guó)智造”的飛躍,是我國(guó)邁向制造強(qiáng)國(guó)的必由之路。
制造業(yè)的轉(zhuǎn)變,就是從生產(chǎn)自動(dòng)化到生產(chǎn)智能化的轉(zhuǎn)變,是解決局部?jī)?yōu)化到整體優(yōu)化的過(guò)程。而智能制造的本質(zhì)就是使數(shù)據(jù)在生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)自由流動(dòng)來(lái)解決系統(tǒng)的復(fù)雜性,用信息流代替人工流,從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)形成信息閉環(huán)。在這樣的轉(zhuǎn)變過(guò)程中,工業(yè)軟件就成了主角??梢姡I(yè)軟件決定了智能制造的發(fā)展前景,進(jìn)一步講,工業(yè)軟件定義了未來(lái)制造業(yè)的發(fā)展方式。
工業(yè)軟件在實(shí)現(xiàn)智能制造的過(guò)程中扮演了如此重要的角色,所以要實(shí)現(xiàn)智能制造,需要先認(rèn)識(shí)工業(yè)軟件,還要從工業(yè)軟件的角度看待未來(lái)制造業(yè)的發(fā)展方向。
工業(yè)軟件是指在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的軟件,包括系統(tǒng)、應(yīng)用、中間件、嵌入式等。從物理形態(tài)上講,可以將其分為嵌入式軟件和非嵌入式軟件。從功能上可以對(duì)工業(yè)軟件進(jìn)行如下分類:項(xiàng)目規(guī)劃類、工程工具類、管理類、人機(jī)界面類、控制類和軟件服務(wù)類等。
歷史與現(xiàn)狀
我國(guó)工業(yè)軟件經(jīng)歷了從無(wú)到有,緩慢發(fā)展的過(guò)程,走過(guò)了一條蜿蜒崎嶇的路。20世紀(jì)80年代,中國(guó)人對(duì)工業(yè)軟件的認(rèn)識(shí)還幾乎為零。但是隨著IBM大型機(jī)、VAX小型機(jī)、Apolo工作站的引入,這些昂貴的設(shè)備上附帶的一些CG、CAD軟件打開了一扇窗戶,才讓中國(guó)人一睹了工業(yè)軟件的“芳容”。
一直以來(lái),國(guó)家對(duì)于國(guó)產(chǎn)自主工業(yè)軟件一直有所扶持。以清華、浙大為代表的一批高校和科研人員對(duì)國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件的發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn)。隨著CAD/CAE在制造業(yè)的普及,也取得了一些研究成果,包括中科院的飛箭、鄭州機(jī)械所的紫瑞等商業(yè)化或者企業(yè)自用軟件。
但是,核心工業(yè)軟件的制高點(diǎn)已被發(fā)達(dá)國(guó)家占領(lǐng)。目前,僅在中國(guó)工業(yè)軟件市場(chǎng)上,80%的設(shè)計(jì)軟件、50%的制造軟件、95%的服務(wù)軟件被國(guó)外品牌占領(lǐng),國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件在夾縫中求生存。造成這種現(xiàn)象的原因有很多:
對(duì)工業(yè)軟件的重視程度依然不夠,復(fù)合型人才奇缺
工業(yè)軟件的開發(fā)與其他應(yīng)用軟件的開發(fā)不同。工業(yè)軟件是工業(yè)技術(shù)與信息技術(shù)融合的產(chǎn)物,要求與應(yīng)用的行業(yè)更加貼近,它的開發(fā)過(guò)程涉及兩個(gè)方面:開發(fā)過(guò)程的特殊性與人才培養(yǎng)的特殊性。要求開發(fā)者不僅精通軟件開發(fā),還要熟悉相關(guān)行業(yè),需要依靠行業(yè)專家與軟件開發(fā)人員的緊密配合,單靠軟件開發(fā)人員是無(wú)法完成的。另外,與IT通用軟件相比,工業(yè)軟件有很強(qiáng)的繼承性,需要行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的長(zhǎng)期積累,專業(yè)性強(qiáng)且應(yīng)用面窄,優(yōu)秀的工業(yè)軟件需要專業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)多年的工作積累,才能繼承、深化、完善。
而現(xiàn)在的情況是,政府與企業(yè)還將工業(yè)軟件視同應(yīng)用軟件,沒(méi)有認(rèn)識(shí)到工業(yè)軟件基礎(chǔ)平臺(tái)化的重要性,缺少對(duì)系統(tǒng)性軟件的持續(xù)投入;部委立項(xiàng)的科技攻關(guān)項(xiàng)目強(qiáng)調(diào)短平快,軟件研發(fā)大多附著在大項(xiàng)目中,缺少對(duì)工業(yè)軟件的基礎(chǔ)性研究。
這說(shuō)明我國(guó)制造業(yè)對(duì)工業(yè)軟件的認(rèn)識(shí)存在問(wèn)題,平臺(tái)工業(yè)軟件的開發(fā)難度大,但是意義更大,如國(guó)產(chǎn)的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng),至今大部分軟件平臺(tái)的操作系統(tǒng)市場(chǎng)還是國(guó)外廠商的天下,雖然我們也有基于Linux二次開發(fā)的操作系統(tǒng),可是仍不被市場(chǎng)認(rèn)可,由此可見我們不該回避這個(gè)問(wèn)題,更不應(yīng)該將某個(gè)行業(yè)的應(yīng)用軟件等同于平臺(tái)化的工業(yè)軟件。
復(fù)合型人才的缺口是制約國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件發(fā)展的另一個(gè)瓶頸。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,對(duì)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,而中國(guó)目前的人才只能滿足企業(yè)使用國(guó)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。
造成這種現(xiàn)象有多種原因:軟件業(yè)與制造業(yè)發(fā)展不平衡,同樣是軟件開發(fā),工業(yè)軟件對(duì)編程人員要求比普通軟件要高,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),人才離開了生產(chǎn),自然也就沒(méi)人去從事工業(yè)軟件的開發(fā)。還有,高校缺乏合理的工業(yè)軟件人才培養(yǎng)體系,目前我國(guó)院校中開設(shè)工業(yè)軟件專業(yè)的幾乎沒(méi)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,且小有成效,但是僅強(qiáng)調(diào)工業(yè)化對(duì)軟件人才培養(yǎng)的新要求,卻沒(méi)有建立起科學(xué)的人才培養(yǎng)方案,如隔靴搔癢,對(duì)促進(jìn)國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件的發(fā)展意義不大。
國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件的“生態(tài)”混亂,產(chǎn)業(yè)鏈脆弱
我國(guó)的工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈還不完善,從研發(fā)到銷售的生態(tài)稍顯混亂,產(chǎn)業(yè)鏈存在自主技術(shù)不夠與引進(jìn)技術(shù)不消化的問(wèn)題。制造業(yè)企業(yè)不僅沒(méi)有能力獨(dú)立開發(fā)工業(yè)軟件,也不愿意用自主產(chǎn)品,斷掉了國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件成長(zhǎng)的養(yǎng)分,又何談發(fā)展。
也正是因?yàn)檫@樣的市場(chǎng)環(huán)境、關(guān)鍵技術(shù)上與國(guó)外有巨大差距,國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件鮮有具有高附加值的增值服務(wù),比如結(jié)合信息技術(shù)與行業(yè)需求的行業(yè)應(yīng)用服務(wù)、工程技術(shù)咨詢服務(wù)等。在新興領(lǐng)域如制造業(yè)數(shù)據(jù)分析應(yīng)用系統(tǒng)、工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)等,國(guó)內(nèi)企業(yè)并沒(méi)有考慮進(jìn)行布局。長(zhǎng)此以往,信息化與工業(yè)化的融合仍然艱難。
積極因素
在看到國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件發(fā)展存在諸多問(wèn)題的同時(shí),也應(yīng)看到存在很多積極因素。根據(jù)賽迪顧問(wèn)發(fā)布的《2017中國(guó)工業(yè)軟件發(fā)展白皮書》,在2016年全年,亞太地區(qū)工業(yè)軟件市場(chǎng)規(guī)模為840億美元,占全球總規(guī)模的23.8%,相較上年增長(zhǎng)7.6%。北美為1370億美元,占比38.8%,增長(zhǎng)4.3%。歐洲為1144億美元,占比32.3%,增長(zhǎng)5.2%??梢姎W美依然居主導(dǎo),但亞太地區(qū)已成為工業(yè)軟件市場(chǎng)的增長(zhǎng)主力。
國(guó)內(nèi)制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)也帶動(dòng)了工業(yè)軟件市場(chǎng)的發(fā)展,從2014年到2016年,工業(yè)軟件的市場(chǎng)規(guī)模由939.9億元增長(zhǎng)到1247.3億元,同比增長(zhǎng)達(dá)到15.5%。同時(shí)政策利好頻出,到2020年,計(jì)劃傳統(tǒng)制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域基本實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造,制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域要求數(shù)字化研究設(shè)計(jì)工具普及率超過(guò)70%。智能制造試點(diǎn)工作穩(wěn)步發(fā)展,工信部先后出臺(tái)了多項(xiàng)促進(jìn)智能制造落地的規(guī)劃、方案和標(biāo)準(zhǔn)。
工業(yè)軟件市場(chǎng)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,機(jī)械、航空、紡織等行業(yè)對(duì)設(shè)計(jì)、分析和測(cè)試等服務(wù)的集成和數(shù)據(jù)關(guān)系分析的需求,逐漸成為了工業(yè)軟件發(fā)展的動(dòng)力。在航空航天、軌道交通等重點(diǎn)行業(yè)的推動(dòng)下,高端工業(yè)軟件也有了一定發(fā)展。
工業(yè)云帶動(dòng)制造業(yè)加速服務(wù)化轉(zhuǎn)型,為小企業(yè)提供購(gòu)買或者租賃信息化服務(wù),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(shí)際使用的資源付費(fèi),大大降低了技術(shù)創(chuàng)新的成本,縮短了產(chǎn)品更新的時(shí)間,提高了生產(chǎn)效率。工業(yè)云實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)在軟件平臺(tái)上的快速流動(dòng),企業(yè)對(duì)市場(chǎng)、研發(fā)、生產(chǎn)等業(yè)務(wù)和資源的全局控制能力大大增強(qiáng),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。
技術(shù)趨勢(shì)
每一次工業(yè)革命都伴隨著更高效、更便捷機(jī)械的誕生,而即將發(fā)生的第四次工業(yè)革命則不會(huì)遵循前三次工業(yè)革命的規(guī)律,第四次工業(yè)革命追求的是機(jī)械可以存儲(chǔ)、處理、共享信息,將從根本上改變工具、世界與人之間的關(guān)系。
數(shù)據(jù)就是這次變革的第一推動(dòng)力。未來(lái)的一切都要圍繞數(shù)據(jù)展開,智能制造的核心也是對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理和共享,而云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能以及區(qū)塊鏈技術(shù),都以對(duì)數(shù)據(jù)的處理為核心,這是工業(yè)軟件未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
基于云平臺(tái)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)、工業(yè)IaaS(Infrastructure as a Service)云服務(wù)、工業(yè)PaaS(Platform as a Service)云服務(wù)等方式。
其中PaaS提供給消費(fèi)者的服務(wù)是把客戶采用的開發(fā)語(yǔ)言和工具(例如Java、python、.Net等)開發(fā)的或收購(gòu)的應(yīng)用程序部署到供應(yīng)商的云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施上??蛻舨恍枰芾砘蚩刂频讓拥脑苹A(chǔ)設(shè)施,包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、操作系統(tǒng)、存儲(chǔ)等,但客戶能控制部署的應(yīng)用程序,也可能控制運(yùn)行應(yīng)用程序的托管環(huán)境配置。
如果以IBM 軟件架構(gòu)師 Albert Barron 所說(shuō)的披薩作比喻,IaaS——?jiǎng)e人提供廚房、爐子和煤氣,你使用這些基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)烤制你的披薩;PaaS——除了基礎(chǔ)設(shè)施,別人還提供面餅,你只需要準(zhǔn)備撒在披薩上的配料,讓他幫你烤出來(lái),換句話說(shuō),你只要設(shè)計(jì)披薩的味道,他人幫你實(shí)現(xiàn)你的設(shè)計(jì);SaaS——?jiǎng)e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,印上自己的標(biāo)簽賣出去。
aaS方案是未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)工業(yè)軟件的發(fā)展趨勢(shì)。PaaS方案提供軟件部署平臺(tái),抽象掉了硬件和操作系統(tǒng)細(xì)節(jié),可以無(wú)縫地?cái)U(kuò)展。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。云計(jì)算中心以透明化的方式提供行業(yè)應(yīng)用PaaS服務(wù),對(duì)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(lái)是智能制造。智能制造要求對(duì)制造系統(tǒng)的物理對(duì)象——人、機(jī)、物進(jìn)行感知,感知以后進(jìn)行分析,之后再做出科學(xué)的決策執(zhí)行。狀態(tài)的感知、實(shí)時(shí)的分析、科學(xué)的決策和精準(zhǔn)的執(zhí)行,第一步就是感知。要對(duì)外部世界進(jìn)行感知,需要自動(dòng)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(tái),這些技術(shù)環(huán)節(jié)都是密不可分的,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(gè)基礎(chǔ)的核心。
智能傳感器通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)高精度信息采集,具有一定的編程自動(dòng)化能力,實(shí)現(xiàn)這些功能,核心工業(yè)軟件必不可少。
工業(yè)軟件實(shí)現(xiàn)人工智能幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字驅(qū)動(dòng)
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),其中最重要的原因就是大量可用數(shù)據(jù)的出現(xiàn)和計(jì)算能力的大幅提升,“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(guó)制造業(yè)在“工業(yè)4.0”時(shí)代實(shí)現(xiàn)彎道超車的最重要工具。舉個(gè)例子,在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域,通過(guò)采集歷史機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù),根據(jù)經(jīng)驗(yàn)定義兩百多種健康特征,進(jìn)行關(guān)聯(lián)性挖掘,開發(fā)多種預(yù)測(cè)模型,對(duì)每一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行故障預(yù)測(cè)性診斷,可以大大降低停機(jī)損失和維護(hù)成本,這是一項(xiàng)已經(jīng)應(yīng)用的技術(shù)。在工業(yè)智能化時(shí)代,中國(guó)制造業(yè)最大的優(yōu)勢(shì)就體現(xiàn)在數(shù)據(jù)上,中國(guó)最大的數(shù)據(jù)量就是來(lái)自工業(yè),大量的制造數(shù)據(jù)在中國(guó)匯集,給了中國(guó)制造最好的資源優(yōu)勢(shì)。
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,不管是什么樣的數(shù)據(jù),只要是人處理不了的,就需要軟件來(lái)處理,一般軟件處理不了的,就需要工業(yè)大數(shù)據(jù)軟件來(lái)處理。只有在工業(yè)軟件的前提下,大數(shù)據(jù)才能顯示出其戰(zhàn)略資源的作用,在工業(yè)軟件沒(méi)有發(fā)展的條件下,大數(shù)據(jù)什么也不是。當(dāng)數(shù)字化和互聯(lián)互通成為現(xiàn)實(shí)的時(shí)候,人工智能在制造業(yè)的應(yīng)用才有了真正的根基。
區(qū)塊鏈技術(shù)引爆制造業(yè)數(shù)字革命
在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量是全球所有推特文章的4倍,智能制造的核心不是產(chǎn)生這些數(shù)據(jù),而是智能機(jī)器可以處理分析這些數(shù)據(jù),并與其他類似的機(jī)器共享。與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相連的每一臺(tái)機(jī)器的生產(chǎn)流程都會(huì)變得更加高效,并基于各自的改變返回互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行交流。
面對(duì)如此龐大的數(shù)據(jù),中心化的通信模式將會(huì)大大增加維護(hù)大型數(shù)據(jù)中心的成本,且會(huì)因?yàn)閿?shù)據(jù)流的擁擠變得異常低效。區(qū)塊鏈技術(shù)恰好可以在這個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮作用。區(qū)塊鏈技術(shù)是利用塊鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)驗(yàn)證與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、利用分布式節(jié)點(diǎn)共識(shí)算法來(lái)生成和更新數(shù)據(jù)、利用密碼學(xué)的方式保證數(shù)據(jù)傳輸和訪問(wèn)的安全、利用由自動(dòng)化腳本代碼組成的智能合約來(lái)編程和操作數(shù)據(jù)的一種全新的分布式基礎(chǔ)架構(gòu)。區(qū)塊鏈技術(shù)采用去中心化的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模式,將計(jì)算和存儲(chǔ)的需求分散到組成物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)設(shè)備中,高效處理設(shè)備間的信息交換。
區(qū)塊鏈相較于傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)在于降低成本和提高效率,這些也是智能制造的焦點(diǎn)。雖然傳統(tǒng)的“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代已經(jīng)盡可能地實(shí)現(xiàn)信息透明,但是基于電商的平臺(tái)仍然是中介性質(zhì)的單位,應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)可以減少諸如電商這樣的中間環(huán)節(jié),降低智能制造成本。
區(qū)塊鏈還可以提高生產(chǎn)效率,區(qū)塊鏈特有的P2P特性,使智能制造中的各種請(qǐng)求不必從中心系統(tǒng)一層一層向外傳遞,直接在智能設(shè)備之間進(jìn)行信息交流,區(qū)塊鏈減少系統(tǒng)流通的特點(diǎn),本身就是提高工作效率的行為。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)施同樣是區(qū)塊鏈與智能制造的契合點(diǎn),區(qū)塊鏈技術(shù)與智能制造的融合影響工業(yè)云的發(fā)展,工業(yè)云平臺(tái)會(huì)因?yàn)閰^(qū)塊鏈去中心化的特點(diǎn)加速融合。又因?yàn)閰^(qū)塊鏈集信息透明與隱私保護(hù)于一身的特點(diǎn),突破了公有云與私有云需求環(huán)境不同的障礙,深刻影響工業(yè)云的發(fā)展。區(qū)塊鏈還會(huì)促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)傳感器企業(yè)的發(fā)展,因?yàn)榛趯?duì)信息獲取的需求,基于對(duì)實(shí)體物品虛擬化的需求,就需要大量的傳感器對(duì)產(chǎn)品特性進(jìn)行感知。
工業(yè)軟件市場(chǎng)的發(fā)展
中商產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2018-2022年中國(guó)工業(yè)軟件行業(yè)前景及投資機(jī)會(huì)研究報(bào)告》顯示,2017年中國(guó)工業(yè)軟件行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到1412.4億元。在《中國(guó)制造2025》的大背景下,2018年中國(guó)工業(yè)軟件市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到1622.8億元,同比增長(zhǎng)達(dá)到14.9%。在這樣良好的大環(huán)境下,相信我國(guó)的工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)將會(huì)快速發(fā)展。
軟件定義一切
未來(lái)制造的核心是智能制造,智能制造背后的邏輯就在于建立一套計(jì)算機(jī)信息空間和物理空間的基于數(shù)據(jù)自動(dòng)流動(dòng)的閉環(huán)賦能體系,解決生產(chǎn)過(guò)程中的復(fù)雜性和不確定性。這個(gè)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”?!耙挥病本褪歉兄妥詣?dòng)控制,是智能制造的起點(diǎn)和重點(diǎn)。“一網(wǎng)”是工業(yè)網(wǎng)絡(luò),負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳遞?!耙辉啤笔枪I(yè)云服務(wù)平臺(tái),接收、存儲(chǔ)、分析數(shù)據(jù)。其中最重要的就是“一軟”,“一軟”就是工業(yè)軟件,工業(yè)軟件就是智能制造的思維認(rèn)識(shí),是感知控制、信息傳輸和分析決策背后的世界觀、價(jià)值觀和方法論,是智能制造的大腦。
工業(yè)軟件定義了產(chǎn)品功能,定義了企業(yè)的流程,定義了生產(chǎn)方式,定義了企業(yè)的創(chuàng)新能力,最后,軟件定義了整個(gè)制造業(yè)的生態(tài)。
軟件定義產(chǎn)品功能
上個(gè)世紀(jì)80年代,軟件定義了計(jì)算機(jī)功能。2006年業(yè)界提出軟件定義存儲(chǔ),軟件定義服務(wù)器,軟件定義網(wǎng)絡(luò),定義數(shù)據(jù)中心。智能手機(jī)的普及是軟件定義的另一個(gè)里程碑。到如今,戰(zhàn)斗機(jī)、特斯拉汽車等智能化產(chǎn)品,它們的功能是否強(qiáng)大,越來(lái)越取決于軟件功能是否強(qiáng)大。
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(shí)體制造的結(jié)合上,重構(gòu)了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造、測(cè)試、再制造的流程。工業(yè)軟件實(shí)現(xiàn)了研發(fā)設(shè)計(jì)的仿真,測(cè)試與再設(shè)計(jì)的流程都可以在計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn),產(chǎn)品功能達(dá)到要求后再實(shí)際生產(chǎn),推動(dòng)了生產(chǎn)方式的改變,加速了產(chǎn)品的更新?lián)Q代,使產(chǎn)品可以持續(xù)優(yōu)化。未來(lái)的愿景應(yīng)該是實(shí)現(xiàn)人員、機(jī)器、物料、工藝、環(huán)境、產(chǎn)品等所有生產(chǎn)要素在虛擬空間中完整、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的響應(yīng)。當(dāng)然,這需要一段很長(zhǎng)的路。
軟件對(duì)生產(chǎn)方式的重新定義還體現(xiàn)在個(gè)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(shí)生產(chǎn))做得最好的行業(yè)。如果為了滿足個(gè)性化的生產(chǎn),當(dāng)生產(chǎn)計(jì)劃下達(dá)時(shí)再按照生產(chǎn)計(jì)劃去倉(cāng)庫(kù)準(zhǔn)備物料顯然是來(lái)不及的。為了實(shí)現(xiàn)按單個(gè)性化定制,每一臺(tái)車的物料就必須是事前準(zhǔn)備好的了。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(gè)時(shí)間點(diǎn)上,就已經(jīng)開始準(zhǔn)備該車所有所需要的模塊了,再按照該訂單的配置把所有的模塊組裝在一起。實(shí)現(xiàn)這一流程需要的就是數(shù)據(jù)流動(dòng)的自動(dòng)化,實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)就要依靠工業(yè)軟件。
軟件定義了整個(gè)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,制造業(yè)的未來(lái)形態(tài)智能制造也在形成自己的生態(tài)體系,西門子、英特爾等公司都在構(gòu)筑自己的數(shù)據(jù)采集、設(shè)備互聯(lián)、工業(yè)軟件、云計(jì)算等系統(tǒng),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(shí)現(xiàn)智能互聯(lián)的第一推動(dòng)力,未來(lái)社會(huì)必將是物物互聯(lián),前提就是軟件深入社會(huì)每個(gè)角落,進(jìn)入每個(gè)物理實(shí)體,未來(lái)是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)泛在的社會(huì),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(shí),這一切都是軟件的功勞。想象一下這個(gè)場(chǎng)景:產(chǎn)品、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,管理設(shè)備,操控所有的生產(chǎn)過(guò)程。達(dá)到了這樣的智能制造的水平,社會(huì)的一切都將發(fā)生深刻的變化。這一切,都要被軟件定義。
(轉(zhuǎn)載)