我國工業軟件技術創新與應用發展現狀

我國工業軟件技術創新與應用發展現狀

  工業軟件不同于IT軟件,是工業知識創新長期積累、積淀并在應用中迭代進化的工具產物。作為先進生產力的關鍵要素,只要工業技術創新不息,工業軟件創新不止。

  破“集成創新”,立工業軟件

  軟件是智能的載體,是智能社會最重要的基礎要素。運行于智能產品、工業裝備與系統全生命周期活動中的先進軟件是工業乃至社會發展水平的重要標志,是未來智能工業的重要基礎支撐,是不能受制于人的關鍵核心技術。

  工業軟件不同于IT軟件,是工業知識創新長期積累、積淀并在應用中迭代進化的工具產物,正如趙敏先生在《為工業軟件正名》鮮明指出“工業軟件是一個典型的高端工業品,它首先是由工業技術構成的!研制工業軟件是一門集工業知識與‘Know-how’大成于一身的專業學問。沒有工業知識,沒有制造業經驗,只學過計算機軟件的工程師,是設計不出先進的工業軟件的!”。

  工業軟件是工業創新實踐的技術溢出,是先進生產力的關鍵要素,只要工業技術創新不息,工業軟件創生不止。林雪萍先生在《工業軟件黎明靜悄悄|“失落的三十年”工業軟件》對中國工業軟件歷史給出了“親歷的全景式”回望,徹腹的“哀其不幸、怒其不爭”讓人噓唏不已。趙翰林、林雪萍先生在《仿真軟件史就是大魚吃小魚的歷史|工業軟件史》總結了國際工業軟件技術與產業發展,生動地描繪了國際工業軟件“繁衍不斷、生生不息”的蓬勃生態,雖然“大魚吃小魚”,但“池子里總有魚”。

  工業軟件按照運行場景為兩大類:

  1、研發與管理工具類(off-line)

  智能產品、裝備與系統的研發、管理、維護活動中需要運用大量的軟件工具,如CAD、CAE、CAM、PLM、ERP、MES、MRO等,形成產品全生命周期工具軟件體系。工具軟件通常具有一定的領域、行業、專業的通用性,作為工程師的輔助工具支撐智能裝備與系統研發(off-line),已形成較完整的技術體系,在工業界得到廣泛應用,此類技術國內有一定基礎。

  2、系統運行時類(on-line)

  智能產品、裝備與系統是典型的多學科集成的信息物理融合系統(CPS),其中嵌入越來越多的運行時類軟件,此類軟件是連接Cyber和Physical的重要設備,已成為智能產品重要的組成部分(on-line)。

  在現有的產品全生命周期工具軟件體系中缺乏跨領域、全系統建模及軟件自動化工具,此類軟件研制生產主要依賴人工編寫,研發效率低、可信度低、可維護性差,面臨生產效率和質量的雙重矛盾。

  隨著復雜產品系統智能化(嵌入式應用軟件)趨勢的快速發展,相應的數字化設計方法和技術體系已成為制約因素。

  以個人長期實踐經驗來看,導致中國工業軟件落后的原因是多方面的:

  1、從文化層面看,我們長于“道、理”,短于“術、器”,“君子動口不動手”,熱衷于新理念、新概念的玄究,所謂“玄而又玄,妙不可言”,輕視“術、器”的恒力打造,導致工業母機在內的高端生產工具普遍落后,工業軟件更是如此。

  2、從歷史發展層面看,改革開放40年中國從農業化向工業化轉型的過程中,以“逆向工程”為主的技術發展方式導致我國工業軟件自主發展缺乏足夠的內在源動力。

  3、視集成為創新,加劇了基礎、關鍵核心技術的空心化,我們一輪又一輪地引進、推廣“XX化”的“道、理”,而在“術、器”方面鮮有作為,最終導致相關基礎工具軟件幾乎被國外壟斷,受制于人,國內相關技術研發力量嚴重萎縮,自主可控工業軟件舉步維艱。

  不破不立。以創新引領發展,建設創新型國家,首先要摒棄“集成創新”,重視工業軟件!

  新工業革命,軟件的革命

  信息高度發達的后工業化社會的根本技術特征是信息物理系統CPS。新世紀以來,CPS引爆了以德國工業4.0革命為代表的新一輪工業革命。

  德國工業4.0采用全新的語境:工業、系統、軟件、模型、標準,強調軟件是工業的未來,并指出未來的工業軟件必須采用基于模型的理論、方法和工具,這就是“工業4.0組件參考架構模型(RAMI4.0)”誕生的基本邏輯。從標準到模型,從模型到軟件,從軟件到系統,任何數字化工廠的構成,最終都需要由工業軟件來實現。正在到來的新工業革命,實際上就是工業軟件的革命,是軟件的核心知識與開發手段的革命,為此必須創新發展新一代數字化設計技術,構建基于模型標準Modelica的知識自動化工業軟件創成與應用技術體系。

  知識自動化技術體系是中國工業系統數字化設計技術及軟件創新發展的難得的歷史性機遇。

  無先發優勢,有后發劣勢

文 / 采集俠 2019/05/29

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