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软件定义制造?没那么简单

供稿:中国澳门美高梅官方网站 2020/10/14 9:28:08
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机械从软件定义网络、软件定义计算到后来的软件定义存储、软件定义数据中心、软件定义制造,有人更是提出软件定义一切,软件定义的理念正在不断延伸与泛化。

近几年来,软件定义不仅在IT互联网圈被屡屡提起,在工业制造领域也成为了炙手火热的词语。例如,在《软件和信息技术服务业发展规划(2016-2020年)》中,也曾提到:“软件定义制造激发了研发设计、仿真验证、生产制造、经营管理等环节的创新活力,加快了个性化定制、网络化协同、服务型制造、云制造等新模式的发展,推动生产型制造向生产服务型制造转变。”

在《数字化转型中的企业进化》一书中写,软件对企业生产方式定义的最重要的标志是实体制造和虚拟制造的融合,传统的设计制造→测试→再设计的流程正在被颠覆,软件推动了制造业的生产范式的迁移。研发、设计、仿真、测试、制造在虚拟空间完成之后,再到实体空间生产和制造,以快速迭代、持续优化、数据驱动重建制造效率、成本和质量。

同时,软件定义生产方式还体现在大规模生产到个性化定制的转变,以数据的自动流动化解制造系统的不确定性、多样性和复杂性,推动网络化协同生产不断深化,实现智能制造

      

软件定义制造,是噱头还是趋势?

当下,软件正在吞噬世界,也在颠覆制造业的生产模式和产品形态。

例如,中国工业互联网技术的领军企业之一的东土科技与英特尔在2019年便签署了合作备忘录,双方将基于东土科技INTEWELL智能工业操作系统和英特尔CPU芯片,联合开发软件定义控制的工业服务器和边缘服务器。

施耐德电气也通过收购工业软件公司,不断扩大其工业软件平台产品,为企业提供更加全面的解决方案,释放工业物联网价值。

西门子更是斥巨资先后收并购了UGS、Innotec、LMS、CD-Adapco、Camstar、Mentor等诸多优秀工业软件公司,通过强强联合,快速地实现了软件与工业自动化的深度融合。

随着工业的转型,越来越多的制造企业开始利用软件进行产品功能的创新,以柔性生产推动企业向智能制造转型。传统制造时代,软件是提升效率的工具;工业互联网时代,软件是智能制造的大脑。使得人、机、物、业务活动等要素的互联互通,是实现智能制造的起点。随着万物互联,软件更是成为连接工业互联网承上启下的关键环节。

“ 虽然在制造过程的所有环节都离不开软件,但软件定义就是无所不能的吗?为什么都在强调软件?硬件不重要了吗? 

小编认为“软件定义”是有限制和边界的,软件也不是无所不能的,它能定义的只是它可以定义的那一部分的。如果片面的说“软件定义制造”是不严谨的,它更像是一个载体或工具,它能够辅助工业领域的技术人员把多少年积累的制造原理、工艺、方法、诀窍等领域知识以标准和规范的方式表达出来,从而完成工业制造的数字化转型过程的第一步。

软件定义制造,并不是要宣扬软件无所不能,而是告诉大家,我们可以依据工业领域的标准和规范,以软件为手段,通过软件,高效、准确地将工业领域多年来积累的工程原理、经验和实践表达出来,为制造技术应用赋能。

      

中国工业软件,任重而道远

中国工程院院士李培根在“闲话‘软件定义制造’”文章中曾表示:“软件定义制造”不能算一个严格的学术概念,但作为技术意识或观念、作为一种描述趋势的定性说法则可以被接受。而且软件定义制造,并非是所有的软件都能定义制造。能定义制造的软件主要是工业软件,而非一般的通用软件。

业界对工业软件概念的界定还没有统一,从比较狭义的层面来看,工业软件是指专用于或主要用于工业领域,以提高工业企业研发、制造、管理水平和工业装备性能的软件。

按照行业属性,从制造业的生产周期维度,将工业软件划分为研发设计类软件、生产制造类软件、经营管理类软件和运维服务类软件。。

目前国产工业软件发展虽已起步,但整体水平有限、关键技术对外依存度较高。高端工业软件更是我国工业化的痛点。经过多年发展,我国的国产工业软件取得一定的进步,但在某些细分领域,国产工业软件与国际先进水平相比仍然存在着明显的差距。从工业软件的细分领域来看,各类工业软件具有不同的特点,在发展过程中也相应存在不同的发展瓶颈。究其原因,我们可以发现,这其中既有我国工业软件基础研发薄弱、积累不足等因素,也与缺乏应用有很大关系。

工业软件往往不是单个分散的技术,而是一个体系,是各学科知识的集合,需要在生产实践中与各种知识融合,进而更新迭代。如果没有工业方面的积累,给软件赋能,软件的实用价值会很低,得不到客户的认可。

除此之外,工业软件的开发具有高度复杂性。工业软件不同于一般的软件,其工业属性更强,是工业知识、工业经验和技术诀窍的凝聚和沉淀,单纯的计算机软件工程师设计不出先进的工业软件。

从未来的发展趋势看,各行业的发展都倾向用软件定义或解决各类问题。但中国工业软件的缺位,却为企业升级带来了些许“烦恼”。

例如,大家热议的芯片设计生产所需的EDA工业软件,就不得不面临被国外生产制造商“卡脖子”的风险。

再比如,开发一款对标SolidWorks这类主流的CAD软件,代码量差不多在几千万行,差不多需要上千人一年以上的开发工作量。而像CATIA,NX,Creo等高端软件更是主流软件开发工作量的至少4倍以上。并且国外这些高端软件的开发已经持续了数十年,而且这些软件还在持续更新。因此,无论是从软件人才、经验还是从应用上,都不是国产工业软件一时就能追赶上的。

还有前一阵小火了一把的MATLAB,这是一款被称为 “工科神器” 的数学软件。虽然是“数学软件”,但是其广泛用于自动控制、机械制造、通信等领域,可谓无孔不入。有人认为可以用 Python 代替 MATLAB,但MATLAB历经几十年的更新,最大的优势便是拥有丰富的函数库、工具包,其中更是涉及到了丰富的工业具体场景和跨学科背景,这些都是在一线经过长时间迭代积累,才得以形成如今的竞争力。而 Python在这方面具有较大差距。

由此可见,工业软件和其他应用不同,不是一家公司就能开发出来的。人才和资金固然很重要,但工业软件更需要时间的积淀。

虽然在某些行业我们已经拥有了一批领军软件企业,例如能科、宝信软件、汉得信息等。这些企业在推动软件国产化的道路上,也都具有较强产品力和研发能力。但不能否认,国内工业软件在标准、系统架构以及集成能力方面仍面临诸多问题。

的确,与热火朝天的互联网行业相比,工业软件无疑是一块“难啃的骨头”,更是一个难以快速变现的领域,但在目前的全球市场环境之下,工业软件国产化对实现制造强国具有重要意义,在此也希望有更多优秀的国产软件厂商能够推出满足生产要求的的软件。

小编就相关内容也咨询了相关专业人士,当下工业软件仍处在发展期,不同细分领域的应用情况和市场不一样,行业内头部企业对于“软件定义”的模式接受程度较高,但中小企业从投资回报率、业务模式发展上,仍存在一定疑虑。不能否认,这种模式仍处于摸索发展阶段,在这种模式之下,我们仍有许多问题有待解决。因此,无论是从提高国产工业软件水平上,还是从“软件定义”的业务发展上,我们还有很长的路要走。

最后,小编在这里也希望大家在关注工业软件发展的同时,也不要忽视了硬件的升级创新,毕竟我们在一些核心基础零部件的制造上与国外也有一定的差距,尽量在抓好软件建设同时,不放松硬件产品等基础性的研究。

本文参考:《数字化转型中的企业进化》、易能立方、闲话软件定义制造、《工业互联网,通往先进制造之门》、不止芯片,国产工业软件也需要突围

审核编辑(王妍)
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