發(fā)展自主工業(yè)軟件筑制造業(yè)轉(zhuǎn)型之基石

王羊

2014年2月27日中央網(wǎng)絡(luò)安全與信息化領(lǐng)導(dǎo)小組正式成立，習(xí)近平同志任組長，之后在第一次中央網(wǎng)絡(luò)安全與信息化領(lǐng)導(dǎo)小組會議上，習(xí)近平同志強(qiáng)調(diào)“沒有網(wǎng)絡(luò)安全就沒有國家安全，沒有信息化就沒有現(xiàn)代化”?？梢钥隙ǖ氖?，隨著信息化進(jìn)程的加速發(fā)展，我國裝備制造業(yè)等將迎來重大轉(zhuǎn)型。

一、轉(zhuǎn)型與新一輪工業(yè)革命

1992年美國就提出工業(yè)轉(zhuǎn)型，近年奧巴馬政府又提出再工業(yè)化戰(zhàn)略，其中最典型的項(xiàng)目就是美國國防預(yù)研局（DARPA）發(fā)起的自適應(yīng)運(yùn)載器制造（AVM）計(jì)劃。按照該計(jì)劃，軟件將自動生成制造工藝流程，可使軍事裝備系統(tǒng)的開發(fā)周期由10年左右降至2年，可謂是信息技術(shù)與制造技術(shù)的革命性結(jié)合。德國也提出“第四次工業(yè)革命”，即基于信息化的自動化生產(chǎn)，將信息技術(shù)和制造技術(shù)深度融合，使高度柔性的批量生產(chǎn)成為可能。無論是美國的“再工業(yè)化”還是德國的“第四次工業(yè)革命”，都離不開信息技術(shù)，離不開工業(yè)軟件。

目前國內(nèi)制造業(yè)使用的工業(yè)軟件，可以說是被國外軟件一統(tǒng)天下。過去15年僅CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）軟件一項(xiàng)，國內(nèi)制造業(yè)在采購國外CAD軟件及軟件升級所支付的費(fèi)用超過了20億美元。

我國的制造業(yè)長期嚴(yán)重依賴國外軟件，花費(fèi)巨資不說，也使我國的核心競爭力無從談起。這種嚴(yán)重受制于人的情況使制造業(yè)安全、國防安全面臨重大威脅。在以信息技術(shù)、GNC（導(dǎo)引導(dǎo)航控制）技術(shù)為基礎(chǔ)的電子戰(zhàn)中，如果沒有完全自主的工業(yè)軟件（包括基礎(chǔ)元器件）為后盾，后果是難以預(yù)料的。

二、國際工業(yè)軟件巨頭的發(fā)展

在國外工業(yè)軟件企業(yè)中，最具代表性的當(dāng)屬法國達(dá)索系統(tǒng)公司、德國西門子公司及美國的PTC公司。

達(dá)索系統(tǒng)公司是法國達(dá)索集團(tuán)的子公司。達(dá)索飛機(jī)公司從1960年開始引進(jìn)IBM計(jì)算機(jī)和使用數(shù)控加工機(jī)床。1967年著手用Bézier曲面建立飛機(jī)外形的數(shù)學(xué)模型。1970年用批處理方式全面展開幻影系列飛機(jī)的數(shù)字化設(shè)計(jì)。1974年為了擴(kuò)大CAD應(yīng)用規(guī)模，決定一面引進(jìn)洛克希德飛機(jī)公司的CADAM系統(tǒng)，一面重點(diǎn)開發(fā)飛機(jī)吹風(fēng)模型的三維造型和加工軟件，以便大量縮短飛機(jī)模型的吹風(fēng)試驗(yàn)周期。1975年以100萬美元買下了CADAM源程序，學(xué)習(xí)CADAM的技術(shù)訣竅。1977年啟動開發(fā)三維交互CAD軟件CATIA。1978年CATIA投入使用。1981年為了拓寬應(yīng)用領(lǐng)域，深化CATIA開發(fā)，組建達(dá)索系統(tǒng)公司。20世紀(jì)80年代IBM成為達(dá)索系統(tǒng)公司的用戶并且在自己的工程和制造車間部署CATIA，之后CATIA進(jìn)軍航天領(lǐng)域。

達(dá)索系統(tǒng)公司于1997年收購機(jī)械設(shè)計(jì)解決方案的SolidWorks公司；1998年收購IBM 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PM）系統(tǒng)并且創(chuàng)建ENOVIA公司；1999年收購以色列智能解決方案有限公司；2000年收購美國DENEB公司形成今天的 DELMIA； 2005年先獲得 Abaqus Inc.，并由此創(chuàng)建了SIMULIA品牌，后收購Virtool SA； 2006年先收購MatrixOne Inc.，并創(chuàng)建了ENOVIA品牌，后收購精于模型化和虛擬化軟件設(shè)計(jì)的瑞典Dynasim AB公司以擴(kuò)充產(chǎn)品線； 2007年收購3D互動產(chǎn)品文檔制作的領(lǐng)導(dǎo)者Seemage； 2010年先收購Exalead Inc.，后收購IBM的PLM軟件業(yè)務(wù)部門； 2011年收購Intercim LLC和Enguinity PLM； 2012年收購Netvibes，Gemcom； 2013年收購FE Design，Simpoe和Aprison。十多年的收購、兼并使達(dá)索系統(tǒng)公司成為全球工業(yè)軟件領(lǐng)域的巨頭之一。

德國西門子工業(yè)自動化業(yè)務(wù)部旗下機(jī)構(gòu)Siemens Industry Software是全球領(lǐng)先的產(chǎn)品生命周期管理（PLM）軟件與服務(wù)提供商，在全球擁有69500個客戶，近670萬裝機(jī)量，總部位于美國德克薩斯州的普萊諾市。德國西門子公司于2007年5月10日宣布完成對UGS公司的收購，后者作為西門子自動化與驅(qū)動集團(tuán)（Siemens A&D）的一個全球分支機(jī)構(gòu)展開運(yùn)作。而UGS則發(fā)源于1960年成立的McDonnell Douglas Automation公司。1976年該公司收購了Unigraphics CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的開發(fā)商——United Computer公司，成立Unigraphics Group，進(jìn)行 UG 軟件系列的開發(fā)，并將其應(yīng)用于飛機(jī)的設(shè)計(jì)與制造過程之中。1991年 Unigraphics Group被美國通用（GM）公司的子公司 EDS 公司收購，以 EDS UG 運(yùn)作； 1998年EDS UG并購Intergraph公司的機(jī)械軟件部，成立EDS的子公司UGS；2001年EDS公司收購SDRC 公司（由美國NASA的阿波羅登月計(jì)劃催生的軟件公司），將SDRC與UGS組成 Unigraphics PLM Solutions 事業(yè)部； 2003年Unigraphics PLM Solutions 事業(yè)部成為獨(dú)立的 UGS 公司； 2007年UGS被西門子公司收購。

美國PTC公司成立于1985年，最初是由Computervision公司的幾個工程師分家出來后組建的。PTC公司有產(chǎn)品生命周期管理 （PLM）、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、應(yīng)用程序生命周期管理（ALM）、供應(yīng)鏈管理（SCM）和服務(wù)生命周期管理（SLM）的解決方案。PTC于1988年發(fā)布了Pro/ENGINEER； 1995年P(guān)TC收購來自Evans和Sutherland的CDRS；1998年P(guān)TC收購Computervision，擁有了CADDS5軟件； 1999年P(guān)TC收購了Ohio Design Automation，Pro/ENGINEER從而具備了領(lǐng)先的ECAD 協(xié)作解決方案； 1999年還收購了DIVISION Group和Auxilium，Inc.，提供復(fù)雜產(chǎn)品的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)； 2002年P(guān)TC發(fā)布Pro/ENGINEER Wildfire野火版，這是全球第一款完全支持 Web 服務(wù)的CAD系統(tǒng)； 2006年P(guān)TC收購了NC Graphics，這是高速精密加工領(lǐng)域的最佳 CAM 解決方案，從而完善了CAM功能； 2007年P(guān)TC收購了CoCreate，這是定位于航空、船舶等復(fù)雜裝備設(shè)計(jì)和工廠設(shè)計(jì)的三維設(shè)計(jì)解決方案； 2010年10月PTC正式推出了Creo產(chǎn)品包。endprint

從這三家IT公司的發(fā)展過程看，我們得到三點(diǎn)啟示：一是這些公司多發(fā)源于工業(yè)公司，比如達(dá)索飛機(jī)公司、洛克希德·馬丁、麥道等航空航天和防務(wù)公司，這是因?yàn)閲拦I(yè)特別是航空航天工業(yè)是高技術(shù)含量、高附加值、高精加工產(chǎn)品的典型代表，兼具高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和先進(jìn)制造業(yè)的典型特征；二是這些公司都是工業(yè)系統(tǒng)中業(yè)務(wù)最復(fù)雜的軍工企業(yè)，軍工企業(yè)是工業(yè)軟件發(fā)展的強(qiáng)大驅(qū)動力，不僅有力的促進(jìn)了工業(yè)軟件的成熟，也對軍工產(chǎn)品的研發(fā)、升級、換代起到關(guān)鍵作用；三是他們的發(fā)展史也是一個并購、收購史，這是因?yàn)楣I(yè)應(yīng)用本身需要軟件不斷吸取新技術(shù)和新知識來發(fā)展新的功能，并購則是最快捷高效的手段。

三、打造自主工業(yè)軟件發(fā)展機(jī)制

我國生產(chǎn)的工業(yè)軟件與發(fā)達(dá)國家的工業(yè)軟件相比，無論是功能還是應(yīng)用，無論是市場還是研發(fā)都有很大的差距。

自上世紀(jì)80年代以來，國家相關(guān)主管部委曾多次組織過工業(yè)軟件的開發(fā)，在花費(fèi)大量財(cái)力、人力之后，多是無疾而終。究其原因，筆者認(rèn)為：我們的工業(yè)軟件開發(fā)體系，是先由大學(xué)引進(jìn)新教材、新技術(shù)，培養(yǎng)了一批信息化工程技術(shù)人員，為企業(yè)開發(fā)工業(yè)軟件打下了一定的基礎(chǔ)。但在實(shí)踐中是各大學(xué)、各研究院所在工業(yè)軟件研發(fā)中又遠(yuǎn)離企業(yè)應(yīng)用，脫離了以企業(yè)為主導(dǎo)的工程背景。結(jié)果是各種相關(guān)課題、項(xiàng)目先天不足，沒有優(yōu)秀的工業(yè)基因，也缺少成長壯大的磨練環(huán)境，嚴(yán)重制約了我國工業(yè)軟件的發(fā)展。

面對強(qiáng)勢的國外工業(yè)軟件，必須強(qiáng)化國家對信息化的領(lǐng)導(dǎo)力。信息化成為國家戰(zhàn)略，在第一次中央網(wǎng)絡(luò)安全與信息化領(lǐng)導(dǎo)小組會議上已被習(xí)近平同志定為主旋律。中央網(wǎng)絡(luò)安全與信息化領(lǐng)導(dǎo)小組的成立，預(yù)示了我國的網(wǎng)絡(luò)安全與信息化管理機(jī)制將發(fā)生深刻的變化。

其實(shí)，我國的機(jī)床行業(yè)發(fā)展應(yīng)該可以為其它裝備制造業(yè)研發(fā)工業(yè)軟件提供示范。十年前國產(chǎn)機(jī)床是低端工業(yè)品的代名詞，因此很多機(jī)床產(chǎn)品被高要求的軍工行業(yè)拒之門外。然而十年后沈陽機(jī)床、濟(jì)南二機(jī)床和秦川機(jī)床等一批國內(nèi)機(jī)床企業(yè)脫穎而出，高端機(jī)床產(chǎn)品逐漸進(jìn)入軍工制造業(yè)，并對新一代軍工產(chǎn)品生產(chǎn)裝備起到重要作用。這首先是因?yàn)閲鴥?nèi)機(jī)床企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的內(nèi)驅(qū)力，但也離不開國家政策的扶持。2007年國家發(fā)改委發(fā)布了《軍工行業(yè)首臺（套）國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床認(rèn)定與管理辦法》，該辦法規(guī)定首臺（套）國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床是擁有自主知識產(chǎn)權(quán)和品牌、有重大技術(shù)突破、指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先或國際先進(jìn)水平、國內(nèi)首創(chuàng)、對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床進(jìn)步有重要作用的設(shè)備，且必須有用戶、能夠形成產(chǎn)業(yè)化、帶來經(jīng)濟(jì)效益。2007年中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會根據(jù)該辦法組織行業(yè)專家通過了對沈陽機(jī)床STM200160數(shù)控立式龍門復(fù)合車銑中心首臺（套）項(xiàng)目論證，2009年10月沈陽機(jī)床因此獲得沈陽市政府1000萬元的研制補(bǔ)助資金的支持。

目前國內(nèi)工業(yè)軟件企業(yè)面臨同樣的問題。要想大規(guī)模研發(fā)使用自主工業(yè)軟件，政府相關(guān)部門要給軟件研發(fā)機(jī)構(gòu)和應(yīng)用企業(yè)政策和經(jīng)費(fèi)上的支持，經(jīng)過十年或更長時間的不懈努力，促使我國工業(yè)軟件逐步趕上國外的先進(jìn)水平。

鑒于以往國產(chǎn)工業(yè)軟件研發(fā)的教訓(xùn)和國外工業(yè)軟件的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，筆者呼吁要以企業(yè)為主體，建立國家級的專業(yè)隊(duì)伍，特別是要以國防工業(yè)企業(yè)為依托，以大學(xué)和軟件公司為支撐，進(jìn)行工業(yè)軟件的開發(fā)與應(yīng)用創(chuàng)新；同時要以企業(yè)應(yīng)用為核心，給予政策、資金、管理和市場模式多方面的大力支持，以是否把自主知識產(chǎn)權(quán)的工業(yè)軟件真正應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝、制造全生命周期過程為考核指標(biāo)，將投資向應(yīng)用傾斜，以確保自主工業(yè)軟件有健康的應(yīng)用和成長環(huán)境。

據(jù)媒體報(bào)道，2013年5月，工業(yè)和信息化部依托中國航空工業(yè)集團(tuán)公司設(shè)立了國家級“信息化和工業(yè)化深度融合工業(yè)軟件研發(fā)基地”，該基地定位于推動面向航空工業(yè)的信息化解決方案與產(chǎn)品的發(fā)展和應(yīng)用，最終形成對航空工業(yè)乃至全國工業(yè)體系深度融合的示范和帶動作用。

四、自主工業(yè)軟件技術(shù)推進(jìn)路線建議

為加快自主工業(yè)軟件的研發(fā)與應(yīng)用，從技術(shù)角度，筆者建議采用以下推進(jìn)路徑。

（一）從基礎(chǔ)做起，由點(diǎn)及面

由于目前國外軟件在國內(nèi)各制造業(yè)已占據(jù)主導(dǎo)地位，形成體系化的運(yùn)作，目前最關(guān)鍵的技術(shù)路線是首先解決機(jī)械結(jié)構(gòu)和電子設(shè)計(jì)的CAD問題。建議采取“農(nóng)村包圍城市”的方針，從簡單產(chǎn)品的研發(fā)應(yīng)用開始，比如從航空、汽車行業(yè)的三級配套企業(yè)的零部件、標(biāo)準(zhǔn)件做起，為這類試點(diǎn)企業(yè)提供國產(chǎn)化的全套軟件解決方案，逐步打通產(chǎn)品從CAD到CAPP到CAM的全生命周期，在此基礎(chǔ)上擴(kuò)充應(yīng)用范圍，推廣到全國，并在此過程中不斷完善升級，進(jìn)而上升到復(fù)雜產(chǎn)品的研發(fā)應(yīng)用上。

（二）走發(fā)展捷徑

從國外IT巨頭的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)看，自主版權(quán)的CAD軟件不一定非要自己開發(fā)，建議可嘗試以下3條路徑：一是購買或控股國外的CAD軟件公司（2008年MSC被印度以3.8億美元購并，為印度信息產(chǎn)業(yè)注入新的基因，令中國許多IT界人士扼腕）；二是購買成熟的CAD軟件為我所用；三是購買CAD核心模塊，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行自主開發(fā)。

（三）由淺入深，逐步拓展

在國產(chǎn)CAD軟件初步形成規(guī)模后，同步開展PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）系統(tǒng)的研制工作；CAE（工程分析仿真）軟件也是如此，基于CFD（計(jì)算流體大學(xué)）、結(jié)構(gòu)力學(xué)分析、電磁場分析在國內(nèi)都有很好的基礎(chǔ)，也可酌情同步開發(fā)；當(dāng)機(jī)械、電磁CAE打好基礎(chǔ)后，伺機(jī)擴(kuò)展到聲、光、電、熱、磁等領(lǐng)域，形成全面成熟的自主工業(yè)軟件產(chǎn)品系列，并最終實(shí)現(xiàn)“打造支撐國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)”的目標(biāo)。endprint