大力發(fā)展工業(yè)軟件

◎倪光南 院士

當(dāng)前，我國(guó)正加快推動(dòng)由制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變，工業(yè)軟件作為智能制造的重要基礎(chǔ)和核心支撐，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國(guó)和高質(zhì)量發(fā)展，具有非常重要的戰(zhàn)略意義。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件從無(wú)到有，但與國(guó)際先進(jìn)水平相比仍有很大差距，存在著明顯的短板。例如，在工業(yè)基礎(chǔ)軟件和工業(yè)設(shè)計(jì)仿真軟件領(lǐng)域，市場(chǎng)幾乎完全被國(guó)外產(chǎn)品壟斷，自主版權(quán)的軟件和平臺(tái)系統(tǒng)依然缺位，成為我國(guó)制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略實(shí)施的最大軟肋。過(guò)去比較忽視這類(lèi)問(wèn)題，因?yàn)橹信d事件和華為事件，我們看到網(wǎng)絡(luò)安全和信息化領(lǐng)域的軟肋很明顯，大家越來(lái)越重視工業(yè)軟件的自主可控問(wèn)題。下面談?wù)勎业囊恍w會(huì)。

倪光南院士

在網(wǎng)信領(lǐng)域，我國(guó)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)整體水平處于世界第二的位置，但是與美國(guó)相比差距比較大。我認(rèn)為處于第二位的評(píng)價(jià)還是比較客觀的，我們的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用比其它國(guó)家做得好一點(diǎn)，在5G 技術(shù)上也處于領(lǐng)先地位。我們既有長(zhǎng)板，也有兩大短板。一個(gè)短板是硬件與芯片，中興事件就是芯片短板的案例：芯片一旦被卡，公司營(yíng)業(yè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展就休克了。當(dāng)然我們的芯片發(fā)展并不是完全落后，華為事件表明我國(guó)的芯片設(shè)計(jì)水平并不低，在高性能計(jì)算機(jī)方面也有自主研發(fā)的芯片。現(xiàn)在無(wú)論是服務(wù)器還是移動(dòng)終端，從芯片的制造到封裝、測(cè)試、材料和裝備都有一定差距。另外一個(gè)短板就是基礎(chǔ)軟件。在中興事件中基礎(chǔ)軟件的短板還不明顯，在華為事件中就顯露出來(lái)。

一、工業(yè)軟件發(fā)展現(xiàn)狀

工業(yè)軟件的內(nèi)涵豐富，面向不同領(lǐng)域（如離散制造業(yè)、集成電路業(yè)和建筑業(yè)等）的工業(yè)軟件各不相同。

首先，我國(guó)最落后的是面向集成電路設(shè)計(jì)的工業(yè)軟件，即EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）軟件，這方面全世界都被美國(guó)的 Cadence、Mentor 和 Synopsys 三 大公司壟斷，我國(guó)廠商的市場(chǎng)份額幾乎為零，需要奮起直追。如果美國(guó)的三家公司不允許使用其產(chǎn)品，卡脖子太容易了。在華為事件中可以看到，我國(guó)的芯片設(shè)計(jì)制造水平和美國(guó)相差不是很多，封裝測(cè)試和材料裝備雖有差距，但可以彌補(bǔ)，但是我們的芯片設(shè)計(jì)工具差得太遠(yuǎn)，會(huì)給我們?cè)斐杀容^大的被動(dòng)。

其次，面向離散制造業(yè)的工業(yè)軟件。制造業(yè)很重要，特別是離散制造業(yè)。在離散制造業(yè)領(lǐng)域，全球工業(yè)設(shè)計(jì)仿真軟件產(chǎn)業(yè)格局主要由美、德、法三國(guó)把控，其中CAE/CAD工業(yè)軟件巨頭前六名分別為美國(guó)的ANSYS、德國(guó)的 SIMENS、 法 國(guó) 的 DS Simula、 美國(guó)的Altair 和MSC，以及法國(guó)的ESI。相比之下，這方面國(guó)產(chǎn)軟件還較弱，尤其是CAD 軟件以及與之配套的CAE軟件，不能形成完整的工業(yè)軟件體系。我國(guó)制造業(yè)對(duì)國(guó)外高端工業(yè)軟件形成長(zhǎng)期依賴(lài)，飛機(jī)、船舶、冶金、化工、生物醫(yī)藥、電子信息制造等重點(diǎn)制造領(lǐng)域長(zhǎng)期以來(lái)依賴(lài)國(guó)外工業(yè)軟件，不能滿(mǎn)足我國(guó)工業(yè)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)快速創(chuàng)新發(fā)展的需要，并有被卡脖子的嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)。目前美國(guó)已禁售ANSYS 的Fluent、STAR-COM 等產(chǎn)品。密西根大學(xué)Roe 教授認(rèn)為：“現(xiàn)在CFD 分析已經(jīng)完全代替實(shí)驗(yàn)用來(lái)設(shè)計(jì)工業(yè)產(chǎn)品，如果美國(guó)與歐盟真的會(huì)執(zhí)行相關(guān)的政策，那估計(jì)中國(guó)飛機(jī)汽車(chē)制造商又要回去吹風(fēng)洞了?！边@表明我們計(jì)算機(jī)仿真水平比較低。飛行器實(shí)際上可以通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)而改進(jìn)設(shè)計(jì)，這大大縮短了修改設(shè)計(jì)的時(shí)間，降低了仿真成本。如果沒(méi)有這類(lèi)軟件，每做一點(diǎn)改進(jìn)，就要在風(fēng)洞里吹一次，這對(duì)工業(yè)發(fā)展也是瓶頸。所以要補(bǔ)課，防止被卡脖子，形成一個(gè)面向離散制造的工業(yè)軟件設(shè)計(jì)方案。方案的核心就是把基礎(chǔ)算法和庫(kù)函數(shù)，面向一些領(lǐng)域?qū)ｉT(mén)化，包括電子系統(tǒng)集成仿真設(shè)計(jì)、半導(dǎo)體封裝仿真設(shè)計(jì)、焊接模擬、金屬鍛造、塑性加工、金屬切削、摩擦磨損及表面加工、精密鑄造、滑動(dòng)密封等等。一般企業(yè)開(kāi)發(fā)這類(lèi)軟件，需要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)，前期開(kāi)發(fā)的投入很大，如果產(chǎn)品不能占有壟斷地位或者較大市場(chǎng)份額，基本掙不到錢(qián)。而這類(lèi)軟件發(fā)達(dá)國(guó)家先走了一步，占領(lǐng)市場(chǎng)之后，后進(jìn)國(guó)家進(jìn)入市場(chǎng)的門(mén)檻很高，我們要對(duì)此有一定的認(rèn)識(shí)和準(zhǔn)備。具體而言，軟件的開(kāi)發(fā)要與市場(chǎng)相結(jié)合，因?yàn)橹圃炱髽I(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品還是繞不過(guò)計(jì)算機(jī)仿真，隨著華為事件的不斷發(fā)展，自主可控的工業(yè)軟件方面有可能有一定發(fā)展機(jī)遇。

再次，面向建筑業(yè)的工業(yè)軟件。隨著新一代信息技術(shù)的發(fā)展，目前建筑業(yè)的工業(yè)軟件在全球范圍內(nèi)都還需要跟進(jìn)，這類(lèi)軟件如GIS、BIM、IoT 等，各自只覆蓋建筑業(yè)的全生命周期的某個(gè)階段，彼此沒(méi)有融合起來(lái)。實(shí)際上，這些軟件在全生命周期中是需要進(jìn)行交互的，例如根據(jù)園區(qū)規(guī)劃、環(huán)境營(yíng)造、交通布局、建筑設(shè)計(jì)、成本核算、施工管理、智能管控、通風(fēng)取暖、節(jié)能照明、安防應(yīng)急等方面的要求，對(duì)建筑的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維提出了全新的要求。目前，中國(guó)發(fā)展建筑業(yè)工業(yè)軟件的有利條件有兩點(diǎn)：一是建筑業(yè)不斷發(fā)展，新需求不斷涌現(xiàn)，工業(yè)軟件即使在國(guó)外也不算很成熟，還有彎道超車(chē)的可能；二是中國(guó)的建筑業(yè)和建筑業(yè)從業(yè)人員規(guī)模以及建筑業(yè)的繁榮程度都在世界上領(lǐng)先，因此中國(guó)發(fā)展建筑業(yè)工業(yè)軟件具有良好的條件。中國(guó)有世界上最大的建筑業(yè)，最多的建筑能源，最大的市場(chǎng)，最快的發(fā)展速度，沒(méi)有理由工業(yè)軟件搞不好。在發(fā)展IoT 為代表的建筑業(yè)工業(yè)軟件過(guò)程中，也可能會(huì)被國(guó)外卡脖子，但我覺(jué)得這是一個(gè)未來(lái)有前景的發(fā)展方向。

二、軟件是推動(dòng)新一代信息技術(shù)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力

軟件產(chǎn)業(yè)是基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，軟件技術(shù)和軟件人才具有通用性、帶動(dòng)性。軟件技術(shù)已滲透到幾乎所有信息技術(shù)之中，軟件人才在網(wǎng)信領(lǐng)域的高技術(shù)企業(yè)中，比重往往超過(guò)七成。當(dāng)前，“軟件定義世界”的趨勢(shì)反映軟件技術(shù)無(wú)處不在，軟件人才無(wú)所不能。軟件促進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型成為智能制造業(yè)，例如：寶馬7 系列汽車(chē)內(nèi)置的軟件超過(guò)2 億行代碼，波音787 客機(jī)中的軟件代碼超過(guò)10 億行，軟件正使這些傳統(tǒng)制造業(yè)企業(yè)向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向轉(zhuǎn)型。軟件也將促進(jìn)新一代信息技術(shù)的發(fā)展，如人工智能、大數(shù)據(jù)、5G、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、機(jī)器人、VR/AR、自動(dòng)駕駛……實(shí)際上軟件在新一代信息技術(shù)中占有很大比重。

所以，我們主張要重點(diǎn)發(fā)展軟件產(chǎn)業(yè)，我們一些決策部門(mén)的思想還需要改變，把更多的資金、更多的注意力放到軟件上面來(lái)。中國(guó)具備發(fā)展軟件業(yè)的有利條件——強(qiáng)大的軟件產(chǎn)業(yè)和豐富的軟件人才資源。按照工信部發(fā)布的數(shù)據(jù)，中國(guó)軟件產(chǎn)業(yè)銷(xiāo)售總額從2000 年的 560 億 增 長(zhǎng) 到 2018 年 的 63061 億，18 年間增長(zhǎng)112 倍。一直到去年，軟件業(yè)銷(xiāo)售額增速還比GDP 增速大一倍，達(dá)到14%。目前，在全球前10 家最大的ICT企業(yè)中中國(guó)有3家，即華為、阿里、騰訊，華為未上市，但估值可接近蘋(píng)果?；旧蠌倪@十家公司的業(yè)務(wù)和人員來(lái)看，軟件的比重都比較大，所以說(shuō)軟件產(chǎn)業(yè)對(duì)世界來(lái)講都是非常重要的。中國(guó)超過(guò)發(fā)達(dá)國(guó)家，估計(jì)可能是從軟件產(chǎn)業(yè)開(kāi)始。中國(guó)也有豐富的軟件人才資源。中國(guó)擁有世界上最大的人才資源，2017年全國(guó)在校大學(xué)生人數(shù)為2695.8 萬(wàn)，應(yīng)屆大學(xué)畢業(yè)生795 萬(wàn)，普通本專(zhuān)科招生748.6 萬(wàn)人，全國(guó)共有具有大學(xué)教育程度人口為1.9593 億人。在人才資源中，軟件人才的比重越來(lái)越大，2016 年軟件從業(yè)人員達(dá)855.7萬(wàn)人。就軟件開(kāi)發(fā)效率（性?xún)r(jià)比）而言，微軟Vista 系統(tǒng)是特大型軟件，有5000 萬(wàn)行代碼，性?xún)r(jià)比約2 行/100 美元，美國(guó)一般軟件平均性?xún)r(jià)比約16 行/100 美元。國(guó)內(nèi)的永中Office 是大型軟件，有500 萬(wàn)行代碼，性?xún)r(jià)比約22 行/100 美元。這些數(shù)據(jù)表明，軟件規(guī)模越大開(kāi)發(fā)效率越低，而且中國(guó)的軟件開(kāi)發(fā)成本低于美國(guó)。中國(guó)軟件工程師的薪資低于美國(guó)，公司能夠雇傭更多的研發(fā)與工程人員，維持更大規(guī)模的人才隊(duì)伍。

倪光南院士在第二屆“強(qiáng)網(wǎng)論壇”上作主題報(bào)告

總結(jié)中國(guó)軟件業(yè)的概況。2018 年軟件產(chǎn)業(yè)規(guī)模為63061 億元，基本上反映了中國(guó)軟件內(nèi)需市場(chǎng)的規(guī)模，居世界第二位。產(chǎn)業(yè)布局較全面，總體情況較好，短板為基礎(chǔ)軟件、工業(yè)軟件。有華為、BAT 等一批世界上名列前茅的龍頭企業(yè)。從業(yè)人員數(shù)量2016 年為855萬(wàn)，世界第二，比美國(guó)低一點(diǎn)，約占世界10%，而且預(yù)期增量很高。員工平均薪酬2017 年為13.03 萬(wàn)元，考慮到人員多在北上廣等富裕地區(qū)，薪酬水平中等。人才創(chuàng)新性相對(duì)難以比較，因?yàn)闆](méi)有公認(rèn)指標(biāo)，根據(jù)軟件著作權(quán)、開(kāi)源貢獻(xiàn)量、雙創(chuàng)數(shù)量、APP 制作量、研發(fā)效率、大賽數(shù)量等指標(biāo)分析，我國(guó)軟件人才創(chuàng)新性較好，而且我國(guó)軟件人才勤奮度也很高。相對(duì)欠佳的方面主要是工作規(guī)范性、團(tuán)隊(duì)合作精神、英語(yǔ)水平，還有就是擔(dān)任跨國(guó)企業(yè)高管的人才較少。

今后中國(guó)應(yīng)該在工程師隊(duì)伍上下功夫，實(shí)現(xiàn)從“人口紅利”到“工程師紅利”的轉(zhuǎn)變。2012 年我國(guó)勞動(dòng)年齡人口比重十年來(lái)首次出現(xiàn)下降。2012年中國(guó)15 歲至59 歲的勞動(dòng)年齡人口數(shù)量為9.37 億人，比上年末減少345萬(wàn)人，下降0.6%。到2025 年中國(guó)人口紅利將徹底消失，中國(guó)必須大力推動(dòng)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變。鑒于中國(guó)的R&D人員全時(shí)當(dāng)量和R&D 經(jīng)費(fèi)世界第二，2015 年P(guān)CT 專(zhuān)利排名世界第三，中國(guó)工程師隊(duì)伍將繼續(xù)增長(zhǎng)，中國(guó)有可能會(huì)出現(xiàn)工程師紅利。甲骨文創(chuàng)始人拉里·埃里森（Larry Ellison）在去年10月接受FOX 采訪時(shí)，曾聲稱(chēng)“不能讓中國(guó)產(chǎn)出比美國(guó)還多的工程師！”他承認(rèn)，“美國(guó)面臨的最大威脅/競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是中國(guó)。中國(guó)有很多非常有天賦的工程師，他們貢獻(xiàn)了很多知識(shí)產(chǎn)權(quán)，我們可不想屈居第二”。中國(guó)工程師（軟件工程師占比較大）數(shù)量可能會(huì)走在世界前列，這是今后中國(guó)發(fā)展的巨大動(dòng)力。