AI化工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺重塑工業(yè)軟件開發(fā)生態(tài)

張翔宇 姚磊

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺作為新一代信息技術(shù)與工業(yè)融合的產(chǎn)物，促進(jìn)新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合，是順應(yīng)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)變革趨勢。不僅支撐著工業(yè)數(shù)據(jù)的采集、匯聚、分析和挖掘，而且還支撐著制造資源的泛在連接、彈性的供給和高效的配置，正在成為新型工業(yè)軟件開發(fā)生態(tài)構(gòu)建的核心基礎(chǔ)設(shè)施。

一、當(dāng)前工業(yè)軟件開發(fā)面臨三大難題

工業(yè)軟件開發(fā)是一項周期長、投入大的創(chuàng)新活動，涉及多個學(xué)科專業(yè)、多個行業(yè)領(lǐng)域、多個業(yè)務(wù)流程，在以單機(jī)作為開發(fā)載體的傳統(tǒng)狀態(tài)下，知識復(fù)用、協(xié)同開發(fā)、成果推廣均存在較大困難。

（一）知識復(fù)用難

工業(yè)軟件是工業(yè)知識積累沉淀后形成的模型化、代碼化產(chǎn)物，其核心是工業(yè)知識，包括原理、技術(shù)、工藝和經(jīng)驗等。從知識掌握主體來看，高技能人才是產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域工業(yè)知識掌握的核心群體，但是隨著高技能人員的離職或退休，工業(yè)知識傳承存在斷檔風(fēng)險。

從知識封存形式來看，工業(yè)知識大多以紙質(zhì)材料形式保存，碎片化現(xiàn)象嚴(yán)重，再次被利用需要花費創(chuàng)新人員的大量學(xué)習(xí)時間，同時要求創(chuàng)新人員具備較高的專業(yè)素養(yǎng)。

據(jù)不完全統(tǒng)計，一汽集團(tuán)經(jīng)過多年的積累，已擁有1631項發(fā)明和2423項新型專利，涉及大量汽車行業(yè)的技術(shù)原理、工藝經(jīng)驗、制造知識和方法，但是這些專利大多停留在紙面上，難以向全行業(yè)精準(zhǔn)輸出。

從知識傳播渠道來看，工業(yè)知識多通過線下的教學(xué)培訓(xùn)活動傳播，受限于時間和空間的諸多限制。

（二）協(xié)同開發(fā)難

隨著技術(shù)實現(xiàn)、產(chǎn)品本身、業(yè)務(wù)流程的復(fù)雜度不斷提升，工業(yè)軟件開發(fā)正在從單領(lǐng)域向多領(lǐng)域、從單一應(yīng)用向綜合應(yīng)用演進(jìn)，所涉及的開發(fā)人員、開發(fā)知識、數(shù)據(jù)資源愈加廣泛，開發(fā)過程的協(xié)同協(xié)作愈加復(fù)雜。

從協(xié)同工具上看

成熟的開源社區(qū)、開發(fā)者社群相對較少，開發(fā)工具集、應(yīng)用模型庫、測試評估庫等基礎(chǔ)工具沒有有效共享，創(chuàng)新資源很難精準(zhǔn)配置。

從協(xié)同流程上看

協(xié)同研發(fā)涉及多個主體，各主體之間分工協(xié)作流程較為復(fù)雜，相互之間的業(yè)務(wù)銜接困難較大，上下游環(huán)節(jié)存在脫節(jié)現(xiàn)象。

從協(xié)同機(jī)制上看

開放式交互環(huán)境難以建立，不同主體出于對自身利益和知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)的考慮，創(chuàng)新成果很難及時和有效共享。

（三）成果推廣難

工業(yè)軟件產(chǎn)品推廣是軟件開發(fā)的核心目標(biāo)，也是軟件開發(fā)成敗的關(guān)鍵。

從供給角度來看

工業(yè)軟件開發(fā)與實際應(yīng)用需求存在脫節(jié)現(xiàn)象，很多軟件從一開始就沒有結(jié)合實際應(yīng)用需求，用戶參與程度低，創(chuàng)新成果很難得到市場的認(rèn)可。

從需求角度來看

市場對于新軟件的容忍度不夠，很多產(chǎn)品面臨市場的諸多挑剔，但是一個成熟的產(chǎn)品離不開應(yīng)用推廣過程中的反復(fù)迭代和持續(xù)優(yōu)化，這就使得新軟件很難走向成熟或是占領(lǐng)市場。

二、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺為工業(yè)軟件開發(fā)生態(tài)重構(gòu)提供可能

隨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程不斷加快， 幾乎一切創(chuàng)新資源和要素都能夠被數(shù)字化，并通過互聯(lián)網(wǎng)平臺快速匯聚、整合和配置，從而促使創(chuàng)新主體互動、創(chuàng)新活動組織和創(chuàng)新成果共享更加網(wǎng)絡(luò)化、全球化和快捷化。工業(yè)軟件開發(fā)作為一項重要的創(chuàng)新活動，借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在數(shù)據(jù)流通、知識復(fù)用、協(xié)同開發(fā)、成果迭代等方面賦能作用，有可能形成一種新型的開發(fā)生態(tài)。

（一）構(gòu)建數(shù)據(jù)共享空間

工業(yè)軟件開發(fā)離不開大量實時數(shù)據(jù)參與演練與驗證。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過人、機(jī)、物的泛在連接，正在構(gòu)建與物理世界交相呼應(yīng)的數(shù)字孿生空間，打破數(shù)據(jù)碎片化格局，形成工業(yè)數(shù)據(jù)樞紐，為數(shù)據(jù)全面感知、動態(tài)傳輸與實時分析提供網(wǎng)絡(luò)通路，構(gòu)建起“ 描述- 診斷- 預(yù)測- 決策” 的數(shù)據(jù)流通閉環(huán)，為工業(yè)軟件開發(fā)提供數(shù)據(jù)支撐。

（二）重塑知識復(fù)用體系

工業(yè)技術(shù)、工藝和經(jīng)驗等共性知識通過模型化、算法化、代碼化，以數(shù)字化模型的形式沉淀，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺再將這些數(shù)字化的工業(yè)知識共享、復(fù)用和傳播，可大幅削減軟件開發(fā)者的重復(fù)性勞動，有效降低軟件開發(fā)成本和風(fēng)險，提高開發(fā)效率和水平，加快重構(gòu)工業(yè)知識的復(fù)用、共享和價值再造體系。

例如， 中國空空導(dǎo)彈研究院建設(shè)了“空空導(dǎo)彈綜合設(shè)計與評估平臺”，該平臺包括多個專業(yè)軟件包以及500多個APP，目前已在產(chǎn)品研制中全面推廣應(yīng)用，使得試錯性的物理樣機(jī)數(shù)減少了50%以上。

（三）變革協(xié)同開發(fā)模式

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺促使產(chǎn)業(yè)體系在數(shù)字空間解耦和重構(gòu)，重塑產(chǎn)業(yè)組織方式，從而促使創(chuàng)新協(xié)作活動在時間和空間上交叉、重組和優(yōu)化，促使創(chuàng)新主體從單企業(yè)向多企業(yè)演進(jìn)，創(chuàng)新流程從串行向并行演進(jìn)，創(chuàng)新體系從封閉向開放演進(jìn)，可大幅提高協(xié)同研發(fā)效率和融合創(chuàng)新水平。作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺核心的工業(yè)PAAS平臺，本身就是一個協(xié)同開發(fā)平臺，匯集了大量的工業(yè)機(jī)理模型和微服務(wù)組件、低代碼和可視化開發(fā)工具、工業(yè)大數(shù)據(jù)分析工具等，正成為廣大開發(fā)者從事軟件開發(fā)和成果交流的主要載體。

（四）加速成果迭代創(chuàng)新

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺能夠匯聚包括運營企業(yè)、解決方案企業(yè)、行業(yè)企業(yè)、軟件開發(fā)者、用戶在內(nèi)的多個主體，形成多方參與、相互促進(jìn)、快速迭代的創(chuàng)新生態(tài)，可有效縮短新軟件產(chǎn)品從研發(fā)到推廣的周期，為新軟件產(chǎn)品在應(yīng)用推廣中的快速迭代升級乃至走向成熟提供便利。

軟件開發(fā)者不再是開發(fā)活動的唯一發(fā)起者，用戶的需求和體驗?zāi)軌虮簧疃韧诰蚝蛯崟r感知，用戶也逐漸成為合作開發(fā)者，將大幅加快新軟件產(chǎn)品的迭代升級步伐。

三、構(gòu)建基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的工業(yè)軟件開發(fā)生態(tài)需在三方面發(fā)力

構(gòu)建基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的工業(yè)軟件開發(fā)生態(tài)，涉及到主體、要素、環(huán)境、機(jī)制等諸多的因素，應(yīng)著力從平臺的建設(shè)、知識的供給、環(huán)境的構(gòu)建等多方面入手，促進(jìn)資源整合、開發(fā)協(xié)同和成果迭代。

（一）搭平臺：搭建基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的協(xié)同開發(fā)平臺

發(fā)展通用使能的綜合性工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，行業(yè)使能的行業(yè)性工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，面向產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)的區(qū)域性工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺

引導(dǎo)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)互認(rèn)、協(xié)議兼容、數(shù)據(jù)共享和業(yè)務(wù)協(xié)同，打造系統(tǒng)化、多層次的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺體系。

引導(dǎo)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺企業(yè)建立面向產(chǎn)業(yè)鏈乃至全社會的協(xié)同開發(fā)平臺

推動開發(fā)工具集、技術(shù)知識庫、應(yīng)用模型庫、測試評估庫等基礎(chǔ)工具在線共享，加快構(gòu)建開發(fā)需求在線發(fā)布，開發(fā)資源在線共享，開發(fā)業(yè)務(wù)在線協(xié)同的協(xié)同研發(fā)體系。

（二）強(qiáng)供給：構(gòu)建開放共享的工業(yè)知識復(fù)用體系

圍繞工業(yè)知識的挖掘、共享與使用

構(gòu)建覆蓋全行業(yè)、全環(huán)節(jié)的工業(yè)知識分類體系，建設(shè)工業(yè)知識圖譜管理和服務(wù)平臺，實現(xiàn)工業(yè)知識的智能檢索和推送。

圍繞產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)原理、關(guān)鍵基礎(chǔ)材料、核心基礎(chǔ)零部件（元器件）、先進(jìn)基礎(chǔ)工藝、產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)等領(lǐng)域

建設(shè)基礎(chǔ)共性APP及微服務(wù)資源池。面向鋼鐵、石化、裝備、家電等重點行業(yè)，建設(shè)研發(fā)設(shè)計仿真、生產(chǎn)過程管理、設(shè)備故障診斷、工藝流程優(yōu)化、產(chǎn)品質(zhì)量控制、服務(wù)效能提升、制造能力交易等行業(yè)通用APP及微服務(wù)資源池。

加快工業(yè)機(jī)理模型管理引擎建設(shè)

實現(xiàn)工業(yè)機(jī)理模型的多源搜索、智能推薦、精準(zhǔn)調(diào)用和安全交易，促進(jìn)工業(yè)機(jī)理模型的跨平臺開放共享。

（三）建環(huán)境：營造產(chǎn)用互動的工業(yè)軟件推廣環(huán)境

發(fā)揮行業(yè)龍頭企業(yè)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺企業(yè)的引領(lǐng)帶動作用

推動產(chǎn)業(yè)鏈上的大中小企業(yè)融合融通發(fā)展，建立聯(lián)合開發(fā)、優(yōu)勢互補(bǔ)、成果共享、風(fēng)險共擔(dān)的產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制。

推廣眾包、眾創(chuàng)等開放式研發(fā)設(shè)計模式

培育開源社區(qū)、開發(fā)者社區(qū)等創(chuàng)客空間，加快形成社會化協(xié)同研發(fā)生態(tài)。

建立工業(yè)軟件測試評估規(guī)范

建設(shè)工業(yè)軟件云測試平臺，開展安全性、隱私性、合規(guī)性測評，發(fā)布工業(yè)軟件白名單。

建立新型工業(yè)軟件流轉(zhuǎn)交易機(jī)制

完善交易結(jié)算體系，支持構(gòu)建基于區(qū)塊鏈等新技術(shù)的工業(yè)軟件商店，建立市場化運行、知識產(chǎn)權(quán)明晰的工業(yè)軟件傳播、擴(kuò)散和復(fù)用體系。