深化數(shù)字經(jīng)濟(jì)工業(yè)軟件是大腦，開源提供基礎(chǔ)“養(yǎng)料”

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制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展離不開智能化變革。在新時(shí)期制造強(qiáng)國戰(zhàn)略背景下，工業(yè)軟件成為優(yōu)化制造與管理流程、變革生產(chǎn)方式與生產(chǎn)關(guān)系、提升全要素生產(chǎn)率、促進(jìn)先進(jìn)工業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)化及溢出的直接動(dòng)力。與此同時(shí)，開源生態(tài)發(fā)展勢(shì)頭迅猛，在推動(dòng)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)協(xié)作，加快各行業(yè)數(shù)字化進(jìn)程方面發(fā)揮著日益突出的作用。

不久前，為推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能軟件的發(fā)展，深化產(chǎn)教融合，探索課程體系與工程實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，清華大學(xué)軟件學(xué)院聯(lián)合小米集團(tuán)，舉辦清華軟件論壇暨小米高校學(xué)術(shù)論壇。論壇以“智能工業(yè)軟件與開源創(chuàng)新”為主題，邀請(qǐng)智能工業(yè)軟件和開源技術(shù)領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行專題講座。近2萬學(xué)者、師生、專業(yè)技術(shù)愛好者線上線下參與。

工業(yè)軟件“工業(yè)制造的大腦和神經(jīng)”

“軟件定義世界已經(jīng)成為不爭(zhēng)的事實(shí)?！鼻迦A大學(xué)教授、中國工程院院士孫家廣在致辭中表示，希望優(yōu)秀人才能夠做好國家急需的、能用、好用、管用的工業(yè)軟件，解決產(chǎn)業(yè)發(fā)展“卡脖子”難題，用軟件驅(qū)動(dòng)國家經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。

工業(yè)軟件作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代工業(yè)領(lǐng)域的“皇冠”，以及“工業(yè)制造的大腦和神經(jīng)”，已滲透和應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域的幾乎所有核心環(huán)節(jié)。目前，中國規(guī)模以上的工業(yè)企業(yè)基本上都已經(jīng)運(yùn)用了工業(yè)軟件來輔助生產(chǎn)和決策，即使是中小工業(yè)企業(yè)也大部分使用了1-2種工業(yè)軟件。

制造業(yè)正處于數(shù)字化向網(wǎng)絡(luò)化的過渡階段，工業(yè)軟件平臺(tái)是這個(gè)階段創(chuàng)新發(fā)展的核心關(guān)鍵。云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、新一代移動(dòng)通信、人工智能（AI）、區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù)快速發(fā)展并逐步轉(zhuǎn)入應(yīng)用，制造業(yè)向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向轉(zhuǎn)型發(fā)展，工業(yè)體系從“以裝備為核心的工業(yè)”向“軟件定義的工業(yè)”轉(zhuǎn)變。

“當(dāng)今社會(huì)已進(jìn)入軟件定義時(shí)代，即系統(tǒng)的主要功能是由軟件來實(shí)現(xiàn)的，軟件與各行各業(yè)結(jié)合，尤其是與工業(yè)、制造業(yè)的結(jié)合，定義一切的軟件正在成為社會(huì)的基礎(chǔ)設(shè)施?！眹揽萍即髮W(xué)研究員、中國工程院院士廖湘科圍繞“軟件定義時(shí)代的工業(yè)軟件——來自IT軟件發(fā)展的啟發(fā)”做了主題演講。

在軟件定義時(shí)代，將數(shù)字化技術(shù)與工業(yè)等產(chǎn)業(yè)做深度融合，才是發(fā)展高質(zhì)量數(shù)字經(jīng)濟(jì)的核心，在這個(gè)發(fā)展過程中，必須把安全置于一切數(shù)字化的前提。

他首先介紹了IT軟件的發(fā)展歷程，IT軟件經(jīng)過平臺(tái)化演進(jìn)和商業(yè)形態(tài)演進(jìn)，走向軟件定義時(shí)代。他總結(jié)軟件定義時(shí)代的IT技術(shù)四大發(fā)展趨勢(shì)，包括無處不在的感知、跨域多維的關(guān)聯(lián)、超越人腦的智能以及虛擬和真實(shí)世界的交融。他就IT軟件發(fā)展啟示指出，要營(yíng)造巨大通用市場(chǎng)，經(jīng)營(yíng)掌控生態(tài)鏈，跨界競(jìng)爭(zhēng)獲取藍(lán)海效益。他闡述了工業(yè)軟件發(fā)展的幾點(diǎn)思考。工業(yè)軟件發(fā)展要補(bǔ)齊國產(chǎn)工業(yè)軟件短板，融合互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的新產(chǎn)業(yè)模式，積極應(yīng)對(duì)軟件工程的新挑戰(zhàn)，極致追求用戶體驗(yàn)，充分利用國際合作，大力加強(qiáng)協(xié)同創(chuàng)新。

廖湘科院士長(zhǎng)期從事高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件與操作系統(tǒng)的科學(xué)工作，參加了銀河2到銀河5四代巨型機(jī)的研制，主持了天河一號(hào)、天河二號(hào)和麒麟操作系統(tǒng)的研制，為我國高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)研制躋身世界領(lǐng)先行業(yè)、為國產(chǎn)基礎(chǔ)軟件的自主可控發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。

在相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策的精準(zhǔn)扶持、以國家科技重大專項(xiàng)為代表的一系列項(xiàng)目的直接支持下，我國工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)保持了高速發(fā)展態(tài)勢(shì);初步形成了國產(chǎn)工業(yè)軟件產(chǎn)品體系，覆蓋汽車、工程機(jī)械、航空航天、電子、家電、海洋裝備等多個(gè)領(lǐng)域;具備了一定的產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)能力與服務(wù)支持能力，開始由引進(jìn)應(yīng)用轉(zhuǎn)向自主研發(fā)、特色發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年，我國軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)累計(jì)完成軟件業(yè)務(wù)收入94994億元，其中，工業(yè)軟件占比2.5%。在工業(yè)軟件中生產(chǎn)制造類軟件市場(chǎng)規(guī)模大，2020年生產(chǎn)控制類軟件業(yè)務(wù)完成量為685億元，在工業(yè)軟件結(jié)構(gòu)中占比最高。

工業(yè)軟件涉及先進(jìn)工業(yè)制造技術(shù)、工程管理、計(jì)算機(jī)與軟件等學(xué)科的深度交叉融合，同時(shí)軟件產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新具有顯著的網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)，其發(fā)展依賴工業(yè)與軟件行業(yè)發(fā)展規(guī)律的互動(dòng)。工業(yè)軟件研發(fā)跨學(xué)科、跨領(lǐng)域，對(duì)人才的跨學(xué)科理論知識(shí)和產(chǎn)業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)都有較高要求。而當(dāng)前，國內(nèi)面臨著較為嚴(yán)重的工業(yè)軟件人才短缺問題，工業(yè)軟件師資隊(duì)伍嚴(yán)重不足，已經(jīng)是個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)。

數(shù)字智能無處不在

以AI為代表的前沿科技正在從方方面面不斷變革著社會(huì)和人類的認(rèn)知，產(chǎn)業(yè)發(fā)展和科學(xué)研究的范式正發(fā)生著深刻的變化。清華大學(xué)智能科學(xué)講席教授、智能產(chǎn)業(yè)研究院（AIR）院長(zhǎng)、中國工程院外籍院士、美國藝術(shù)與科學(xué)院院士張亞勤圍繞“數(shù)字智能無處不在”做了主題演講?！靶乱惠喌臄?shù)字化是信息+物理+生物的數(shù)字化。”張亞勤分別介紹了人工智能與智能制造、人工智能與生命科學(xué)、人工智能與綠色計(jì)算的融合發(fā)展態(tài)勢(shì)。

智能制造是將物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、AI等新一代信息技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)制造全生命周期，以通過自主深度感知、自主優(yōu)化決策和自主精準(zhǔn)執(zhí)行提升制造各環(huán)節(jié)效率。一方面，人工智能賦能制造業(yè)能通過提高良率、降低原材料損耗等方式降低生產(chǎn)成本，減少碳排放;另一方面，人工智能可通過全自動(dòng)化、動(dòng)態(tài)監(jiān)控等方式提高各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的效率，由此實(shí)現(xiàn)降本增效，雙重發(fā)展。有專家指出，AI賦能制造業(yè)，主要體現(xiàn)在五個(gè)環(huán)節(jié)：設(shè)計(jì)端，仿真系統(tǒng)提升研發(fā)效率;生產(chǎn)端，智能機(jī)器人提高生產(chǎn)效率;運(yùn)維端，AI算法智能預(yù)測(cè);檢測(cè)端，機(jī)器視覺增強(qiáng)檢測(cè)精準(zhǔn)度;物流端，智慧物流提升運(yùn)輸配送效率。

在AI+智能制造領(lǐng)域，AI+智能制造有三大發(fā)展趨勢(shì)，一是從備貨型到訂貨型，二是從流水線到智能機(jī)器人，三是從通用制造到個(gè)性化需求，并闡述了AI+智能制造的落地路徑，即逐步擴(kuò)大柔性制造工業(yè)范圍。

AI在未來十年的生命科學(xué)發(fā)展當(dāng)中，將大有用武之地。在AI+生命科學(xué)領(lǐng)域，AI正在加速生命健康與生物醫(yī)藥領(lǐng)域更快速、更精準(zhǔn)、更安全、更經(jīng)濟(jì)、更普惠的發(fā)展，并能夠遷移學(xué)習(xí)模型，實(shí)現(xiàn)藥物臨床前評(píng)估及精準(zhǔn)臨床實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。E8181329-8B9C-4CC3-9230-CCEAC44E51B0

生命科學(xué)產(chǎn)業(yè)涵蓋一切通過產(chǎn)品和服務(wù)改善生物生命體征的研究、開發(fā)及制造類企業(yè)。雖然具體又細(xì)分為生物信息學(xué)、藥妝品、食品加工和營(yíng)養(yǎng)品等業(yè)務(wù)子項(xiàng)，但生命科學(xué)一般可分為四大主體領(lǐng)域：藥品——通過化學(xué)研究和合成工藝制造藥品。生物技術(shù)——利用微生物和植物等生物體開發(fā)產(chǎn)品（例如釀酒）。醫(yī)療設(shè)備——通過儀器、設(shè)備、植入物、機(jī)器甚至是某些軟件來治療疾病。CRO/CMO——以外包服務(wù)的形式為各類生命科學(xué)公司提供支持。

以醫(yī)療產(chǎn)業(yè)為例，人工智能+醫(yī)療與生命科學(xué)主要分為AI醫(yī)療影像、CDSS、智慧病案、AI制藥、醫(yī)療數(shù)據(jù)智能平臺(tái)、AI醫(yī)療機(jī)器人、AI基因分析等細(xì)分應(yīng)用技術(shù)。AI醫(yī)療的核心產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)注點(diǎn)在于AI醫(yī)療應(yīng)用軟件本身的開發(fā)，其上游為基礎(chǔ)層，中游為技術(shù)層，下游為應(yīng)用層。基礎(chǔ)層中，數(shù)據(jù)服務(wù)尚未建成核心技術(shù)壁壘，參與者眾多，而算力領(lǐng)域呈寡頭局面;技術(shù)層中，基于深度學(xué)習(xí)的計(jì)算機(jī)視覺發(fā)展快，參與者技術(shù)相對(duì)成熟;應(yīng)用層中，成熟的AI醫(yī)療企業(yè)正在擴(kuò)大產(chǎn)品線布局，開拓戰(zhàn)略伙伴合作。

當(dāng)環(huán)境與氣候已經(jīng)成為一種挑戰(zhàn)，碳中和是可持續(xù)發(fā)展的必然選擇，同時(shí)也是能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的大機(jī)遇。在AI+綠色計(jì)算領(lǐng)域，人工智能賦能綠色計(jì)算，能夠助力實(shí)現(xiàn)“碳中和”、能源融合以及助力信息通信技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展。人工智能在這個(gè)領(lǐng)域也有很多應(yīng)用。一個(gè)方向是物聯(lián)網(wǎng)，做AIOT，重要的是要感知這個(gè)世界，知道碳排放、能源從哪里來、怎么消耗的;第二，有了數(shù)據(jù)之后，就可以用算法進(jìn)行智能決策，然后配制資源、進(jìn)行資源循環(huán)。比如在能源融合方面，怎樣讓火電、核電、水電、風(fēng)電、太陽能更好地融合到電網(wǎng)里去，在供電、儲(chǔ)能、用電各環(huán)節(jié)都進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控、優(yōu)化、感知和均衡，這是大問題，人工智能算法會(huì)在其中扮演不同角色。

在智能時(shí)代背景下，開源無處不在

張亞勤教授近年來致力于人工智能、無人駕駛以及智能云計(jì)算領(lǐng)域的創(chuàng)新研發(fā)，發(fā)明的多項(xiàng)圖像視頻壓縮和傳輸技術(shù)被國際標(biāo)準(zhǔn)采用，廣泛的應(yīng)用于高清電視、互聯(lián)網(wǎng)視頻、多媒體檢索等領(lǐng)域。

智能時(shí)代，擁抱開源

“今天，我們?yōu)槭裁春腿绾螕肀ч_源？擁抱開源是深度擁抱而不是淺淺的擁抱，在企業(yè)界應(yīng)該做什么？在學(xué)術(shù)界和教育界應(yīng)該做什么？”小米集團(tuán)副總裁崔寶秋圍繞“智能時(shí)代，擁抱開源”做了主題演講。他指出，“作為一個(gè)軟件工程師，我特別看好開源對(duì)軟件人才培養(yǎng)的好處，其他的軟件文化、工程問換、吸引人才等等的都是企業(yè)擁抱開源的原因。”

在智能時(shí)代背景下，開源無處不在。如今開源已經(jīng)滲透到了方方面面。比如，云計(jì)算如火如荼，在構(gòu)建云計(jì)算平臺(tái)的過程中，開源技術(shù)起到了不可替代的作用。從某種程度上說，云計(jì)算的生命力在于開源。沒有開源，就沒有今天的互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新科技革命的快速發(fā)展。

中國開源的發(fā)展如火如荼，作為軟件和網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字領(lǐng)域的一種開發(fā)和創(chuàng)新模式，目前已成為技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用和行業(yè)數(shù)字化發(fā)展的基石，驅(qū)動(dòng)著數(shù)字經(jīng)濟(jì)加速發(fā)展。2021年，開源首次納入國家《“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》，得到國家戰(zhàn)略層面的肯定和支持。

崔寶秋結(jié)合Apache HBase、Pegasus、MACE、Kaldi、NuttX和Xiaomi Vela等小米開源案例，介紹了小米過去十多年來的開源實(shí)踐。中國開源人才后備不足，擁抱開源要從教育開始。開源也是推動(dòng)基礎(chǔ)軟硬件技術(shù)研發(fā)、解決“卡脖子”問題的一個(gè)重要途徑。當(dāng)前，國內(nèi)開源依然面臨著拿來主義、缺乏共享、不夠開放等多種挑戰(zhàn)，很多人對(duì)開源的理念、模式和方法論的認(rèn)知仍需提升。他指出，未來的開源應(yīng)該走向廣義的開源、開放的開源、向善的開源、合力的開源。他強(qiáng)調(diào)，在互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能時(shí)代，開源是人類技術(shù)進(jìn)步的最佳平臺(tái)和模式。

除此之外，小米集團(tuán)首席語音科學(xué)家、Kaldi 之父Daniel Povey圍繞“Recent work in Speech Recognition with RNN-T” 做了主題演講。由Daniel領(lǐng)銜的新一代Kaldi團(tuán)隊(duì)正在致力于創(chuàng)建新一代的語音識(shí)別開源工具，進(jìn)而優(yōu)化當(dāng)前的產(chǎn)品體系，他還特別介紹了團(tuán)隊(duì)的一位清華實(shí)習(xí)生。他展示了當(dāng)前Kaldi團(tuán)隊(duì)在語音識(shí)別的最新進(jìn)展，并指出團(tuán)隊(duì)目前著眼于RNN-T框架，他從Pruned training、快速解碼、基于矢量量化（VQ）索引的蒸餾方案三個(gè)方面介紹當(dāng)前RNN-T的研究工作，著力構(gòu)建一個(gè)高性能的開源“生產(chǎn)就緒”實(shí)時(shí) ASR 系統(tǒng)。

《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》提出，要提升智能制造裝備和工業(yè)軟件技術(shù)水平和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，建設(shè)一批智能制造創(chuàng)新載體和公共服務(wù)平臺(tái)，指出要大力發(fā)展智能制造裝備、聚力研發(fā)工業(yè)軟件產(chǎn)品。清華軟件論壇暨小米高校學(xué)術(shù)論壇基于《規(guī)劃》就“智能工業(yè)軟件與開源創(chuàng)新”展開學(xué)術(shù)交流，各位專家的精彩分享將助力創(chuàng)造更加包容的開源環(huán)境。同時(shí)，此次論壇也是小米集團(tuán)與清華大學(xué)加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新，推動(dòng)校企間科技資源與人才共享的重要舉措。E8181329-8B9C-4CC3-9230-CCEAC44E51B0