攻克制造業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的最后一個(gè)堡壘
——工業(yè)軟件

文/叢力群 上海寶信軟件股份有限公司

面對(duì)工業(yè)軟件的討論，總是一個(gè)沉重話題，其實(shí)，這并不奇怪，因?yàn)楣I(yè)軟件隱藏在工業(yè)之后，當(dāng)感知到工業(yè)軟件已經(jīng)成為制造的掣肘之時(shí)，對(duì)工業(yè)軟件的價(jià)值認(rèn)知才會(huì)得到真正意義的強(qiáng)化，這比無數(shù)次的反復(fù)宣傳、說教都更有效，就意味著“工業(yè)軟件是制造業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展必須攻克的最后一個(gè)堡壘”有了共識(shí)。

從發(fā)展態(tài)勢的分析研判未來方向

與其他制造行業(yè)一樣，鋼鐵行業(yè)工業(yè)軟件也是在鋼鐵業(yè)發(fā)展規(guī)律主導(dǎo)下發(fā)展的。中國鋼鐵業(yè)規(guī)模占據(jù)世界半壁江山，僅僅用了四十年時(shí)間。在飛速發(fā)展過程中，也存在被忽視和隱藏的諸多潛在問題：企業(yè)忙于發(fā)展而忽視積累，對(duì)大量引進(jìn)先進(jìn)裝備和工業(yè)軟件無暇做認(rèn)真細(xì)致的自我消化、提升，并轉(zhuǎn)化為自身的知識(shí)積累，在引進(jìn)、消化、再引進(jìn)的重復(fù)中，工業(yè)軟件基礎(chǔ)不牢的隱患是注定的。

通過分析，可以這樣來形象地比喻工業(yè)軟件的現(xiàn)狀：工業(yè)軟件就如同一張桌子，四類工業(yè)軟件分別構(gòu)成桌子的四條腿。四類工業(yè)軟件支撐著鋼鐵工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)示意圖如圖1所示。

圖1 四類工業(yè)軟件支撐著鋼鐵工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)示意

這張桌子表面看似平穩(wěn)，但四條腿分別以不同的方式存在。在工業(yè)規(guī)模迅速擴(kuò)張時(shí)，人們的直接感知是：“桌面”是平的、穩(wěn)定的，無暇顧及（或并不在意）桌子下面是什么狀態(tài)、會(huì)發(fā)生什么。通過分析，我們看到支撐工業(yè)軟件基礎(chǔ)的實(shí)際情景是運(yùn)營管理、生產(chǎn)控制、服務(wù)保障，這些都已經(jīng)或正在形成比較穩(wěn)定的支撐，而研發(fā)設(shè)計(jì)則大部分依靠國外產(chǎn)品來支撐，是最具不確定的一條腿，當(dāng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展呈現(xiàn)更多對(duì)工業(yè)軟件的需求時(shí)，這張幾十年來構(gòu)筑起的工業(yè)軟件其實(shí)并不十分牢固，隨時(shí)都有倒塌的風(fēng)險(xiǎn)。

在鋼鐵行業(yè)，各類工業(yè)軟件發(fā)展極度不平衡。對(duì)生產(chǎn)制造和運(yùn)營管理類工業(yè)軟件具有極高的關(guān)注度，而對(duì)研發(fā)設(shè)計(jì)類工業(yè)軟件的關(guān)注和研討遠(yuǎn)沒有離散制造業(yè)那么廣泛和深入，這是由行業(yè)的特點(diǎn)決定的。離散制造業(yè)是由設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)的，產(chǎn)品功能、性能、可制造性等均要在設(shè)計(jì)階段得以解決，對(duì)設(shè)計(jì)工具的依賴巨大；而鋼鐵行業(yè)是由制造來驅(qū)動(dòng)的，鋼鐵企業(yè)面對(duì)的95%以上的問題是成熟鋼種的制造，首先要解決制造過程的有效管控，來保證產(chǎn)品質(zhì)量、成本控制和交貨進(jìn)度，而新鋼種的研發(fā)僅僅是極小一部分。反映在工業(yè)軟件開發(fā)應(yīng)用上，與企業(yè)效率直接相關(guān)的生產(chǎn)控制和運(yùn)營管理工業(yè)軟件就獲得了較好的發(fā)展空間。但這并不意味著研發(fā)設(shè)計(jì)工業(yè)軟件不重要，特別是在新材料開發(fā)領(lǐng)域，以及相關(guān)的工藝設(shè)計(jì)和優(yōu)化方面，對(duì)此類工業(yè)軟件也有著極高的要求。

四大類工業(yè)軟件都有其需要補(bǔ)齊的短板和相對(duì)優(yōu)勢，各自迫切要解決的重點(diǎn)方向均有所差異。為此，需要準(zhǔn)確研判重點(diǎn)方向，設(shè)計(jì)研發(fā)機(jī)制、制定有效方法、配置相應(yīng)資源來系統(tǒng)解決，在盡可能短的時(shí)間內(nèi)在重點(diǎn)方向上取得突破。

對(duì)工業(yè)軟件發(fā)展的總體研判

（1）研發(fā)設(shè)計(jì)類工業(yè)軟件——致力“補(bǔ)短板”

高端的仿真設(shè)計(jì)、分析工具、先進(jìn)控制等軟件已經(jīng)是巨頭的壟斷市場，國內(nèi)同類軟件僅在極少的細(xì)分領(lǐng)域，具備一些成果積累，短板明顯是不爭的事實(shí)。短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)替代既不現(xiàn)實(shí)，也不存在形成長板的可能，已經(jīng)不具備可能通過市場化方式實(shí)現(xiàn)趕超或平等競爭。因此，需要構(gòu)建全新的模式和機(jī)制，致力于“補(bǔ)短板”工作。而市場化是其中的要素之一。

“補(bǔ)短板”重點(diǎn)目標(biāo)：從注重知識(shí)的積累做起，一方面，現(xiàn)有軟件功能要強(qiáng)化，追求專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化和工具化；另一方面，通過大量不同專業(yè)軟件的互聯(lián)、集成，推進(jìn)平臺(tái)化應(yīng)用，共同打造軟件生態(tài)，提升國內(nèi)研發(fā)設(shè)計(jì)工業(yè)軟件的整體能力和水平。在此過程中，要充分發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，加大溢出效應(yīng)，重點(diǎn)攻克面向數(shù)字孿生方向的基礎(chǔ)建模工具平臺(tái)，推動(dòng)工具平臺(tái)與工藝設(shè)計(jì)、工廠設(shè)計(jì)的有機(jī)結(jié)合，將國內(nèi)制造業(yè)的巨大應(yīng)用需求真正轉(zhuǎn)化為工業(yè)軟件扎實(shí)進(jìn)步的助推劑而非國外軟件進(jìn)一步壟斷的“加分項(xiàng)”。

（2）生產(chǎn)控制類工業(yè)軟件——協(xié)力“促替代”

在生產(chǎn)控制類工業(yè)軟件方面，得益于國內(nèi)鋼鐵業(yè)持續(xù)數(shù)十年蓬勃發(fā)展所提供的豐富多彩的場景，驗(yàn)證和積累了大量自主成果應(yīng)用的案例，很多技術(shù)成果處于國際先進(jìn)水平，這是國內(nèi)得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。因此，要培育市場環(huán)境，強(qiáng)化多方共同協(xié)調(diào)努力，協(xié)力促進(jìn)以自主可控替代進(jìn)口依賴。從表象上，國內(nèi)生產(chǎn)控制類工業(yè)軟件還存在很多技術(shù)短板有待突破，本質(zhì)上是缺少足夠的應(yīng)用場景為國內(nèi)軟件品質(zhì)提升創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境。軟件開發(fā)商為了生存把主要精力放在贏得商務(wù)合同的機(jī)會(huì)上，而無暇顧及自身產(chǎn)品研發(fā)能力的提升的資源投入，用戶對(duì)國內(nèi)軟件產(chǎn)品質(zhì)量的擔(dān)憂，兩者疊加，相當(dāng)程度上弱化國內(nèi)軟件的成果價(jià)值，削弱了國內(nèi)軟件品質(zhì)提升的努力嘗試。

“促替代”重點(diǎn)環(huán)節(jié)：面向鋼鐵制造各工序過程SCADA軟件再設(shè)計(jì)；工藝建模與工藝-控制協(xié)同優(yōu)化；工序界面控制與跨工序的協(xié)同優(yōu)化；制造過程監(jiān)控、預(yù)警、預(yù)測、應(yīng)急處置；鋼鐵復(fù)雜生產(chǎn)過程智能自主控制軟件；物料跟蹤與在制品狀態(tài)可視化；能源監(jiān)控、優(yōu)化、調(diào)度與碳足跡。

以創(chuàng)新“促替代”是主要方向。MES已經(jīng)在工業(yè)軟件競爭中打出了一片天地，需要借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的契機(jī)，加快軟件重構(gòu)的步伐，奮力建長板，包括提高產(chǎn)品化水平，降低定制開發(fā)的比重；制定自主可控標(biāo)準(zhǔn)，推進(jìn)綜合集成應(yīng)用；形成運(yùn)行穩(wěn)定、安全高效、接口豐富、界面友好、方便移植的工業(yè)軟件系統(tǒng)，改善用戶體驗(yàn)；利用AI技術(shù)融入更多智能化內(nèi)涵；重構(gòu)出可靈活部署的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)版本，實(shí)現(xiàn)MES功能在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)下的快速敏捷部署應(yīng)用。

（3）管理運(yùn)營類工業(yè)軟件——努力“建長板”

雖然在計(jì)劃排程、物流優(yōu)化、財(cái)務(wù)管理等方面還有諸多研究開發(fā)工作有待深入，國內(nèi)ERP軟件廠商依托貼近用戶需求和使用習(xí)慣方面形成的比較優(yōu)勢。因此，依托現(xiàn)有市場機(jī)制，進(jìn)一步增“長板”功能、拓“長板”領(lǐng)域，在這方面，工業(yè)軟件企業(yè)應(yīng)該抓住當(dāng)前難得的機(jī)遇期，在政府政策的加持下，努力獲得需求方的理解和支持，獲取更多的應(yīng)用場景。

“建長板”重點(diǎn)方向：全程協(xié)同的高級(jí)計(jì)劃排程、大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)化和成本控制、對(duì)存量軟件資產(chǎn)的集成和“延壽”等；充分發(fā)揮貼近用戶的既有優(yōu)勢，將數(shù)據(jù)融入傳統(tǒng)業(yè)務(wù)功能，補(bǔ)足數(shù)據(jù)賦能不足；要在開發(fā)模式上，形成項(xiàng)目能力-產(chǎn)品能力-服務(wù)能力的提升；要努力推進(jìn)質(zhì)量工程，提升工業(yè)軟件質(zhì)量、豐富功能，還要推進(jìn)品牌工程建設(shè)，弘揚(yáng)自主品牌，擴(kuò)大品牌影響力。

以創(chuàng)新“建長板”需加大力度。開發(fā)面向人類經(jīng)驗(yàn)結(jié)構(gòu)化的規(guī)則引擎和知識(shí)庫，使得一線操作、技術(shù)和管理人員方便地將自身的經(jīng)驗(yàn)結(jié)構(gòu)化、顯性化、計(jì)算機(jī)化，變成企業(yè)知識(shí)的一部分，以便實(shí)現(xiàn)基于規(guī)則的系統(tǒng)決策；為面向全流程質(zhì)量的動(dòng)態(tài)分析判定和優(yōu)化管控提供切實(shí)可行的軟件方法和工具；在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上，結(jié)合數(shù)字孿生技術(shù)、數(shù)據(jù)可視化技術(shù)、AR/VR技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)等，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)計(jì)劃層面的智慧型決策提供支持。

（4）服務(wù)保障類工業(yè)軟件——傾力“求創(chuàng)新”

隨著國家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略的推進(jìn)，新一代信息技術(shù)加速融入制造業(yè)，強(qiáng)力推動(dòng)了制造型企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，新的服務(wù)模式和創(chuàng)新應(yīng)用正不斷地刷新我們對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)的認(rèn)知，這也給工業(yè)軟件企業(yè)帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。在這些方面，國內(nèi)技術(shù)的差距并不十分巨大，諸多方面國內(nèi)外處于相同的起跑線上，關(guān)鍵是誰能盡快取得創(chuàng)新突破。因此，要傾力“求創(chuàng)新”。

“求創(chuàng)新”重點(diǎn)領(lǐng)域：完全無人值守的智能工廠；設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)維和預(yù)測式維護(hù)；多制造基地資源平衡；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)技術(shù)；供應(yīng)鏈的互聯(lián)與協(xié)同；碳足跡、碳分析、碳交易等。

中國工業(yè)軟件的發(fā)展策略與思考

針對(duì)中國工業(yè)軟件現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，我們是否應(yīng)該重新做一些思考，檢視深層次問題，有針對(duì)性地制定發(fā)展策略。我們要思考什么？

1）全社會(huì)都要消除“彎道超車”的思維方式，摒棄“運(yùn)動(dòng)式”開發(fā)模式。潛心研究，扎實(shí)推進(jìn)，形成若干可量化評(píng)價(jià)、可市場推廣的軟件成果。

2）要針對(duì)不同類型的工業(yè)軟件，分類施策、精準(zhǔn)施策，切忌四面出擊、全面開花，如：研究開發(fā)類工業(yè)軟件已經(jīng)失去了僅憑市場方式實(shí)現(xiàn)趕超的機(jī)遇窗口，要解決開發(fā)“主體”缺位和開發(fā)機(jī)制設(shè)計(jì)問題，而其他工業(yè)軟件發(fā)展中，市場仍然是主體，政策發(fā)力點(diǎn)為工業(yè)軟件應(yīng)用獲得更多的場景。

3）中國制造業(yè)規(guī)模大、市場化程度高、應(yīng)用場景極為豐富是獨(dú)有的巨大優(yōu)勢，要最大限度發(fā)揮到極致，扎實(shí)轉(zhuǎn)化為工業(yè)軟件發(fā)展的助推器、加速器。

4）嚴(yán)肅對(duì)待工業(yè)軟件的技術(shù)和品牌雙重挑戰(zhàn)。推進(jìn)工業(yè)軟件質(zhì)量工程和品牌工程建設(shè)，通過服務(wù)“促替代”，發(fā)揮優(yōu)勢“建長板”，打造若干自主可控的核心技術(shù)并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)品化、服務(wù)化。

5）回歸工業(yè)軟件發(fā)展以知識(shí)為核心之本源。以知識(shí)積累和知識(shí)庫構(gòu)建為基礎(chǔ)、以產(chǎn)線（工序）數(shù)字孿生系統(tǒng)為重點(diǎn)、基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，利用大數(shù)據(jù)與工業(yè)機(jī)理相融合，實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝過程和制造流程的動(dòng)態(tài)智能優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)鋼鐵制造自主決策、自主應(yīng)對(duì)制造過程中的不確定性的“超級(jí)自動(dòng)化”過程，顯著改善行業(yè)/企業(yè)的運(yùn)營效率。