工業(yè)軟件：制造之魂
　　中國制造的秘密，到底是什么？用諾貝爾經(jīng)濟獎得主，保羅·克魯格曼的話(huà)說(shuō)：亞洲人靠汗水、勞動(dòng)時(shí)間賺錢(qián)。這個(gè)秘密，一度被國際市場(chǎng)稱(chēng)作“東亞模式”。過(guò)去幾十年，在許多人看來(lái)，中國制造的靈魂在千千萬(wàn)萬(wàn)的工廠(chǎng)、車(chē)間、作坊生產(chǎn)，在勤勞而又高效的人力。

　　通過(guò)一代人的辛苦拼搏，中國將歐美幾個(gè)世紀的工業(yè)化現代化進(jìn)程，壓縮到短短幾十年。
　　2004年，中國制造業(yè)規模超過(guò)德國，2006年超過(guò)日本；2010年，中國已是全球第一工業(yè)大國，全球第二大經(jīng)濟體；2018年，中國制造業(yè)增加值超4萬(wàn)億美元，超過(guò)美日德三國的總和。2019年，中國的人均GDP突破了1萬(wàn)美元。在這過(guò)程中，中國的工業(yè)已大大加快自動(dòng)化、信息化、互聯(lián)網(wǎng)化的進(jìn)程，“8億件襯衫換1架飛機”的故事，已經(jīng)成為過(guò)去時(shí)。新能源汽車(chē)、手機電腦、智能家電等等中國制造，開(kāi)始在全球市場(chǎng)風(fēng)生水起。然而，制造業(yè)總量規模的提升背后，仍有許多產(chǎn)業(yè)的難題需要解決，核心工業(yè)軟件就是其中之一。在智能時(shí)代，制造業(yè)從系統設計、研發(fā)設計、產(chǎn)品仿真、生產(chǎn)制造到供應鏈管理和企業(yè)運營(yíng)，都離不開(kāi)工業(yè)軟件的支撐。如果說(shuō)機器替代了人類(lèi)的雙手，那工業(yè)軟件就是制造業(yè)的“大腦和神經(jīng)”。工業(yè)軟件，也直接反映一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展水平和創(chuàng )新能力，因為它是制造業(yè)技術(shù)、知識、經(jīng)驗等積累的具象化。什么意思呢？比如，為什么造飛機如此難？為什么波音公司長(cháng)期沒(méi)有對手？制造一架飛機，零件達幾百萬(wàn)個(gè)，超過(guò)7成都是高端工業(yè)產(chǎn)品，涵蓋上千個(gè)工業(yè)部門(mén)，全球數萬(wàn)家供應商。相比之下，一部手機只有幾百個(gè)零件，一輛汽車(chē)約幾萬(wàn)個(gè)零件，就已經(jīng)足夠艱難。飛機制造要對百萬(wàn)級的零件，進(jìn)行研發(fā)設計、計劃統籌、采購、管理、生產(chǎn)、組裝……堪稱(chēng)全球最復雜的供應鏈管理和系統集成。造飛機最根本的挑戰不在技術(shù)，而在于管理。早在上世紀60年代，工業(yè)軟件就在軍工和航空航天部門(mén)誕生，由洛馬公司、NASA、波音等部門(mén)研發(fā)；隨后，汽車(chē)制造商、大工業(yè)部門(mén)接力發(fā)展，如通用、西門(mén)子?，F如今，全球工業(yè)軟件的供給約54%來(lái)自美國、40%來(lái)自歐洲、只有6%來(lái)自中國。

　　法國的達索系統，美國的甲骨文、歐特克、PTC，德國的西門(mén)子、SAP等巨頭，在工業(yè)界樹(shù)大根深。
　　他們可能不如蘋(píng)果、谷歌、三星廣為人知，但在各自領(lǐng)域擁有絕對的話(huà)語(yǔ)權。比如說(shuō)，EDA（電子設計自動(dòng)化Electronic Design Automation）工業(yè)軟件被稱(chēng)為“芯片之母”。不僅是芯片設計，許多基礎核心硬件的開(kāi)發(fā)，都需要用到EDA。而EDA市場(chǎng)超過(guò)85%，被Synopsys，Cadence和Mentor（被西門(mén)子收購）3家公司掌握。

　　再比如，AutoCAD、CATIA、SolidWorks等CAD（計算機輔助設計）軟件鼎鼎大名，從零件、汽車(chē)、建筑到飛機領(lǐng)域，搞研發(fā)、設計和工程的人都要使用。
　　再比如，被譽(yù)為“工科神器”的Matlab，作為數學(xué)工業(yè)軟件，高校研究建模都要用到，并且廣泛用于仿真、工業(yè)、金融、能源等領(lǐng)域。
　　在工業(yè)軟件領(lǐng)域遙遙領(lǐng)先的背后，是歐美國家三次工業(yè)革命以來(lái)長(cháng)期積累的產(chǎn)業(yè)底蘊。
　　現如今，中國能造C919大飛機，集齊了航空母艦、LNG液化天然氣運輸船、大型郵輪三大“造船明珠”，戰斗機和核潛艇也是不在話(huà)下。

　　這份制造能力和系統集成能力，在全球是獨一份的。
　　隨著(zhù)這類(lèi)國產(chǎn)大平臺的不斷攻克，背后整條零部件、工業(yè)軟件、新材料等產(chǎn)業(yè)鏈，也都將加速突破。
　　跨越40年的追逐
　　中國并非毫無(wú)工業(yè)軟件的底蘊。就拿EDA軟件來(lái)說(shuō)，我們與世界領(lǐng)先的差距，曾一度只有5年。1978年，在桂林陽(yáng)朔舉辦了“數字系統設計自動(dòng)化”會(huì )議，這是國產(chǎn)EDA的開(kāi)始。1986年，大名鼎鼎的《高技術(shù)研究發(fā)展計劃》出爐，即“863計劃”。863計劃對航天、自動(dòng)化、信息、生物、能源等15大戰略項目進(jìn)行投資扶持，工業(yè)軟件是重點(diǎn)項目之一：國家協(xié)同資源，全國一盤(pán)棋，從政府投資、基礎研究、企業(yè)部門(mén)、學(xué)科建設等方面，打造“國家隊”，形成舉國之力的創(chuàng )新機制。EDA“三巨頭”，其實(shí)也在同期成立：Mentor在1981年，Synopsys1986年，Cadence1988年。1986年，國產(chǎn)EDA計劃啟動(dòng)。電子工業(yè)部從各部門(mén)、科研機構、高校的17個(gè)單位調動(dòng)上百位專(zhuān)家，聚到北京一個(gè)工廠(chǎng)里集中攻關(guān)。最后的成果，是完全國產(chǎn)的“熊貓系統”。

　　這個(gè)系統，在全國的集成電路設計單位都推廣使用，甚至打入了國際市場(chǎng)。來(lái)華訪(fǎng)問(wèn)的美國官員，專(zhuān)程參觀(guān)了熊貓系統的設計，并大加贊賞，三巨頭中的Mentor也將熊貓系統合作集成。
　　整個(gè)1986到新世紀初期，國內工業(yè)軟件快速發(fā)展，尤其像CAD、CAE領(lǐng)域，出現了中科凱思PICAD、高華CAD、開(kāi)目CAD，如清華、北航、浙大等高校，也開(kāi)發(fā)了金銀花系統、浙大大天CAD等。然而，之后發(fā)生了兩件事：一是巴黎統籌委員會(huì )解散（之后又出現瓦森納協(xié)定）；二是中國加入WTO世貿組織。外資技術(shù)解禁開(kāi)閘，允許進(jìn)入中國。而中國也急于與世界接軌，融入全球化大分工的體系。成熟先進(jìn)的外資產(chǎn)品，如潮水般涌入生機勃勃的中國市場(chǎng)。遺憾的是，因為缺乏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的經(jīng)驗，和對國產(chǎn)品牌的保護意識，在外資產(chǎn)品進(jìn)入后，不成熟的國產(chǎn)工業(yè)軟件迅速敗下陣來(lái)。國際巨頭們已經(jīng)有一套成熟的商戰體系：在供應鏈上，他們和制造業(yè)大公司緊密合作，覆蓋上下游設計、生產(chǎn)、管理的所有環(huán)節，通過(guò)產(chǎn)品、技術(shù)甚至持股等方式相互綁定；在價(jià)格上，國產(chǎn)軟件有的功能，他們就免費開(kāi)放、低價(jià)傾銷(xiāo)；同時(shí)，先放任各類(lèi)盜版、破解版擴散，擠壓國產(chǎn)軟件的生存空間。在人才培養上，他們資助高校和科研機構，在教育和人才培養階段，就定向培養適合自己的產(chǎn)業(yè)人才，造成人才流失；彼時(shí)，“造不如買(mǎi)，買(mǎi)不如用盜版”的思想蔓延各界，工業(yè)軟件也只是其中一隅罷了。相當一段時(shí)間，對國產(chǎn)工業(yè)軟件的投入陷入低谷。早期廠(chǎng)商也僅浩辰、中望、數碼大方等存活下來(lái)。如華大九天董事長(cháng)劉偉平就說(shuō)，華大九天成立10年一共投了5億，而Synopsys每個(gè)月都要投5億。近幾年，隨著(zhù)工業(yè)軟件成為大國博弈的焦點(diǎn)之一，賽道又重新火熱起來(lái)。工業(yè)軟件分為研發(fā)設計、生產(chǎn)過(guò)程控制、企業(yè)運營(yíng)管理三個(gè)大類(lèi)。目前國內更多投入在企業(yè)運營(yíng)管理，如ERP、CRM系統，并且卷成了紅海；而真正難啃的硬骨頭，其實(shí)是研發(fā)設計類(lèi)的，也就是CAD、CAE、PLM、EDA這類(lèi)軟件，僅占國內投入的3%?？偨Y歷史的經(jīng)驗教訓，我們發(fā)現：工業(yè)軟件要發(fā)展，既需要基礎研究的長(cháng)時(shí)間攻關(guān)，也需要廣大工業(yè)用戶(hù)的交互反哺。國內有研究的企業(yè)和高校，輸在沒(méi)有市場(chǎng)和用戶(hù)；后來(lái)的IT和互聯(lián)網(wǎng)公司，又缺乏工業(yè)經(jīng)驗；部分公司自研的工業(yè)軟件，很難商業(yè)化盈利，自然無(wú)法支撐長(cháng)期投入。工業(yè)軟件已不是靠一家企業(yè)單打獨斗，就能創(chuàng )新突破的。作為先進(jìn)制造的“魂”，在政策、產(chǎn)業(yè)、企業(yè)、科研上需要全國一盤(pán)棋的創(chuàng )新機制。需要政策上的頂層設計，以及政府資金的持續輸血；需要幾個(gè)有技術(shù)實(shí)力、有長(cháng)期資金實(shí)力、又肯吃苦敢失敗的大企業(yè)去領(lǐng)頭；需要產(chǎn)業(yè)鏈的合作，讓更多企業(yè)愿意開(kāi)放場(chǎng)景，嘗試使用國產(chǎn)軟件。例如，華為云用6年時(shí)間，打造了工業(yè)數字模型驅動(dòng)引擎iDME（Industrial Digital Model Engine），在上面有24種工業(yè)數據模型，80多類(lèi)工業(yè)數據管理功能。這個(gè)工業(yè)引擎在華為云上開(kāi)放，華為生態(tài)的伙伴、行業(yè)的客戶(hù)研發(fā)團隊都可隨取隨用。像湃?？萍脊?#xff0c;就基于iDME打造了自主創(chuàng )新的PDM系統，并在國星光電公司成功商用。整個(gè)項目，從定制、開(kāi)發(fā)到系統遷移、上線(xiàn)只用了4個(gè)月，比傳統模式短了50%。這就是國內目前找到的一種解法，即SaaS化的工業(yè)軟件+云上工業(yè)aPaaS平臺，組建一個(gè)更大的生態(tài)。這個(gè)模式下，如華為等大企業(yè)，能將自身研發(fā)實(shí)踐經(jīng)驗溢出，而中小企業(yè)能低成本獲取工業(yè)軟件，也擴大了國產(chǎn)工業(yè)軟件市場(chǎng)；并提供自身豐富的、高水平的應用研發(fā)實(shí)踐機會(huì )，讓更多伙伴企業(yè)可以打磨工具。同時(shí)，過(guò)去研發(fā)的一個(gè)個(gè)點(diǎn)狀的工具，也能在華為云上集成完整的工具鏈，讓大家共建技術(shù)開(kāi)發(fā)、共享創(chuàng )新成果?！叭绻闳タ磭鈴S(chǎng)商，大鎖、西門(mén)子，他們每年研發(fā)投入是數億元，我們根本無(wú)法PK。但如果大家基于同一個(gè)體系架構，有人提供共性技術(shù)，有人專(zhuān)注于自己的know-how，分工協(xié)作，綁在一起，就有更大的開(kāi)拓機會(huì )?！睒I(yè)內人士稱(chēng)。
　　給世界一個(gè)更優(yōu)選擇
　　11月5日，2023工業(yè)軟件生態(tài)大會(huì )在深圳揭開(kāi)帷幕。來(lái)自政府、企業(yè)、高校和行業(yè)專(zhuān)家坐滿(mǎn)會(huì )場(chǎng)，研討接下來(lái)新一代的工業(yè)軟件，中國該如何布局，如何追趕，如何抱團發(fā)展。
　　在這場(chǎng)大會(huì )上，華為云聯(lián)合數十家工具軟件廠(chǎng)商，發(fā)布了硬件開(kāi)發(fā)生產(chǎn)線(xiàn)CraftArts。

　　華為攜手讓數十家工業(yè)軟件企業(yè)，把行業(yè)內的創(chuàng )新工具、智慧結晶，都匯聚成一條工具鏈上。
　　就像幾十家公司，融入一家工廠(chǎng)，效率自然是1+1遠大于2的。CraftArts能提供得，是硬件設計、開(kāi)發(fā)、仿真、試制等作業(yè)的一站式IT工具鏈服務(wù)。并且，因為基于統一數據底座，產(chǎn)品數據是打通的，那么在這條鏈上的企業(yè)能更高效地協(xié)同。比如，CraftArts上就有電路板EDA工具鏈。上面集成了華為的原理圖設計工具、版圖設計工具，來(lái)自芯和、巨霖、望友等伙伴企業(yè)的仿真工具、電子裝聯(lián)工具。華為工業(yè)軟件及工業(yè)云CTO丘水平介紹，目前每天有超過(guò)18000名華為工程師在這個(gè)電路板EDA工具鏈上開(kāi)發(fā)作業(yè)，成果將落地電子、汽車(chē)、裝備、新能源等行業(yè)，既獲得用戶(hù)反饋，又打通商業(yè)化的通路。

華為聯(lián)合伙伴發(fā)布硬件開(kāi)發(fā)生產(chǎn)線(xiàn)CraftArts

　　過(guò)去幾年，我們看到了華為越來(lái)越多的創(chuàng )新。從硬件、算力、歐拉操作系統、高斯數據庫、MindSpore深度學(xué)習框架、盤(pán)古大模型等，華為都在持續突破。用他們的話(huà)說(shuō)，就是給世界一個(gè)更優(yōu)選擇。華為的身上，既有高端制造的工業(yè)基因，又有IT、數字化、人工智能的科技屬性。他們的業(yè)務(wù)，從基礎材料、關(guān)鍵硬件、電路板到產(chǎn)品整機，都離不開(kāi)工業(yè)軟件。比如，高速高頻高密度大帶寬的PCB板研發(fā)，需要大規模PCB多層設計能力；衛星通話(huà)、微泵液冷技術(shù)，需要天地信號仿真、電子散熱仿真等軟件能力；極致的質(zhì)量和交付要求，需要對上百家工廠(chǎng)柔性生產(chǎn)、高效生產(chǎn)進(jìn)行調度管理。如今，華為云將內部的2800多個(gè)IT系統、8000多種工具深度梳理后，打通成統一的數據體系。并將這套實(shí)踐摸索出來(lái)的經(jīng)驗，總結出來(lái)，跟伙伴企業(yè)一起改變整個(gè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)。正如丘水平所說(shuō)：“華為正聯(lián)合廣大生態(tài)伙伴企業(yè)，重新定義工業(yè)軟件的架構、標準、技術(shù)、方法，以云為核心，通過(guò)云原生、大數據、AI等技術(shù)的賦能創(chuàng )新，持續構建根技術(shù)，基于華為的應用場(chǎng)景打磨，共建新一代工業(yè)軟件體系?！痹谌A為看來(lái)，數據是打通工業(yè)軟件的第一步。他們以元模型驅動(dòng)，工業(yè)數字模型驅動(dòng)引擎iDME為底座，打通企業(yè)研、產(chǎn)、供、銷(xiāo)、服各環(huán)節的數據?；趇DME，華為將企業(yè)生產(chǎn)核心的產(chǎn)品數據管理系統（PDM），升級為跨業(yè)務(wù)的“xDM”智能數據服務(wù)，并進(jìn)一步打造工業(yè)數據管理與協(xié)同解決方案（IPD Center），將系統工程、EDA設計、結構設計、仿真設計、生產(chǎn)制造、供應鏈等所有產(chǎn)品相關(guān)數據歸集統一管理；在此基礎上，就能提供像CraftArts這樣，全流程的開(kāi)發(fā)工具鏈，以及智慧云工廠(chǎng)、數字主線(xiàn)等行業(yè)解決方案。如果說(shuō)，過(guò)去我們靠美國磚、英國磚發(fā)展，那是在別人的根技術(shù)上做文章?，F在華為想要“集智燒磚”，讓國產(chǎn)的工具廠(chǎng)商、生態(tài)伙伴，在華為的平臺上構建一塊塊小磚頭，添磚加瓦起高樓。這就是典型的大企業(yè)牽頭，眾多企業(yè)配套成“串”的產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。華為云搭建好平臺，打造工業(yè)aPaaS黑土地，就將生態(tài)內的軟件企業(yè)、工廠(chǎng)、開(kāi)發(fā)者全部聚集到一起，也將創(chuàng )新的資源聚集成更大的確定性。
　　結語(yǔ)
　　有人說(shuō)，中國工業(yè)軟件在未來(lái)3年內“可用”，10年內“好用”，甚至是世界領(lǐng)先。也有人看到高墻密網(wǎng)，為突破的難度感到絕望。更擔心火熱造成泡沫，造成虛假繁榮，讓?xiě)鹇允Ы?#xff0c;錯失了機會(huì )的窗口。工業(yè)軟件源于制造，用于智造，它的發(fā)展在根子上，依賴(lài)中國工業(yè)體系的進(jìn)步。注定是要跟隨產(chǎn)業(yè)轉型的大潮，經(jīng)歷長(cháng)期積累、產(chǎn)業(yè)輸血、市場(chǎng)商戰的沉浮和摩擦。我們既需要頂層設計的智慧，也要有領(lǐng)頭企業(yè)的攻堅，基礎科研的突破，更需要有產(chǎn)業(yè)生態(tài)千千萬(wàn)萬(wàn)企業(yè)的攜手努力。唯有持續堅持做難題、解難事，把核心技術(shù)創(chuàng )新生態(tài)給建設起來(lái)，工業(yè)軟件才有望扭轉乾坤。