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工业技术软件化、工业软件平台与软件定义制造

发布时间:2017-04-11

来源:中国信息产业网-人民邮电报  作者:李义章 胡虎 闫丽娟

工业技术软件化是工业技术、工艺经验、制造知识和方法的显性化、数字化和系统化的过程。它的成熟度直接代表了一个国家工业化能力和水平。这是一种典型的人类使用知识和机器使用知识的技术泛在化过程,知识自动化是其中一条重要路径。


工业技术可分为工具、系统、平台和业务四个层次。国内流行的“工业软件”集中在工具、系统两层,如CAD、CAE、CAM、CAPP、PDM、ERP、MES、SCM、CRM等,当前美国、德国、日本等工业强国着力发展的“工业技术软件化”则集中在“业务”层,以支撑工业体系的建立和发展,如航空、航天、兵器、船舶、电子、机械、化工等领域的工业技术体系的建立和发展。“平台”层是连接“工业软件”和“业务层”的桥梁。 在国内,“工具”、“系统”的市场已经比较拥挤了。“平台”、“业务”两层市场还有大片空白。

当前,“软件定义世界”SDX成为工业OT技术与信息IT技术融合的新趋势,对于推动制造资源数字化、网络化、智能化发挥了引领作用,也为新兴的信息物理系统在技术上准备了条件。软件定义制造正在成为全新的趋势。这个过程,将使得技术特性变得更加隐蔽、更加不可捉摸。由于长期忽视工业技术的软件化建设,使我们在工业化进程中产生的许多核心技术和知识产权,无法持续积累、无法有效保护和充分利用,因此在国外制造巨头掀起的以工业技术软件化为核心的平台竞赛中,我们目前暂时居于劣势。

以德国工业4.0、美国工业互联网为代表的国家战略、企业战略,是包含一整套软件、硬件平台+技术体系+标准规范、CPS……在内的一套复杂系统,是为了保障他们各自在全球领先地位而制定的大平台战略。平台好比是连接工具、系统、设备等“工业躯体”的“工业神经”,同时也是建立工业生态体系的关键所在。谁掌握了平台谁就掌握了未来工业发展的命脉。该领域技术还未成熟,垄断格局尚未出现,也是中国工业界可以一争高下的机会所在。

西方发达国家,在IBM、SAP这些IT公司发展信息技术的同时,波音、空客、GE等工业企业也在不断进行软件化。从代码行数看,洛克希德·马丁公司已经超过微软成为世界最大的软件公司,而GE也宣称未来五年要成为全世界最大的软件公司。波音787的整个研制过程用到8000多种软件,其中只有不到1000种是商业化软件,其余的7000多种软件都是波音多年积累的私有软件,包含了波音公司核心的工程技术,有了这样的软件,波音离开谁都可以研制出世界一流的飞机。NASA联合GE、普惠等公司,经过20年发展的NPSS软件,内嵌大量发动机设计的知识、方法和技术参数,一天之内就可以完成航空发动机的一轮方案设计。美国AVM计划在2013年取得验证项目的成功,并将成功经验转入美国智能制造国家创新网络计划,成为美国数字化设计与制造创新中心的重要支撑。AVM所涉及的核心技术虽然未像工业互联网、大数据、工业软件等信息化技术被大规模宣传,但它们代表了美国工业和工程技术的核心逻辑,这也是美国再工业化过程中最有价值的东西。

我国制造业信息化的20年,是不断引进和学习的20年,也是通过信息化推进工业化的20年。著名的波音777无纸化制造,发达国家讲出来的是CAD、PDM等信息化技术,没有讲的是后台那些私有软件。在中国制造企业大量引进CAD、CAE、PDM等产品20年后才发现,没有后台那7000多种软件,我们根本达不到波音的研发制造水平。

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