發(fā)展工業(yè)軟件，建設(shè)制造強國

黨的十九屆五中全會提出，“十四五”時期經(jīng)濟社會發(fā)展要以推動高質(zhì)量發(fā)展為主題，要優(yōu)化和穩(wěn)定產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈，在關(guān)系國家安全的領(lǐng)域和節(jié)點構(gòu)建自主可控、安全可靠的國內(nèi)生產(chǎn)供應(yīng)體系。所以，我國當(dāng)前和未來一個階段，產(chǎn)業(yè)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級都有一個很重要的目標(biāo)，要對產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化加強認識、給予重視。

產(chǎn)業(yè)技術(shù)高級化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化和供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革目標(biāo)高度一致，也和經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的功能轉(zhuǎn)變、質(zhì)量提高目標(biāo)高度一致，更是全面實現(xiàn)制造大國向制造強國根本性的轉(zhuǎn)變。

發(fā)展工業(yè)軟件，推動工業(yè)基礎(chǔ)高級化

當(dāng)前我國經(jīng)濟正由高速增長轉(zhuǎn)變?yōu)楦哔|(zhì)量發(fā)展，制造業(yè)應(yīng)大力發(fā)展工業(yè)產(chǎn)業(yè)，努力補齊工業(yè)軟件的短板。關(guān)于這方面的目標(biāo)，需要特別強調(diào)有關(guān)工業(yè)軟件方面的問題。在《中國制造2025》中，我國對各個領(lǐng)域的發(fā)展進行了規(guī)劃，其中就包含了“工業(yè)強基”計劃。“工業(yè)強基”計劃針對關(guān)鍵的核心基礎(chǔ)零部件、基礎(chǔ)工藝、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施等問題，大部分可以歸入工業(yè)軟件的范疇。所以“工業(yè)強基”要解決的問題，有賴于工業(yè)軟件的集聚。

此外，工業(yè)基礎(chǔ)高級化也是發(fā)展工業(yè)產(chǎn)業(yè)非常重要的方面。要從制造大國變成制造強國，產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化是非常重要的一環(huán)。從目前的在產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展來看，我國大部分企業(yè)還處于價值鏈的低端。如從整個蘋果的價值鏈來看，我國大部分企業(yè)處于低端制造的位置。蘋果的整個價值鏈里，中國企業(yè)所占據(jù)的比例還不到2%。這就意味著，不管中國企業(yè)做得多么快、多么好，但是對方分配給到的價值卻不到2%。如果不能通過工業(yè)軟件、工業(yè)基礎(chǔ)高級化工作，使我國企業(yè)進入價值鏈的高端，例如一些研發(fā)、關(guān)鍵原部件的制造等重要的環(huán)節(jié)，所有的工作只能處于低端位置，就只能分到微薄的利潤。這就表明，要使中國進入制造強國，不僅要解決產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化的問題，還要解決好產(chǎn)業(yè)技術(shù)高級化的問題。

我國工業(yè)軟件“短板”需快速補齊

工業(yè)軟件涉及的范圍廣、領(lǐng)域多，從應(yīng)用領(lǐng)域來看，集成電路是其中一個重要的領(lǐng)域。集成電路有一個很重要的短板，就是芯片設(shè)計工具被國外控制，我國基本上沒有。如果說，工業(yè)軟件僅是我國的短板，從集成電路角度來講，我國的設(shè)計工藝就幾乎是零的存在，更是短板中的短板。此外，從工業(yè)軟件角度來看，集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的重要環(huán)節(jié)我國也沒有。這兩方面在我國都存在著短板。

此外，制造業(yè)可以分為流程制造和離散制造。離散制造的種類也很多，目前離散制造把工業(yè)軟件大體分為CAD（輔助設(shè)計）、CAE（輔助工程）、CAM（輔助工程）三大類。

大體來看，我國目前在工業(yè)軟件領(lǐng)域薄弱的原因，不僅是一個客觀問題，跟主觀方面也有關(guān)系。比如在集成電路領(lǐng)域，我國的工業(yè)軟件、應(yīng)用軟件基本上都被國外企業(yè)所壟斷，主要包括Cadence、Mentor和Synopsys等三大家。中國在這個領(lǐng)域基本上是空白狀態(tài)，這也與我國過去在這方面沒有發(fā)展起來有關(guān)系。

1989年“巴黎統(tǒng)籌委員會”（簡稱“巴統(tǒng)”）對我國施以禁令，國外軟件不能進入中國，為此我國開始支持發(fā)展熊貓系列，由我國在EDA方面最大的企業(yè)華大九天承擔(dān)。當(dāng)時熊貓系列工作完成得不錯，榮獲了科技進步一等獎。但1994年開始，“巴統(tǒng)”取消了對中國在軟件方面的禁令。這本來是一件好事，但很多人覺得既然市場上能夠買到，就不用自己做了，因為軟件的研發(fā)是一件很費勁、很難做的工作。所以從1994年開始，工業(yè)軟件方面相應(yīng)的資金、市場支持逐漸減少，發(fā)展開始走了下坡路。直到最近中美貿(mào)易摩擦，受到了禁運等相關(guān)制裁，我國的工業(yè)軟件研發(fā)工作才又重新被重視起來。國內(nèi)多家企業(yè)，包括華大九天開始積極發(fā)展起來。

從這方面來看，工業(yè)軟件的發(fā)展滯后，與其說是客觀情況的問題，不如說應(yīng)歸于受“造不如買、買不如租”的主觀想法影響。在這種思想下走了彎路，影響了我國工業(yè)軟件的發(fā)展。

事實上，我國也有很好的條件來發(fā)展工業(yè)軟件。因為建筑是將來工業(yè)軟件發(fā)展，一個很好的突破點，而中國擁有世界上最大的建筑市場。據(jù)統(tǒng)計，我國投入了約3萬億元，擁有8千萬的從業(yè)人員，在建筑方面的水平較高，建筑規(guī)模和市場都很大，有待于提攜我國工業(yè)軟件從這方面發(fā)展上去。

但作為制造業(yè)，從流程制造和離散制造來看，我國工業(yè)軟件還是非常薄弱。目前，這方面被美國的Ansys、法國達索和德國西門子三大巨頭占據(jù)。以這三大巨頭為代表的工業(yè)軟件壟斷了軟件市場，中國急需突破他們的控制。這個薄弱環(huán)節(jié)在中美貿(mào)易摩擦以來，作為首當(dāng)其沖的制裁，是作為“卡脖子”問題的一個很好的切入點。工業(yè)軟件對我國而言是一個很大的軟肋，從中興到華為，包括我國的一些大學(xué)也無法逃脫這種制裁。Mentor禁運以后，對我國很多高校也產(chǎn)生了影響，所以工業(yè)軟件的短板必須迅速補齊。

工業(yè)軟件能夠解決工業(yè)技術(shù)高級化問題

我國推進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展正是希望能補齊工業(yè)軟件方面的短板。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中，僅僅把工業(yè)軟件放在一起還遠遠不夠，因為我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)薄弱，不像在消費互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方面有相當(dāng)大的優(yōu)勢，在產(chǎn)業(yè)鏈可以迅速趕上發(fā)達國家，甚至在某些方面處于領(lǐng)先優(yōu)勢。但是工業(yè)軟件在我國是急需加強的領(lǐng)域。因為發(fā)達國家推進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有很好的基礎(chǔ)，比如德國的工業(yè)4.0，它強調(diào)的是CPS，即信息物流融合系統(tǒng)。在此前的工業(yè)革命中，已經(jīng)重點解決了機械化、電氣化、數(shù)字化的問題，現(xiàn)在是第四次工業(yè)革命，重點解決智能化的問題，而德國的工業(yè)發(fā)展已經(jīng)達到了這個階段。還有作為美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)代表的GE，特別強調(diào)了數(shù)字孿生技術(shù)，希望通過數(shù)字孿生技術(shù)把制造業(yè)提高到一個更高的智能化水平。

數(shù)字孿生技術(shù)是近來被討論的一個熱門技術(shù)。數(shù)字孿生就是指世界上有兩大空間，一個是物理空間，另外一個是數(shù)字空間，也就是虛擬空間。未來的車間、工廠會存在于這兩大世界中。即在熟悉的物理世界，同樣的工廠或者車間也存在于數(shù)字世界中。所以，理想的情況下，今后想要生產(chǎn)一個新產(chǎn)品，首先不是在物理世界中去生產(chǎn)，而是先在數(shù)字世界做出來。在數(shù)字世界做的過程中，可以隨時調(diào)整參數(shù)，改變原料、方式、設(shè)計，觀察不同情況產(chǎn)生的效果如何，直到滿意為止。這樣，可能做了一百次，甚至幾百次實驗、改進、試錯，卻不需要消耗原材料，減少產(chǎn)生很多廢物，無論從成本角度還是環(huán)境等方面都將大量節(jié)省。所以，希望未來物理世界和數(shù)字世界能夠通過數(shù)字孿生技術(shù)并行推進。

例如，要想沖壓一個模具，在沖壓過程中，很難一次就達到預(yù)想的要求。如果通過碰運氣的方式，需要消耗大量的時間和金錢反復(fù)試驗，才能達到預(yù)期的效果，可能多次沖壓，質(zhì)量還達不到要求。但如果運用數(shù)字孿生技術(shù)，可以在電腦上實踐這個過程，減少不必要的損失和浪費。所以數(shù)字孿生技術(shù)對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)來說，是一種非常重要的手段。

因此，工業(yè)軟件是解決工業(yè)技術(shù)高級化問題非常重要的方面。我國將實行重大軟件工程，在基礎(chǔ)軟件方面，集中力量解決“卡脖子”的問題，著力推動工業(yè)基礎(chǔ)的軟件化。其中，工業(yè)基礎(chǔ)軟件化主要體現(xiàn)在，用工業(yè)軟件來解決數(shù)字孿生的問題、解決計算機設(shè)計輔助與制造過程的問題等。此外，在云計算方面，也將會推出很多的舉措。

積極支持工業(yè)軟件特別是開源軟件的發(fā)展

目前，我國在推進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)代化方面，已經(jīng)產(chǎn)生了很好的效果，但由于我國工業(yè)基礎(chǔ)相對薄弱，在提升產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級化方面還需要大力加強。工業(yè)軟件屬于軟件的基礎(chǔ)范疇，研發(fā)投入大、時間長，必須加大支持力度。筆者建議將工業(yè)軟件列入國家重大軟件工程范圍，并在軟件基金方面給予大力支持。而且，按照現(xiàn)在發(fā)展的情況，即使有軟件基金的支持，還是不能完全解決軟件業(yè)發(fā)展中的很多問題，比如開源代碼軟件的問題。

目前開源代碼軟件在軟件界占據(jù)的比重越來越大，而且在未來會占據(jù)更大的比重。在芯片領(lǐng)域，新開源芯片將會出現(xiàn);硬件方面，開源的形式也越來越重要。但按照現(xiàn)有的軟件基金情況，無法支持這些開源的軟件，而基金又要求需要有投資回報。筆者建議在開源基金方面、特別是在軟件基金方面，要突出開源軟件和開源硬件。在開源軟件方面要有明確的支撐和政策，解決國家相關(guān)基金和民間廣大基金投入開源軟件和開源硬件的問題。只有這樣，才能迅速推進我國的開源事業(yè)，才能促進我國軟件業(yè)得到更大更好的發(fā)展。

（本文根據(jù)中國工程院院士倪光南在“2020第二十四屆中國國際軟件博覽會”上的演講整理而成。）