中國造船與國產工業軟件之欠缺

呂龍德

秋風卷地驚夢人，向榮深處是幻景。中國號稱“世界工廠”，制造業規模之巨大舉世矚目，但自從美國制裁中興和華為、拋出連串“實體清單”，極力打壓中國制造業后，當層層外衣被剝落，人們發現中國工業其實遠沒想象中強悍，不僅許多核心技術缺失，而且連支撐制造業運轉的工業軟件都受制于人。我國造船工業軟件同樣為歐美國家壟斷，國內船企在設計、生產、管理上的國產工業軟件少之又少。這與我國作為世界最大造船國的地位極不相稱，也與中國造船的愿望不符，而且其中隱患更可能會對現有造船體系帶來不可預知的沖擊。因此，在反思教訓之余，加快自主化工業軟件的開發和應用，改變依賴國外工業軟件的格局，既是我國制造業當務之急，也是中國造船在實現由大變強進程中必須踏平的一個坎。

美國“實體清單”的背后居心

隨著中美貿易戰不斷升級，美國對中國的科技制裁、打擊越來越瘋狂。從2018年8月至今，美國政府共7次向我國發布了實體清單，被壓制的中國企業和機構達208家，涵蓋軍工、科技、芯片、核電、安防、人工智能、網絡安全等領域，成為全球實體清單數量最多國家。

在這份仍不休止的長長清單里，我國不少船舶企業或與船舶有關的機構也是赫然有名，如原中國船舶重工集團、原中國船舶工業集團、哈爾濱工程大學，特別是前不久把我國24家參與南海島礁建設的企業列入實體清單，其中中交建和中國船舶集團分別有5家公司和3家公司被制裁。值得強調的是，哈爾濱工程大學是國家211、985大學，是國內船舶工業、海洋開發等領域的人才培養和科學研究基地。因為事件發生得突然，當時該校一時嘩然，許多學生在不知情下竟然無法使用MATLAB軟件，而這一停用嚴重影響了該校師生正常開展教學和課題研究。

美國不遺余力地對我國推出實體清單，在技術層面大力壓制，其居心又是什么？實體清單是美國商務部產業與安全局用于對特定對象的出口限制，凡是落入該名單的實體均成為限制出口的對象。該概念由前美國總統布什于1990年首次提出，當時是為了防止美國出口物品被用于核武器制造，后來逐漸成為美國實施科技霸權的武器。企業或部門一旦被列入實體清單，美國政府即可根據《出口管理條例》限制對其出口、進口或轉口，這就意味著無法與美國有包括技術及其關聯產品在內的任何商業交易，在未得到許可證前，美國各出口商不得幫助清單上企業獲取受該條例管轄的任何物項。而透過美國對中國實施的實體清單，可發現大多制裁跟工業軟件有關。

美國之所以對我國這樣做，總的來說是害怕中國崛起，擔心中國制造業強大威脅其利益和安全。在無法通過核心技術制裁迫使中國屈服后，其于是妄圖在應用更廣泛更普及的工業軟件上做文章。概括地說，實體清單的目的無非有如下幾個：1、防止和打擊我國獲得必要的技術和產品，阻礙我國正常發展;2、通過限制高新科技產品和技術輸出，打壓和排擠我國企業，以卑鄙手段幫助美國工業摧跨競爭對手;3、以實體清單的制裁手段干預世界自由貿易，以國家安全為理由獲取超額利益;4、限制我國的科技產業發展和創新，以保證美國在科技領域的絕對領導和壟斷地位。

制造大國的工業軟件尷尬

工業軟件是指在工業領域里進行研發設計、業務管理、生產調度和過程控制的相關軟件與系統，包括研發設計類（CAD、CAE、PLM等）、生產調度和過程控制類（MES、SCADA等）、業務管理類（ERP、SCM、HRM等）三大領域。它以代碼的形式躲在硬件里，是工業化進程不可缺少的伴生物，也是工業制造的大腦和神經，尤以研發設計類最為核心和關鍵，如果沒有它，再高端的設備、再精湛的工藝也得癱瘓。譬如制造芯片如果缺了它，就無法借助計算機自動完成邏輯編譯、簡化、分割、布局、布線和仿真等程序。可以說，工業軟件定義了產品功能、企業流程、生產方式、企業創新能力和整個制造業的生態，實現了虛擬制造與實體制造的結合，重構了傳統的設計制造、測試、再制造的流程。作為“底層”技術，它雖然沒有高大上的光環，但不可或缺性決定了其不啻于核心技術的重要性。中國科協智能制造學會聯合體智能制造研究所副所長林雪萍更是直指工業軟件是智能制造、工業互聯網的內核。

我國是公認的制造大國，但工業軟件水平還相當孱弱，呈“管理軟件強、工程軟件弱;低端軟件多、高端軟件少”的特點，甚至有人直言我國工業軟件起碼比先進國家落后30年。事實上，我國工業軟件基本依賴于國外進口，是中國與西方技術差距最大的一個行業。據有關數據，世界工業軟件主要由德國西門子、法國達索、美國PTC等巨頭壟斷，歐美CAD、CAE在我國市場占有率分別達90%、95%以上，我國CAM市場也被國外把持。我國工業軟件與國外的差距主要體現在五方面：首先，國內工業軟件缺乏核心技術，自主創新不強。其次，軟件業與制造業融合程度不高，總體發展水平滯后于企業需求和應用水平。第三，國內工業軟件標準少、產業規模小、競爭能力不強，處于產業鏈及價值鏈中低端。第四，國內工業軟件綜合集成應用不全，程序兼容欠缺。最后，國內工業軟件多是單一軟件，缺乏集合多種功能軟件。

我國研發工業軟件的時間并不短，也取得了一定成績，但與工業強國的差距越拉越大，這既跟我國工業地位不符，又增加了“卡脖子”風險，而造成這種窘境，有內因也有外因。內因上，國家重視不夠，資金支持力度不大。據統計，從“十五”到“十二五”我國對工業軟件投入不超過2億元，還不及軟件公司Ansys2019年研發經費的1 /10。工業軟件來自工業，而我國尚未完成工業化，工業軟件研發本來就先天不足，更大問題是錯把工業軟件混同于IT軟件，成了國產軟件發展的硬傷。與此同時，國內工業軟件開發以高校、科研院所為主，企業很少參與，結果因為用戶市場缺失而陷入經營不善、難以驗證迭代和人才流失的惡性循環。

外因上，國外工業軟件大肆進入中國市場，并采取兩大手段扼殺國產工業軟件。一是通過捐贈和贊助，讓我國大學科研教育捆綁國外軟件，教授國外軟件操作，弱化國內軟件研發基礎性教育，導致我國大學科研院所工業軟件理論、算法、程序設計等能力退化，使學生養成使用國外現成軟件的習慣。二是放任國外工業軟件盜版在中國橫流。此舉目的是：利用盜版形成傾銷式市場擠壓，迫使國產工業軟件廠商失去生存和成長空間;利用盜版形成的低價，誘惑國內企業低成本甚至零成本先用起來，將其研發、生產如毒癮般鎖定在國外工業軟件，然后通過打擊盜版向中國企業獲取高額利潤。

國產造船工業軟件少之又少

作為制造業重要組成部分，船舶工業的特點是船舶產品繁多、小批量、工藝流程復雜、勞動力密集、建造周期長、管理難度大，所以跟一般工業軟件比較，船舶工業軟件除了一脈相承，使用的種類更多、要求更高和集成難度更大。在船舶領域，我國工業軟件起步并不比國外晚太多。上世紀八十年代末，我國已經開始進行船舶工業軟件研發，并取得了一些成果，如滬東中華研發的SPD、上海船舶工藝研究所研發的SB3DS、哈工程大和第七〇二所聯合牽頭開發的船舶流體性能評估軟件“中國數值水池虛擬試驗系統V1.0”、CCS開發的基于三維模型的船舶維護保養系統METE、外高橋造船自主研發的SEM和山東山大華天軟件有限公司擁有的CAD內核技術，以及數字化造船國家工程實驗室推出的“船舶與海工裝備虛擬制造國產軟件開發與產業化”項目等。其中滬東中華的SPD突破了船舶海量模型高性能顯示等多項關鍵技術，在國內許多船企得到了應用。在華南船舶行業，廣州紅帆電腦科技有限公司推出了“PDM系統”、“生產管理系統”等7大造船成熟系統，為國內造船發揮了積極作用。

但是，我國造船工業軟件不例外地跟其它制造業一樣采用 “拿來主義”，形成了國外軟件“先入為主”的局面，整個產業為國外企業壟斷，從設計到建造各環節的工業軟件幾乎來自歐美，能得以廣泛應用的國產船舶工業軟件少之又少，正如江南造船科技委主任胡可一表示，國外軟件在我國船舶工業中占據主導地位，核心的依然是國外軟件，雖然國內軟件也有，但多數容錯性及應用性不足，或者只是一些接口軟件，然后再加一些數據，在船舶工業所占份額極其有限。

我國船企使用的設計軟件主要為法國達索、美國PTC、英國AVEVA、西班牙SENER的產品，這些國外軟件在我國船舶設計軟件市場上占比超過90%以上。船舶分析評估軟件市場同樣也為歐美占據，主要產品有美國MSC.PATRAN/NASTRAN、法國ABAQUS、芬蘭NAPA、西門子STAR-CCM+、瑞典SHIPFLOW和DNV GLSESAM等。船舶建造管理軟件則廣泛使用法國達索DELMIA、西門子Tecnomatix Plant Simulation、芬蘭Visual Components、韓國EPM等。在船舶運維軟件上，DNV? · GL、NK、康士伯、瓦錫蘭產品充斥我國船舶工業。

我國現代造船業本身就起步晚，行業經驗積累相對薄弱，這不但成了我國造船工業軟件開發滯后的絆腳石，而且為國外工業軟件牢牢占據我國船舶工業市場提供了條件，因為船舶工業軟件不是買來就能直接使用，還需要應用企業根據自身實際情況進行二次開發與集成，所以一旦引進，就很難用別的軟件替代。此外，工業軟件興起之時，我國船舶工業的發展水平和程度還不高，自主研發船舶工業軟件的積極性和意愿不強，即使一些船企有所布局也只是自研自用，商業化程度低，加之船舶工業軟件學習成本高，用戶培養困難，新開發軟件難以實現商業化。這些因素使得國產船舶工業軟件從一開始就顯得步履維艱，在國外產品大舉入侵和泛濫下更是日漸凋零。

客觀地說，我國船舶業在短短二十多年里，一躍成為造船大國，長期在世界三大造船指標上占據榜首，國外先進船舶工業軟件的引進和應用居功不小，對提高生產效率、管理水平和技術能力等都有著促進作用，但隨著“科學無國界”越來越成為一句空話，原創技術制裁風氣越來越盛行，這種發展終究不是長遠之策，其隱藏的危險顯而易見，中國造船業不得不防。

船舶工業軟件進口化的種種弊端

中國工業還停留在“大而不強”的階段，處處受制于人，動輒被人“卡脖子”，就是因為缺少核心技術和工業軟件。我國船舶業也同樣存在著這種現象，靠買技術做強自己已經越來越行不通了，西方國家是不會給這樣機會的。中興、華為事件的發生和“實體清單”頻頻流出，已經為我國工業科技界重重地敲響了警鐘。

于造船業而言，先進的造船模式是提高競爭力的必由之路，智能制造是造船的未來方向，而這些都離不開自主可控的工業軟件。雖然我國船舶業不像通信行業那樣遭受到重大的技術制裁，但進口工業軟件的風險和困擾同樣存在，惡果的爆發只是時間遲早問題。國外工業軟件的壟斷局面對我國船舶業起碼有三大弊端。

第一，安全風險性。我國造船業體量大，各種關鍵技術、流程、知識、工藝及數據集成于工業軟件中，若過度依賴舶來品，又無有效措施防范進口軟件可能設置的“后門”，我國大量造船研發信息乃至國家機密就會被泄露，國家安全就會受到威脅和攻擊。類似事件屢見不鮮，遠的有2008年“微軟黑屏”、2011年Solidworks“泄密門”、2013年“棱鏡”計劃等事件，近的有日韓互刪“出口白名單”。

第二，阻礙性。國外船舶工業軟件的壟斷對我國本土船舶工業軟件的影響不言而喻。我國船企在使用外國軟件時會把大量設計、制造、管理信息反哺國外企業，特別是后續技術改進中對其進行的二次開發，船企大量數據和經驗為國外軟件優化添磚加瓦，更是直接抑制中國本土軟件發展。另外，國外根本不會也不可能出售最新科技成果的工業軟件，只出售前一代甚至前幾代數據的工業軟件。這就無形中助長了甘于現狀的風氣，也可能導致我國造船軟件永遠跟在其后面由人擺布。

第三，依賴性。這個隱患危害最大，也最可怕。由于自行封閉數據庫是工業軟件的共同特點，其通常會與各種自有知識庫整合在一起。長期使用國外軟件會造成對其特有功能和數據產生依賴性，而系統升級和替換時數據遷移及軟件商的維護終止也是十分頭疼的事情。這種情況帶來更壞的結果就是：過度依賴國外軟件，一旦國際形勢風云變幻，進口軟件被取消許可授權，我國船舶工業的研發、設計、生產、管理信息化運轉將可能遭受毀滅性打擊。當前，國際形勢錯綜復雜，國際戰略合作轉向戰略競爭，甚至可能變成戰略對抗，而美國對中國實施科技打壓就足以說明未來走勢。這種形勢下，作為高度依賴外國軟件的我國船舶工業完全有可能成為下一個打壓對象。或許有人會認為，我國船舶工業軟件多數來自歐洲，使用美國的較少，目前僅是中美關系惡化，所以造船業在這場貿易戰所受影響不會太大。但要知道，縱然歐洲企業不禁售，也不可掉以輕心，因為許多歐洲軟件公司與美國都有關聯，比如西門子和達索的CAD所屬產品生命周期管理研發部門就設在美國，它們幾乎所有CAD/CAE軟件的授權都與美國有關。

自主發展的利與不利

“底層”科研技術的缺失幾乎是所有后發國家工業都面臨的問題和劣勢。我國工業軟件出現今天的局面，有先天問題，也有后天問題。美國科技制裁大棒揮起時，既為我國工業科技制造了障礙，也喚醒越來越多人重新審視工業軟件及我國走過的軟件之路。這無疑是一個積極信號，也釋放出令人振奮的能量。雖然我國是工業后發國家，在工業軟件上走了不少彎路，承受了不少教訓，但此時奮起直追仍是亡羊補牢為時不晚。

我國還未經歷過完整的工業革命，改革開放后幾乎是跑著發展工業，欠缺深厚的制造底蘊和技術經驗積累。這是我國推進工業軟件自主研發進程的最大不利，因為工業軟件不是計算機軟件，其涉及數學、機械、電氣傳動與控制、工藝融合及應用等學科，如果沒有豐富的工業基礎知識和制造經驗，是不可能設計出先進工業軟件。加之過去我國開發模式大多以院校和研究機構為主導，在方向上混淆不清。這樣，也就造成我國這方面人才奇缺，既懂工藝、電氣、機械，又懂軟件開發，以及有系統架構規劃能力的人少之又少。

由于這些年養成的習慣，很多企業已對購買和應用國外工業軟件當成一種定勢思維，一時半時還不適應或者不相信甚至不屑于使用國產工業軟件，這對本來就市場蕭條的本土軟件將是更大打擊，嚴重阻礙工業軟件國產化率提升。與此同時，把工業軟件視作IT軟件的錯誤觀念也可能在一定時期內遺留。總之，這些認識偏差無疑是我國工業軟件產業需要克服的不利因素。此外，雖然我國近年加大力度打擊盜版行為，但知識產權保護不力仍然普遍存在，其結果就是國外工業軟件更加泛濫，而國產軟件權益則得不到有效保護很可能加劇研用脫節。或許，影響我國做大做強工業軟件產業的因素還有很多，可上述這些不利因子終究是繞不開的事實。

中國工業軟件自主發展的障礙和困難重重，但也不乏機會。首先，中美貿易戰和科技壓制爆發后，我國工業軟件危機意識空前高漲，上至政府下到企業都對此高度重視，強烈要求工業軟件實現國產化。其中，國家將其放到了越來越重要發展戰略位置，不僅加大資金支持，而且在政策上予以大力扶持，如工信部繼2018年提出“加快工業技術軟件化，加快制造業數字化轉型”的政策指引，今年3月又發布了《關于推動工業互聯網加快發展的通知》，要求打造工業軟件產品，加快部署應用。日前，國務院更是印發了《新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展的若干政策》，把推進工業軟件上升到舉國體制。這既彰顯了國家的決心，又為我國工業軟件的本土化帶來了曙光和希望。可以預見，未來“十四五”將會更多地對工業軟件產業進行部署。其次，中國有世界門類最齊全、規模最大的工業，也有世界一流的工業企業。這是我國彌補缺失完整工業化的巨大優勢，如果合理組織，是完全有可能開發出躋身世界一流的工業軟件。另外，我國工業軟件經過幾十年探索，已經積累了很多經驗，打下了一定基礎，也將會為后續的工業軟件研發提供有益幫助。第三，我國有巨大的市場需求和市場潛力，有足夠大的發展空間。如果這種消費能力一旦能引向國產工業軟件，其推動能量將是無法估計的。從未來趨勢看，國內企業使用工業軟件優先向本土產品傾斜也是完全可能的。最后，我國有很好的舉國體制優勢。中國的社會主義制度歷來有舉全國力量辦大事的傳統，并在重大項目和發展中取得了巨大成功。今年，我國之所以能在抗擊疫情中取得成功，明顯是得益于一呼百應的舉國制。有了舉國制作支撐，就能對工業軟件組織起頂尖科研力量進行攻關，就能持續投入資金解決實際問題，就能協調軟件企業與制造企業合作，促進研發產品推廣應用。相信舉國制能在我國工業軟件探索中得到很好運用，并使之成為新的成功典范。

這些有利條件對我國工業軟件產業、制造業的未來釋放了非常積極的信號，同樣于中國船舶業也是極其鼓舞人心。在這有利的歷史關頭，中國造船業乃至我國工業開打軟件自主化攻堅戰正當其時。

中國造船需要做些什么？

船舶工業軟件作為工業軟件其中一種，其研發難度大、風險高、成本高、周期長，同樣要求具備數學架構、顯示引擎、人機操作、功能模塊、集成互通等方面能力，要打破國外壟斷局面，真正實現船舶工業軟件自主化，不僅需要精準政策和國家支持，更需要造船業與其它工企、軟企、院校、科研所等通力合作和耐心耕耘，而造船業作為船舶工業軟件的研發參與者和使用者，在整個產業中又無疑扮演著最重要的角色。為此，我國造船業應當做好以下幾方面工作。

一是我國造船業要拋棄速勝幻想，樹立信心，腳踏實地補齊短板，如基礎學科薄弱、工業和軟件復合型人才缺乏等，采用產學研聯合及船舶、計算機跨領域合作等方式，從行業層面統一規劃、協同發展，實現國內船舶工業軟件研發系統性突破，保障船舶工業數字化、智能化可持續發展。在研發上，我國大型船企應發揮起主導作用，加強與信息等行業合作，甚至通過并購和投資軟件公司來確保工業和信息行業發揮各自優勢，避免出現軟件產品技術不夠先進、更新不夠及時、與工業生產不匹配等問題。對此，滬東中華、外高橋造船等知名企業都有較為成功的先例，但還有很大的提升空間。與此同時，推出新產品后要加強推廣應用，并爭取國家在這方面予以實實在在的政策和資金支持。

二是船企要從敢于和樂于使用國貨上去切實支持國產船舶工業軟件的發展。好的軟件是用出來的，只有用戶反復使用、糾錯和反饋，軟件才會得以不斷完善和更新迭代，也只有把國內市場做大并向國外拓展，國產船舶工業軟件產業才會真正強大起來，國外軟件才會逐步從中國市場退出去，最終為推動我國造船業高質量發展形成一個良性循環。很自然，剛開始時，國產軟件在性能或效率等方面會不如原本使用的國外軟件，這時就需要國內船企的魄力和大局意識。

三是行業組織要建立行業數據標準、底層核心技術和統一軟件架構，推動船舶行業內部資源整合、一體化軟件架構平臺開發，提升并健全自主軟件的配套服務能力，強化供需對接，助力自主船舶工業軟件市場推廣，以提升自主工業軟件商業化應用水平及其競爭力。同時，要引導和支持重點船企加強與國產軟件機構、互聯網企業合作，促進社會資本積極進入船舶工業軟件產業。

四是要老老實實地一頭扎下去開展研發。船舶龍頭企業要有研發專項資金的規劃，確保自主滾動研發順利展開。中小船企也應發揮自己在細分領域的優勢，積極布局、配合和參與軟件研發，促使大研發行業氛圍形成，推動專業人才大量涌現。

五是方法上，不要盯著第一梯隊或者第二梯隊追趕，不要追求軟件開發“大而全”，而應立足自身實際，走垂直行業特色路線，把研發方向定位于基礎通用、行業通用和企業專用三個層面。這樣做有利于發揮基礎軟件開發商、行業軟件二次開發商和企業的客戶化開發等各級主體的特長和積極性。

誠然，實現船舶工業軟件自主可控并非為了排斥國外的產品和技術，而是要打破完全依賴、完全拿來的局面。否則，這跟我國的開放政策也是格格不入。因此，在研發船舶工業軟件的時候要注意融入全球工業軟件發展的生態系統，學習和借鑒國外的先進經驗和技術，利用“他山之石”推動我國船舶工業軟件產業的進程發展。

雄關漫步真如鐵，而今邁步從頭越。我國工業已經到了轉型升級的關鍵階段，而嚴峻的國際形勢又迫使工業軟件唯有自主化一條路可走。要走好這條路，可能會很難，也可能需要漫長的時間，但相信我國在知恥后勇的精神激勵下一定能跨過工業軟件的高山深坑。中國制造業加油！中國造船業加油！