攻克制造業轉型發展的最后一個堡壘
——工業軟件

文/叢力群 上海寶信軟件股份有限公司

面對工業軟件的討論，總是一個沉重話題，其實，這并不奇怪，因為工業軟件隱藏在工業之后，當感知到工業軟件已經成為制造的掣肘之時，對工業軟件的價值認知才會得到真正意義的強化，這比無數次的反復宣傳、說教都更有效，就意味著“工業軟件是制造業轉型發展必須攻克的最后一個堡壘”有了共識。

從發展態勢的分析研判未來方向

與其他制造行業一樣，鋼鐵行業工業軟件也是在鋼鐵業發展規律主導下發展的。中國鋼鐵業規模占據世界半壁江山，僅僅用了四十年時間。在飛速發展過程中，也存在被忽視和隱藏的諸多潛在問題：企業忙于發展而忽視積累，對大量引進先進裝備和工業軟件無暇做認真細致的自我消化、提升，并轉化為自身的知識積累，在引進、消化、再引進的重復中，工業軟件基礎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軟件的現狀：工業軟件就如同一張桌子，四類工業軟件分別構成桌子的四條腿。四類工業軟件支撐著鋼鐵工業軟件產業示意圖如圖1所示。

圖1 四類工業軟件支撐著鋼鐵工業軟件產業示意

這張桌子表面看似平穩，但四條腿分別以不同的方式存在。在工業規模迅速擴張時，人們的直接感知是：“桌面”是平的、穩定的，無暇顧及（或并不在意）桌子下面是什么狀態、會發生什么。通過分析，我們看到支撐工業軟件基礎的實際情景是運營管理、生產控制、服務保障，這些都已經或正在形成比較穩定的支撐，而研發設計則大部分依靠國外產品來支撐，是最具不確定的一條腿，當制造業轉型發展呈現更多對工業軟件的需求時，這張幾十年來構筑起的工業軟件其實并不十分牢固，隨時都有倒塌的風險。

在鋼鐵行業，各類工業軟件發展極度不平衡。對生產制造和運營管理類工業軟件具有極高的關注度，而對研發設計類工業軟件的關注和研討遠沒有離散制造業那么廣泛和深入，這是由行業的特點決定的。離散制造業是由設計驅動的，產品功能、性能、可制造性等均要在設計階段得以解決，對設計工具的依賴巨大；而鋼鐵行業是由制造來驅動的，鋼鐵企業面對的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，來保證產品質量、成本控制和交貨進度，而新鋼種的研發僅僅是極小一部分。反映在工業軟件開發應用上，與企業效率直接相關的生產控制和運營管理工業軟件就獲得了較好的發展空間。但這并不意味著研發設計工業軟件不重要，特別是在新材料開發領域，以及相關的工藝設計和優化方面，對此類工業軟件也有著極高的要求。

四大類工業軟件都有其需要補齊的短板和相對優勢，各自迫切要解決的重點方向均有所差異。為此，需要準確研判重點方向，設計研發機制、制定有效方法、配置相應資源來系統解決，在盡可能短的時間內在重點方向上取得突破。

對工業軟件發展的總體研判

（1）研發設計類工業軟件——致力“補短板”

高端的仿真設計、分析工具、先進控制等軟件已經是巨頭的壟斷市場，國內同類軟件僅在極少的細分領域，具備一些成果積累，短板明顯是不爭的事實。短期內實現替代既不現實，也不存在形成長板的可能，已經不具備可能通過市場化方式實現趕超或平等競爭。因此，需要構建全新的模式和機制，致力于“補短板”工作。而市場化是其中的要素之一。

“補短板”重點目標：從注重知識的積累做起，一方面，現有軟件功能要強化，追求專業化、標準化和工具化；另一方面，通過大量不同專業軟件的互聯、集成，推進平臺化應用，共同打造軟件生態，提升國內研發設計工業軟件的整體能力和水平。在此過程中，要充分發揮后發優勢，加大溢出效應，重點攻克面向數字孿生方向的基礎建模工具平臺，推動工具平臺與工藝設計、工廠設計的有機結合，將國內制造業的巨大應用需求真正轉化為工業軟件扎實進步的助推劑而非國外軟件進一步壟斷的“加分項”。

（2）生產控制類工業軟件——協力“促替代”

在生產控制類工業軟件方面，得益于國內鋼鐵業持續數十年蓬勃發展所提供的豐富多彩的場景，驗證和積累了大量自主成果應用的案例，很多技術成果處于國際先進水平，這是國內得天獨厚的優勢。因此，要培育市場環境，強化多方共同協調努力，協力促進以自主可控替代進口依賴。從表象上，國內生產控制類工業軟件還存在很多技術短板有待突破，本質上是缺少足夠的應用場景為國內軟件品質提升創造良好的生態環境。軟件開發商為了生存把主要精力放在贏得商務合同的機會上，而無暇顧及自身產品研發能力的提升的資源投入，用戶對國內軟件產品質量的擔憂，兩者疊加，相當程度上弱化國內軟件的成果價值，削弱了國內軟件品質提升的努力嘗試。

“促替代”重點環節：面向鋼鐵制造各工序過程SCADA軟件再設計；工藝建模與工藝-控制協同優化；工序界面控制與跨工序的協同優化；制造過程監控、預警、預測、應急處置；鋼鐵復雜生產過程智能自主控制軟件；物料跟蹤與在制品狀態可視化；能源監控、優化、調度與碳足跡。

以創新“促替代”是主要方向。MES已經在工業軟件競爭中打出了一片天地，需要借助工業互聯網發展的契機，加快軟件重構的步伐，奮力建長板，包括提高產品化水平，降低定制開發的比重；制定自主可控標準，推進綜合集成應用；形成運行穩定、安全高效、接口豐富、界面友好、方便移植的工業軟件系統，改善用戶體驗；利用AI技術融入更多智能化內涵；重構出可靈活部署的工業互聯網版本，實現MES功能在工業互聯網架構下的快速敏捷部署應用。

（3）管理運營類工業軟件——努力“建長板”

雖然在計劃排程、物流優化、財務管理等方面還有諸多研究開發工作有待深入，國內ERP軟件廠商依托貼近用戶需求和使用習慣方面形成的比較優勢。因此，依托現有市場機制，進一步增“長板”功能、拓“長板”領域，在這方面，工業軟件企業應該抓住當前難得的機遇期，在政府政策的加持下，努力獲得需求方的理解和支持，獲取更多的應用場景。

“建長板”重點方向：全程協同的高級計劃排程、大數據驅動的產品質量優化和成本控制、對存量軟件資產的集成和“延壽”等；充分發揮貼近用戶的既有優勢，將數據融入傳統業務功能，補足數據賦能不足；要在開發模式上，形成項目能力-產品能力-服務能力的提升；要努力推進質量工程，提升工業軟件質量、豐富功能，還要推進品牌工程建設，弘揚自主品牌，擴大品牌影響力。

以創新“建長板”需加大力度。開發面向人類經驗結構化的規則引擎和知識庫，使得一線操作、技術和管理人員方便地將自身的經驗結構化、顯性化、計算機化，變成企業知識的一部分，以便實現基于規則的系統決策；為面向全流程質量的動態分析判定和優化管控提供切實可行的軟件方法和工具；在工業互聯網平臺上，結合數字孿生技術、數據可視化技術、AR/VR技術、移動互聯技術等，為企業實現計劃層面的智慧型決策提供支持。

（4）服務保障類工業軟件——傾力“求創新”

隨著國家工業互聯網戰略的推進，新一代信息技術加速融入制造業，強力推動了制造型企業的數字化轉型，新的服務模式和創新應用正不斷地刷新我們對傳統制造業的認知，這也給工業軟件企業帶來了新的機遇和挑戰。在這些方面，國內技術的差距并不十分巨大，諸多方面國內外處于相同的起跑線上，關鍵是誰能盡快取得創新突破。因此，要傾力“求創新”。

“求創新”重點領域：完全無人值守的智能工廠；設備網絡化運維和預測式維護；多制造基地資源平衡；工業互聯網數據服務技術；供應鏈的互聯與協同；碳足跡、碳分析、碳交易等。

中國工業軟件的發展策略與思考

針對中國工業軟件現狀和發展趨勢，我們是否應該重新做一些思考，檢視深層次問題，有針對性地制定發展策略。我們要思考什么？

1）全社會都要消除“彎道超車”的思維方式，摒棄“運動式”開發模式。潛心研究，扎實推進，形成若干可量化評價、可市場推廣的軟件成果。

2）要針對不同類型的工業軟件，分類施策、精準施策，切忌四面出擊、全面開花，如：研究開發類工業軟件已經失去了僅憑市場方式實現趕超的機遇窗口，要解決開發“主體”缺位和開發機制設計問題，而其他工業軟件發展中，市場仍然是主體，政策發力點為工業軟件應用獲得更多的場景。

3）中國制造業規模大、市場化程度高、應用場景極為豐富是獨有的巨大優勢，要最大限度發揮到極致，扎實轉化為工業軟件發展的助推器、加速器。

4）嚴肅對待工業軟件的技術和品牌雙重挑戰。推進工業軟件質量工程和品牌工程建設，通過服務“促替代”，發揮優勢“建長板”，打造若干自主可控的核心技術并實現產業化、產品化、服務化。

5）回歸工業軟件發展以知識為核心之本源。以知識積累和知識庫構建為基礎、以產線（工序）數字孿生系統為重點、基于工業互聯網，利用大數據與工業機理相融合，實現對工藝過程和制造流程的動態智能優化，實現鋼鐵制造自主決策、自主應對制造過程中的不確定性的“超級自動化”過程，顯著改善行業/企業的運營效率。