汽車產業(yè)工業(yè)軟件洞察：從輔助到支配

唐湘民，張祥鶴，劉建文

（廣州汽車集團股份有限公司，廣東廣州 510623）

0 引言

數字化大潮正席卷全球，引發(fā)各行各業(yè)朝著數字化智能化方向發(fā)展，而工業(yè)軟件是實現數字化智能化的關鍵要素。工業(yè)軟件貫穿企業(yè)價值鏈：從研發(fā)、工藝、制造、物流到服務，打通從設備、產線、車間到企業(yè)運營，實現企業(yè)內外部整個生態(tài)的協(xié)同。

汽車產業(yè)是國家的支柱產業(yè)，工業(yè)軟件在汽車產業(yè)中應用廣泛，無處不在。全面探索汽車產業(yè)與工業(yè)軟件相互促進、融合發(fā)展的深層次規(guī)律，深入研究工業(yè)軟件在汽車企業(yè)數字化轉型和智能制造中的價值創(chuàng)造，無論是對推動國產自主可控工業(yè)軟件發(fā)展，還是對汽車企業(yè)在數字化時代贏得核心競爭力，都有重要的現實和戰(zhàn)略意義［1］。

1 新一代信息技術推動汽車產業(yè)數字化轉型

1.1 信息技術發(fā)展與新一代信息技術

首先簡要回顧信息技術的發(fā)展歷程。早期的計算機主要是大型主機，服務于大學和科研單位的科學研究，用戶人數非常少。從1985 年開始，個人計算機得到廣泛應用，隨之而來的互聯(lián)網技術推動了BS（Browser-Server）架構和CS（Client-Server）架構的各種應用系統(tǒng)的快速發(fā)展，即企業(yè)信息化建設中開發(fā)和建設的一系列業(yè)務管理信息系統(tǒng)（例如ERP、MES、PDM 等），在企業(yè)業(yè)務工作中應用電腦和信息系統(tǒng)也越來越普遍，用戶人數極大增加。

大約從2005 年開始，以云計算、移動互聯(lián)、大數據、社交平臺為特征的新一代信息技術推動了計算機和智能產品在普通大眾中的廣泛應用。隨著移動互聯(lián)技術的商業(yè)化應用，手機得到快速普及。普通民眾都用上了手機，用戶從企業(yè)單位的計算機用戶變成了社會用戶。社會用戶逐漸增多，移動應用也相應增多，各種移動應用蓬勃發(fā)展，數據量呈爆炸式增長。信息的獲取、使用、控制以及共享變得快速和廉價，從而產生真正的大數據，進而形成大數據技術和數據科學。同時，企業(yè)的數據中心已經無法容納和處理這么多數據，于是就有了云計算技術和云數據中心。

云數據中心具有海量存儲和計算能力，使越來越多的產品和設備可以互聯(lián)，從而推動了物聯(lián)網的發(fā)展。移動互聯(lián)、大數據、云計算、物聯(lián)網等新一代信息技術催生了新產品、新模式、新業(yè)態(tài)不斷涌現［2］，使萬物感知、萬物互聯(lián)、萬物智能成為可能［1］。

人們進入了移動化、物聯(lián)化、智能化、服務化的數字化時代。

1.2 汽車產品發(fā)展趨勢及汽車企業(yè)數字化轉型

汽車是不斷集成最新科技成果的產物，新一代信息技術是當今最具影響力的科技成果。

汽車一百多年的發(fā)展史就是不斷集成最新科技成果的歷史。最早的汽車屬于機械產品，伴隨著電子技術的不斷發(fā)展演變成機械電子產品。今天的汽車，通過不斷集成最新信息通信技術，正演變成為數字化智能產品。汽車產品的發(fā)展趨勢是“電動化、智能化、網聯(lián)化、共享化”，即汽車的“新四化”。

汽車企業(yè)過去是“以產品為中心”，通過精工極致工程、JIT（Just-in-Time）等技術和管理手段打造高品質的汽車。數字化推動了汽車企業(yè)向“以用戶為中心”轉變，如圖1 所示。新一代信息技術是數據、連接、智能的使能技術，也是智能駕駛、車聯(lián)網、智能座艙等汽車智能化的底層技術。因為有了車聯(lián)網，汽車企業(yè)隨時連接著汽車產品；而通過移動應用（車主App）隨時連接著用戶。車聯(lián)網、移動應用、社交媒體等為汽車企業(yè)提供了汽車運行狀況和駕駛員駕駛行為、購車意愿和傾向、對服務的個性化需求等大數據，汽車企業(yè)可以在產品研發(fā)、生產制造、供應鏈協(xié)同、營銷服務等價值鏈各環(huán)節(jié)用數據開展工作，從而開發(fā)出用戶真正喜愛的產品，并提供不斷超出用戶期待的服務，實現企業(yè)“以用戶為中心”的新的經營理念。

Fig.1 Digitalization promotes the transformation of traditional automobile enterprises from"product-centered"to"user-centered"Hi-tech enterprises圖1 數字化推動傳統(tǒng)汽車企業(yè)從”以產品為中心”向“以用戶為中心”的科技型企業(yè)轉型

隨著汽車“新四化”的逐步實現，傳統(tǒng)形態(tài)的汽車將不再有競爭力。大眾CEO 斷言：傳統(tǒng)汽車制造商的時代已經結束。數字化進程正推動著產品形態(tài)、生產方式、消費習慣、商業(yè)模式、產業(yè)組織和生態(tài)格局的深刻變革［3］。以數字化為基礎的智能產品、個性化定制、精準營銷、網絡化服務不斷涌現，傳統(tǒng)汽車企業(yè)必將通過數字化轉型成為科技型企業(yè)。

2 工業(yè)軟件在汽車產業(yè)中從輔助走向支配

當今的汽車產業(yè)工業(yè)軟件無處不在。這是在過去十幾年信息化和工業(yè)化的兩化融合過程中，中國汽車企業(yè)推進信息技術與產品、業(yè)務、技術等融合的結果［4-5］。廣州汽車集團、長安汽車集團、中國第一汽車集團、吉利汽車集團、小鵬汽車等汽車企業(yè)大力開展信息化建設，各類工業(yè)軟件，包括研發(fā)設計類（CAD、PLM 等軟件）、生產控制類（MES、DCS 等軟件）、業(yè)務營運類（ERP、CRM 等軟件）、嵌入式軟件（工業(yè)通信、汽車電子等軟件）等得到廣泛應用，基本上覆蓋了業(yè)務價值鏈各環(huán)節(jié)。

基于在重慶長安汽車公司建設支撐“五國九地”研發(fā)網的長安汽車數字化研發(fā)平臺和廣州汽車集團汽車工程研究院的“全球研發(fā)辦公一張桌”等汽車企業(yè)工業(yè)軟件開發(fā)和應用實踐，通過對信息技術的發(fā)展歷程及在汽車企業(yè)產品開發(fā)和業(yè)務營運兩方面的典型案例分析與研究，本文提煉出其發(fā)展規(guī)律和數字化時代新的定位，提出信息技術與產品和業(yè)務融合三階段的論斷，即信息技術與產品和業(yè)務的融合可以分為輔助、支撐、支配3 個階段。在支配階段，產品由軟件定義，業(yè)務由數字化平臺支配［1］。

2.1 信息技術與產品融合的三階段：輔助、支撐、支配

早在30 多年前，信息技術便開始應用于汽車產品研發(fā)，在汽車產品設計中最具代表性的應用是利用軟件進行三維設計和仿真。不過，那時的設計仿真軟件主要起到輔助產品設計的作用，因而叫計算機輔助設計（Computeraided Design，CAD）、計算機輔助工程（Computer-aided Engineering，CAE）。汽車產品是硬件，軟件相對于汽車產品則是完全獨立的（見圖2）。一款汽車不包含軟件代碼，也基本上沒有數據，這時候的硬件和軟件是分離的。這是信息技術“輔助”產品開發(fā)階段。

Fig.2 Three stages of the integration of information technology and products：assistance，support and domination圖2 信息技術與產品融合的三階段：輔助、支撐、支配

軟件融入汽車產品是從嵌入式系統(tǒng)開始。嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件的綜合體，是軟件驅動產品智能化的技術基礎。隨著微處理器的性能以“摩爾定律”迅速提升，芯片的體積越來越小，存儲能力越來越大，計算速度越來越快，因此在各種產品中迅速得到廣泛應用。汽車產品中的各種功能采用嵌入式系統(tǒng)實現智能化，因而汽車產品中有了越來越多的軟件和軟件代碼。硬件和軟件有了一定程度的融合，軟件支撐硬件實現產品功能。這是信息技術“支撐”產品階段。

今天的智能化產品中有了大量的軟件代碼，具有強大的數據處理和計算能力。產品通過軟件定義實現其新的功能和功能的智能化，軟件開始支配硬件。這是信息技術“支配”產品階段。

從最早的軟件輔助硬件，到今天軟件支配硬件，軟件或者信息技術越來越重要。

在信息技術支配階段，軟件支配硬件。過去只能通過硬件實現的產品功能，現在通過軟件即可實現。

例如，早期的智能手機并沒有手電筒的功能，但后來突然就有了。這一新的功能并不是通過硬件實現，而是手機的軟件版本自動更新后通過軟件產生。手機帶有照相用的閃光燈，閃光燈是硬件，手機中的軟件通過定義閃光燈的不同行為就可以產生不同的功能。照相時手機的軟件通過一個脈沖信號控制閃光燈短暫地亮一下。閃光燈和手電筒的不同在于閃光燈只短暫地閃亮一下，而手電筒需要一直亮著。因此，要讓手機具備手電筒的功能，只需要軟件產生一個階梯信號即可控制閃光燈一直亮著。硬件完全一樣，只是控制它的軟件不同，這就是軟件定義硬件，產品功能通過軟件實現。

通過軟件實現過去只能通過硬件才能實現的功能可以有很多應用場景。例如，會議中演講者常用的話筒和激光筆此類電子設備就可以被軟件所取代，即通過軟件在手機上實現它們的功能。因為，手機本來是用來通話的，演講者可以用手機做話筒。要實現這一功能，只需要為手機開發(fā)高質量語音接收和連接音箱的軟件。當一個人演講時，手機就能接收到演講者的語音信號，又由于萬物互聯(lián)，手機接收到的語音信號就可以傳遞給音箱。這樣，手機通過新的軟件就增加了話筒的功能。同理，既然手機有手電筒的功能，就再為手機開發(fā)一個應用程序（手機APP），手機就有了激光筆的功能。手機有了這樣兩個小的應用軟件，今后任何人走上講臺拿著手機就可以講話了。

通過軟件實現話筒和激光筆這些硬件的功能就是軟件定義產品。今天的工業(yè)軟件在產品中開始處于“支配”地位。信息技術與產品的融合進入了“支配”階段。

2.2 信息技術與業(yè)務融合的三階段：輔助、支撐、支配

信息技術與業(yè)務的融合也可以分成輔助、支撐、支配3個階段。

20 多年前，對于企業(yè)中的一項業(yè)務工作而言，信息技術也只是起輔助作用。以4S 店汽車銷售這一業(yè)務活動為例，當時的銷售業(yè)務主要靠銷售人員向來客介紹產品，因此，業(yè)務的開展要求銷售人員對車型及其性能等信息非常熟悉。一旦有來客愿意購買，銷售人員就會將來客帶到展廳后面的辦公室，利用經銷商管理系統(tǒng)（Dealer Management System，DMS）將客戶信息、購車信息等錄入并產生訂單。銷售活動應用信息系統(tǒng)，就是信息技術在“輔助”業(yè)務的開展，但銷售人員是業(yè)務活動的主體。

平板電腦和VR（Virtual Reality）技術的出現為汽車銷售業(yè)務提供了有力的技術支撐。盡管大多數4S 店建得寬敞舒適，而汽車產品在款式、配置、顏色等方面有很多選擇，4S 店卻只能展示非常有限的車型。平板電腦和VR 技術正好為4S 店彌補這一局限。銷售人員向來客介紹車型時就可以用平板電腦展示各種車的性能、配置等。這是信技術與業(yè)務融合的第二個階段，即信息技術“支撐”業(yè)務工作的開展。

第三階段即在數字化時代，汽車企業(yè)提供數字化營銷平臺，銷售業(yè)務在數字化平臺中開展。在數字化營銷平臺上，客戶基本上都能找到想要的各種信息，也可以在線訂購。數字化平臺是工業(yè)軟件的一種形式，在銷售業(yè)務中處于“支配”地位。銷售人員的作用已經大為降低，從過去的支配地位轉換成輔助角色。

廣州汽車集團建設的數字化營銷平臺，構建了客戶、銷售店、汽車企業(yè)這樣一個黃金“金三角”。數字化平臺“支配”營銷和服務業(yè)務，實現了新的營銷模式。

信息技術與業(yè)務的融合也是從原來的“輔助”到“支撐”，再到“支配”。

3 汽車智能化是工業(yè)軟件新的主戰(zhàn)場

汽車經過100 多年的發(fā)展和變遷，按照產品主要特征，可以分為3 個階段，即“機械產品”階段、“機電產品”階段以及今天的“智能網聯(lián)產品”階段。軟件真正開始出現在汽車產品中，是為了實現汽車特定功能的智能化，在其“機電產品”階段。

“智能”涉及3 個基本步驟，即感知、決策、執(zhí)行。例如，汽車進入隧道，大燈會自動亮起；下雨時汽車的雨刮會自動開啟，雨停了則會自動停下。在這一過程中，汽車首先感知到在隧道中日光變暗，下雨時擋風玻璃有雨點，汽車中的電子控制單元ECU（Electronic Control Unit）對感知的情況進行分析決策，從而驅動大燈亮起、雨刮開啟去執(zhí)行。整個過程涉及“感知—決策—執(zhí)行”3 個步驟，實現汽車特定功能的智能化。

汽車的功能智能核心是電子控制單元。每個控制單元都可看作一臺簡化了的小型計算機，用來接受輸入信息，然后對各種信息進行處理、分析，再將處理結果作為執(zhí)行指令輸出。電子控制單元是軟件和硬件的結合體，而其中的“嵌入式”軟件決定功能的智能化。

汽車的電子控制單元既可以用于為用戶提供智能化功能（如大燈自動亮起），也可以用于對汽車產品本身提供復雜工況下的智能化控制。例如，發(fā)動機的電子控制單元會接受來自進氣壓力傳感器、發(fā)動機溫度傳感器、油門踏板位置傳感器、發(fā)動機轉速傳感器等信息，在經過分析和處理后會發(fā)送相應的指令以控制噴油嘴的噴油量、點火提前角等。

為豐富汽車的智能化功能，汽車企業(yè)不斷搭載各種電子控制單元。從防抱死制動系統(tǒng)、四輪驅動系統(tǒng)、電控自動變速器、主動懸架系統(tǒng)，到現在逐漸延伸到車身各類安全、網絡、娛樂控制等領域。

20 世紀90 年代初，一輛汽車上的平均電子控制單元（ECU）個數不到10 個，而現在一輛車的ECU 已超過100個，高端汽車的ECU 甚至達300 個以上。例如，從1993 年到2010 年，奧迪A8 車型上使用的ECU 數量從5 個驟增至100余個。

ECU 數量迅速增長帶來很多問題。首先，隨著ECU 數量的增加，連接ECU 的線束也越來越多（特斯拉Model S 的線束總長度達3km），而各種ECU 的功能出現協(xié)同困難，系統(tǒng)互相排斥。盡管汽車上的軟件代碼越來越多，汽車的智能化卻受到ECU 的計算能力、數據處理能力等各種限制。

真正實現汽車智能化，打造智能網聯(lián)產品，首先要進行軟硬件分離，以軟件控制硬件，實現軟件定義汽車。軟件要控制硬件，就需要車載操作系統(tǒng)，應用軟件運行在車載操作系統(tǒng)上，后臺是強大的云平臺。因此，智能網聯(lián)汽車是基于全新電子電氣架構，主要由硬件層、軟件層、云服務平臺構成［6］。汽車產品從“機械產品”到“機電產品”是進化，而從“機電產品”到“智能網聯(lián)產品”（見圖3）則是一種躍升，從而實現軟件定義汽車。

Fig.3 Automotive evolution from mechanical products to softwaredefined intelligent，connected products，software defined vehicle圖3 汽車從機械產品演進到軟件定義的智能網聯(lián)產品，軟件定義汽車

智能化汽車的自動駕駛通過環(huán)境感知、分析決策、控制執(zhí)行3個步驟實現，如圖4所示。

在單車智能中，傳統(tǒng)意義上的汽車已淪為智能化3 個步驟中的執(zhí)行機構。事實上，智能網聯(lián)汽車還需要車路協(xié)同、大數據技術和云平臺的支撐。智能網聯(lián)汽車是一個數字化產品，是一個包括智能駕駛平臺、智能座艙平臺、云服務生態(tài)系統(tǒng)、大數據平臺以及移動APP 等完整的數字化生態(tài)系統(tǒng)［7］。

軟件定義汽車的本質是基于軟件打造系統(tǒng)、平臺及數據處理能力，包括：①車載操作系統(tǒng)：軟件對硬件的支配能力；②云服務平臺：強大的應用、計算、生態(tài)服務能力；③OTA：通過軟件遠程更新，實現功能不斷增加和體驗不斷提升；④數據的上傳下載：所有車的運行狀態(tài)數據都會傳到云端，圍繞這些信息數據的是海量的應用場景；云服務平臺可以下載各種數據如交通信息、氣象信息、影音娛樂信息等；⑤大數據和人工智能技術應用：基于大數據對車和車主提供各種服務；通過機器學習，使汽車越來越智能。

Fig.4 Cars in traditional form will become the executing body of intelligent vehicles in the digital ecology圖4 汽車智能化數字化生態(tài)，傳統(tǒng)汽車將成為智能化汽車的執(zhí)行機構

汽車智能化不僅是傳統(tǒng)汽車企業(yè)的主攻方向，也是科技型企業(yè)進入汽車產業(yè)的關鍵領域。不管是傳統(tǒng)汽車企業(yè)，還是造車新勢力，還是ICT（Information Communication Technology）企業(yè)（如華為、百度、阿里等）都在全面或多個關鍵技術上發(fā)力［8］。

廣汽集團提出在智駕、智聯(lián)、智享三大領域建設五大平臺：電子電氣架構平臺、智能駕駛平臺、數字座艙平臺、智聯(lián)終端平臺、云服務生態(tài)平臺［9-10］，為用戶提供先人一步的科技享受，力爭成為汽車智能化的行業(yè)引領者。

華為的汽車戰(zhàn)略是：華為不造車，華為幫助車企造好車，用戶用好車。具體措施包括5 個部分：智能駕駛、智能座艙、智能能源、智能網聯(lián)、智能車云［11］。華為的汽車戰(zhàn)略五部分，其實質是打造智能網聯(lián)電動汽車的一體化體系，而軟件是其核心。

汽車從過去通過ECU 提供的功能智能到今天由軟件定義的整車智能（不管是單車智能還是車路協(xié)同的智能化），都是通過軟件加以實現。嵌入式軟件屬于工業(yè)軟件的一種類型，在工業(yè)企業(yè)通常是指智能裝備中的軟件。汽車中的嵌入式軟件是工業(yè)軟件，今天智能化汽車的軟件，包括車控軟件平臺、車載應用軟件等，是嵌入式軟件的延伸。因此，汽車智能化軟件也應屬于工業(yè)軟件。

汽車產業(yè)是國家的支柱產業(yè)，是體現國家競爭力的標志性產業(yè)，其數字化轉型對于產業(yè)結構優(yōu)化升級，推動我國智能制造高質量發(fā)展都有十分重要的意義。汽車企業(yè)要構建數字化產品戰(zhàn)略和生態(tài)戰(zhàn)略思維，需要與下游供應商、互聯(lián)網等企業(yè)共同打造智能化產品和智能化生態(tài)服務等。因此，汽車智能化是工業(yè)軟件新的主戰(zhàn)場。

4 工業(yè)軟件開發(fā)與應用是汽車產業(yè)轉型升級的關鍵

工業(yè)軟件作為信息技術的主體，是產業(yè)創(chuàng)新變革的核心，是產業(yè)轉型升級的關鍵［12］。工業(yè)軟件應用廣泛，貫穿企業(yè)全價值鏈：從研發(fā)、工藝、制造、物流到服務，打通從設備、產線、車間到企業(yè)運營，實現企業(yè)內外部整個生態(tài)的協(xié)同，為汽車產業(yè)的業(yè)務和產品創(chuàng)造價值。

4.1 工業(yè)軟件在汽車產業(yè)業(yè)務中的價值創(chuàng)造

汽車產業(yè)的工業(yè)軟件應用在各個層級，從特定場景應用到復雜的智能化生產。

工業(yè)軟件是工業(yè)知識和技術的軟件化。特定場景的工業(yè)知識軟件化的典型應用是工業(yè)APP［13］。

工業(yè)軟件包括通用軟件和基于知識的專業(yè)軟件。通用軟件只是幫助設計人員完成設計，真正設計的主角是人的知識通過工具軟件去實現。例如，設計一款汽車或發(fā)動機，通用軟件只是在計算機中實現人的設計創(chuàng)意，軟件并不會自動告訴設計者如何設計好汽車或發(fā)動機，設計人員需要開發(fā)專業(yè)軟件，這才是真正涵蓋工業(yè)知識的軟件，由企業(yè)內部自己開發(fā)而來。

工業(yè)企業(yè)的工程師們利用通用的軟件工具研發(fā)設計各種產品。常用的通用軟件包括達索公司的Catia 和Autodesk 公司的Inventor 等三維設計軟件、MSC 公司的NASTRAN 和十灃科技公司的QFlux 等結構仿真和流體仿真軟件［14］。一個單位或研發(fā)團隊既有經驗豐富的工程師，也有缺乏設計經驗的年輕工程師。可以設想，有經驗的工程師利用這些通用軟件就能高效設計出好的產品；而對于年輕的工程師，即使向他們提供這些工具軟件，他們也不容易完成設計任務，因為他們沒有設計產品的知識和經驗。

為提升團隊的整體能力和提高整體效率，通常這些經驗豐富的工程師需要手把手地向年輕的工程師傳授知識和經驗。或者，能力更強、知識更豐富的專家可以寫一本專業(yè)著作供年輕工程師們學習；有一定經驗的工程師也可以寫專題文章、規(guī)范指南、技術文獻，甚至錄制一些短視頻供大家參考。企業(yè)的知識工程目前大多是以這種方式傳授和復用知識［15］。

在數字化時代，一切皆可數字化。知識和技術也可以數字化，即知識和技術可以封裝成工業(yè)應用軟件（工業(yè)APP），以軟件的方式得以傳播和復用。

工業(yè)APP讓有經驗的工程師將他們的知識、技術、流程、方法等通過低代碼或零代碼實現模型化、軟件化，從而封裝成一個個的軟件包，年輕的工程師通過應用工業(yè)APP就能夠擁有通常只有資深工程師才具備的技能，如見圖5所示。

Fig.5 Industrial technology/knowledge is packaged to be an industrial APP，along with others forms an APP library，and are used as software for research and development圖5 工業(yè)技術/知識封裝成為工業(yè)APP并形成APP庫，為研發(fā)工作通過軟件方式開展工作

知識封裝成為工業(yè)APP 的價值可以這樣理解：設想一套新房子待裝修，是裝修成中式風格還是歐式風格？這兩種風格的家具、燈飾、窗簾、廚房布局等都大不一樣。一套好的方案，不管是中式風格還是歐式風格，都需要具有豐富家居經驗和藝術涵養(yǎng)的專業(yè)人員才能設計出來。但是，只要將需求告訴裝修公司，他們很快就能拿出兩套方案。每套方案通常都是以三維渲染的方式呈現，每個房間看起來都精美而真實。為什么這么復雜的設計能夠如此高效地完成？因為，這些需要專業(yè)知識才能設計出來的家具、燈飾、廚房布局等都已經存在，他們是一個個三維數模或模型，而且這些三維數模的尺寸、材料、顏色、材質等等都是可以調整的。每一件家具都是由經驗豐富的設計人員之前就已經設計好了的，這就是一個個APP。裝修公司有著非常豐富的模型庫，針對你家房子的布局和需要的裝修風格，設計人員只要調用這些數模或者叫模板，就能夠很快設計出一套令人滿意的方案。這樣的理念，用到汽車的研發(fā)、制造、服務各方面，就是要將汽車產業(yè)中各項工作的知識/技術封裝成一個應用程序，即工業(yè)APP，建立汽車企業(yè)自己的工業(yè)APP 平臺和開發(fā)一系列工業(yè)APP，就能有效復用各種知識，從而極大提高團隊整體效能和工作效率［16］。

因此，在企業(yè)建立工業(yè)APP 的工業(yè)應用軟件庫，年輕的工程師就能像經驗豐富的工程師一樣通過應用這些APP 做出有成效的工作，這就是知識的傳承和復用。過去人們總結和傳授知識，主要靠寫書，寫文檔、寫規(guī)范，現在將知識變成軟件，變成工業(yè)APP。工業(yè)APP 與傳統(tǒng)方式相比具有明顯優(yōu)勢。首先是“在線”，工業(yè)APP 可以隨時得到應用；其次是“交互”，用戶通過工業(yè)APP 的界面可以與封裝的知識進行多層次的交互，從而為不同場景下各種工況的問題提供正確的解決方案。這是傳統(tǒng)的文檔、著作、視頻等所不具備的功能。以工業(yè)APP 的方式傳承和復用知識是最有效的方式，也是數字化賦能業(yè)務的一種新的形式。國家工業(yè)和信息化部近年來在全國范圍推動開發(fā)百萬工業(yè)APP 工程，企業(yè)應該積極參與其中，讓各企業(yè)的知識和技能通過軟件得到更有效的應用。

工業(yè)APP 是針對特定功能，相對簡單的知識封裝，更復雜的知識、流程、技術、管理經驗的封裝是工業(yè)集成平臺。工業(yè)集成平臺可以凝聚最先進的制造、工藝、管理理念，從而實現高效的智能制造［17］。過去最先進工廠的運營需要各種技術專家和管理專家，例如，廣汽本田、廣汽豐田在廣州的汽車和發(fā)動機工廠，在當初建設時都是世界上最先進的，當時來了很多日本、德國及其他國家的專家。一個先進的工廠，其生產線、設備、信息系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及工廠的管理和運營，都需要很有經驗的專家，靠他們的知識和經驗來建設和運營，才能達到世界先進水平。而今這些專家們的管理知識、設備和產線技術、工藝管控理念都可以封裝到工業(yè)集成平臺中去。工業(yè)軟件的集成平臺成為企業(yè)運營和管理的“大腦”［18-19］。

黑燈工廠、無人工廠、燈塔工廠是數字化時代智能制造最先進的代表，是建立在設備控制、生產管控、流程管理、人工智能等各種工業(yè)軟件基礎之上的。黑燈工廠既沒有工人，也沒有專家。而今天沒有專家的工廠比過去有專家的工廠還要先進。基于各類工業(yè)軟件的集成平臺才是其先進性的核心因素。

工業(yè)集成平臺是企業(yè)發(fā)展理念、發(fā)展戰(zhàn)略、管理體系、組織流程、商業(yè)模式與新型生產工具的總集成，是信息技術和制造技術融合的典型代表，也是工業(yè)軟件“支配”業(yè)務的生動體現。

4.2 工業(yè)軟件在汽車產品中的價值創(chuàng)造

根據麥肯錫的預測，未來汽車品牌差異化要素主要體現在信息娛樂功能、自動駕駛能力的功能安全方面。因此，軟件將是未來差異化競爭的核心。智能化汽車關注的焦點將集中在自動駕駛、智能座艙、手機APP、車聯(lián)網服務、云平臺生態(tài)服務等軟件方面。

此外，由于OTA（Over the Air）軟件遠程更新技術為車輛不斷提供軟件的迭代和更新，軟件可以為汽車企業(yè)持續(xù)創(chuàng)造價值。例如，特斯拉通過預制硬件、軟件激活更新的方式，在車輛售后持續(xù)獲得收入［20］。汽車企業(yè)可以通過軟件的升級更新進行收費，是將汽車銷售從價值變現的終點變成起點。

對公開發(fā)布的傳統(tǒng)汽車企業(yè)（如奔馳、豐田、大眾）和科技型企業(yè)（如谷歌、微軟、蘋果）營業(yè)利潤率進行比較分析（見圖6），可以看出，盡管這些企業(yè)都是行業(yè)最成功的企業(yè)，傳統(tǒng)汽車企業(yè)的營業(yè)利潤率一般是3%～5%，而科技型企業(yè)的營業(yè)利潤率可以高達20%～30%。特斯拉經過幾年的發(fā)展，營業(yè)利潤率持續(xù)提升，2022 年營業(yè)利潤率已經達到20%左右，接近科技型企業(yè)的利潤水平。特斯拉Model 3 在美國的售價是4 萬美元左右，而它的一套自動駕駛軟件平臺價格就是1萬美元，占到了整個車的25%，因此特斯拉主要是靠軟件盈利。越來越多的案例表明，工業(yè)企業(yè)對軟件的開發(fā)能力、應用水平、集成能力和應用成效決定企業(yè)競爭力，為汽車產業(yè)轉型升級發(fā)揮關鍵作用。

Fig.6 Industrial software is vital to the digital transformation and upgrading of automobile enterprises into Hi-tech enterprises圖6 汽車企業(yè)轉型升級成為科技型企業(yè)，工業(yè)軟件是關鍵

5 結語

本文以汽車產業(yè)中工業(yè)軟件的發(fā)展和應用為主線，分析了信息技術與汽車產品和業(yè)務融合3 個階段的特征，提出了工業(yè)軟件在汽車產業(yè)中正在從輔助走向支配這一論斷，進而提出了汽車的智能化是工業(yè)軟件新的主戰(zhàn)場這一全新觀點。

汽車產業(yè)的工業(yè)軟件應用在各個層級，是汽車產業(yè)各種知識和技術的軟件化。通過工業(yè)APP 傳承和復用知識是最有效的方式，封裝復雜知識、流程、技術、管理經驗的工業(yè)集成平臺是智慧工廠的大腦。汽車企業(yè)對軟件的開發(fā)能力、集成能力、應用水平決定企業(yè)在數字化時代的核心競爭力。工業(yè)軟件是汽車產業(yè)轉型升級的關鍵，也是推動我國智能制造高質量發(fā)展的核心要素［21］。