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深度:我国工业软件技术创新与应用发展现状

摘要: 工业软件不同于IT软件,是工业知识创新长期积累、积淀并在应用中迭代进化的工具产物。作为先进生产力的关键要素,只要工业技术创新不息,工业软件创新不止。破“集成创新”,立工业软件软件是智能的载体,是智能社会 ...

工业软件不同于IT软件,是工业知识创新长期积累、积淀并在应用中迭代进化的工具产物。作为先进生产力的关键要素,只要工业技术创新不息,工业软件创新不止。

破“集成创新”,立工业软件

软件是智能的载体,是智能社会最重要的基础要素。运行于智能产品、工业装备与系统全生命周期活动中的先进软件是工业乃至社会发展水平的重要标志,是未来智能工业的重要基础支撑,是不能受制于人的关键核心技术。

工业软件不同于IT软件,是工业知识创新长期积累、积淀并在应用中迭代进化的工具产物,正如赵敏先生在《为工业软件正名》鲜明指出“工业软件是一个典型的高端工业品,它首先是由工业技术构成的!研制工业软件是一门集工业知识与‘Know-how’大成于一身的专业学问。没有工业知识,没有制造业经验,只学过计算机软件的工程师,是设计不出先进的工业软件的!”。

工业软件是工业创新实践的技术溢出,是先进生产力的关键要素,只要工业技术创新不息,工业软件创生不止。林雪萍先生在《工业软件黎明静悄悄|“失落的三十年”工业软件》对中国工业软件历史给出了“亲历的全景式”回望,彻腹的“哀其不幸、怒其不争”让人嘘唏不已。赵翰林、林雪萍先生在《仿真软件史就是大鱼吃小鱼的历史|工业软件史》总结了国际工业软件技术与产业发展,生动地描绘了国际工业软件“繁衍不断、生生不息”的蓬勃生态,虽然“大鱼吃小鱼”,但“池子里总有鱼”。

工业软件按照运行场景为两大类:

1、研发与管理工具类(off-line)

智能产品、装备与系统的研发、管理、维护活动中需要运用大量的软件工具,如CAD、CAE、CAM、PLM、ERP、MES、MRO等,形成产品全生命周期工具软件体系。工具软件通常具有一定的领域、行业、专业的通用性,作为工程师的辅助工具支撑智能装备与系统研发(off-line),已形成较完整的技术体系,在工业界得到广泛应用,此类技术国内有一定基础。

2、系统运行时类(on-line)

智能产品、装备与系统是典型的多学科集成的信息物理融合系统(CPS),其中嵌入越来越多的运行时类软件,此类软件是连接Cyber和Physical的重要设备,已成为智能产品重要的组成部分(on-line)。

在现有的产品全生命周期工具软件体系中缺乏跨领域、全系统建模及软件自动化工具,此类软件研制生产主要依赖人工编写,研发效率低、可信度低、可维护性差,面临生产效率和质量的双重矛盾。

随着复杂产品系统智能化(嵌入式应用软件)趋势的快速发展,相应的数字化设计方法和技术体系已成为制约因素。

以个人长期实践经验来看,导致中国工业软件落后的原因是多方面的:

1、从文化层面看,我们长于“道、理”,短于“术、器”,“君子动口不动手”,热衷于新理念、新概念的玄究,所谓“玄而又玄,妙不可言”,轻视“术、器”的恒力打造,导致工业母机在内的高端生产工具普遍落后,工业软件更是如此。

2、从历史发展层面看,改革开放40年中国从农业化向工业化转型的过程中,以“逆向工程”为主的技术发展方式导致我国工业软件自主发展缺乏足够的内在源动力。

3、视集成为创新,加剧了基础、关键核心技术的空心化,我们一轮又一轮地引进、推广“XX化”的“道、理”,而在“术、器”方面鲜有作为,最终导致相关基础工具软件几乎被国外垄断,受制于人,国内相关技术研发力量严重萎缩,自主可控工业软件举步维艰。

不破不立。以创新引领发展,建设创新型国家,首先要摒弃“集成创新”,重视工业软件!

新工业革命,软件的革命

信息高度发达的后工业化社会的根本技术特征是信息物理系统CPS。新世纪以来,CPS引爆了以德国工业4.0革命为代表的新一轮工业革命。

德国工业4.0采用全新的语境:工业、系统、软件、模型、标准,强调软件是工业的未来,并指出未来的工业软件必须采用基于模型的理论、方法和工具,这就是“工业4.0组件参考架构模型(RAMI4.0)”诞生的基本逻辑。从标准到模型,从模型到软件,从软件到系统,任何数字化工厂的构成,最终都需要由工业软件来实现。正在到来的新工业革命,实际上就是工业软件的革命,是软件的核心知识与开发手段的革命,为此必须创新发展新一代数字化设计技术,构建基于模型标准Modelica的知识自动化工业软件创成与应用技术体系。

知识自动化技术体系是中国工业系统数字化设计技术及软件创新发展的难得的历史性机遇。


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2018-11-27 12:37
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