新一代云原生工業軟件悄然而至，成就未來工業之魂

　　工業軟件：制造之魂
　　中國制造的秘密，到底是什么？用諾貝爾經濟獎得主，保羅·克魯格曼的話說：亞洲人靠汗水、勞動時間賺錢。這個秘密，一度被國際市場稱作“東亞模式”。過去幾十年，在許多人看來，中國制造的靈魂在千千萬萬的工廠、車間、作坊生產，在勤勞而又高效的人力。

　　通過一代人的辛苦拼搏，中國將歐美幾個世紀的工業化現代化進程，壓縮到短短幾十年。
　　2004年，中國制造業規模超過德國，2006年超過日本；2010年，中國已是全球第一工業大國，全球第二大經濟體；2018年，中國制造業增加值超4萬億美元，超過美日德三國的總和。2019年，中國的人均GDP突破了1萬美元。在這過程中，中國的工業已大大加快自動化、信息化、互聯網化的進程，“8億件襯衫換1架飛機”的故事，已經成為過去時。新能源汽車、手機電腦、智能家電等等中國制造，開始在全球市場風生水起。然而，制造業總量規模的提升背后，仍有許多產業的難題需要解決，核心工業軟件就是其中之一。在智能時代，制造業從系統設計、研發設計、產品仿真、生產制造到供應鏈管理和企業運營，都離不開工業軟件的支撐。如果說機器替代了人類的雙手，那工業軟件就是制造業的“大腦和神經”。工業軟件，也直接反映一個國家工業發展水平和創新能力，因為它是制造業技術、知識、經驗等積累的具象化。什么意思呢？比如，為什么造飛機如此難？為什么波音公司長期沒有對手？制造一架飛機，零件達幾百萬個，超過7成都是高端工業產品，涵蓋上千個工業部門，全球數萬家供應商。相比之下，一部手機只有幾百個零件，一輛汽車約幾萬個零件，就已經足夠艱難。飛機制造要對百萬級的零件，進行研發設計、計劃統籌、采購、管理、生產、組裝……堪稱全球最復雜的供應鏈管理和系統集成。造飛機最根本的挑戰不在技術，而在于管理。早在上世紀60年代，工業軟件就在軍工和航空航天部門誕生，由洛馬公司、NASA、波音等部門研發；隨后，汽車制造商、大工業部門接力發展，如通用、西門子?，F如今，全球工業軟件的供給約54%來自美國、40%來自歐洲、只有6%來自中國。

　　法國的達索系統，美國的甲骨文、歐特克、PTC，德國的西門子、SAP等巨頭，在工業界樹大根深。
　　他們可能不如蘋果、谷歌、三星廣為人知，但在各自領域擁有絕對的話語權。比如說，EDA（電子設計自動化Electronic Design Automation）工業軟件被稱為“芯片之母”。不僅是芯片設計，許多基礎核心硬件的開發，都需要用到EDA。而EDA市場超過85%，被Synopsys，Cadence和Mentor（被西門子收購）3家公司掌握。

　　再比如，AutoCAD、CATIA、SolidWorks等CAD（計算機輔助設計）軟件鼎鼎大名，從零件、汽車、建筑到飛機領域，搞研發、設計和工程的人都要使用。
　　再比如，被譽為“工科神器”的Matlab，作為數學工業軟件，高校研究建模都要用到，并且廣泛用于仿真、工業、金融、能源等領域。
　　在工業軟件領域遙遙領先的背后，是歐美國家三次工業革命以來長期積累的產業底蘊。
　　現如今，中國能造C919大飛機，集齊了航空母艦、LNG液化天然氣運輸船、大型郵輪三大“造船明珠”，戰斗機和核潛艇也是不在話下。

　　這份制造能力和系統集成能力，在全球是獨一份的。
　　隨著這類國產大平臺的不斷攻克，背后整條零部件、工業軟件、新材料等產業鏈，也都將加速突破。
　　跨越40年的追逐
　　中國并非毫無工業軟件的底蘊。就拿EDA軟件來說，我們與世界領先的差距，曾一度只有5年。1978年，在桂林陽朔舉辦了“數字系統設計自動化”會議，這是國產EDA的開始。1986年，大名鼎鼎的《高技術研究發展計劃》出爐，即“863計劃”。863計劃對航天、自動化、信息、生物、能源等15大戰略項目進行投資扶持，工業軟件是重點項目之一：國家協同資源，全國一盤棋，從政府投資、基礎研究、企業部門、學科建設等方面，打造“國家隊”，形成舉國之力的創新機制。EDA“三巨頭”，其實也在同期成立：Mentor在1981年，Synopsys1986年，Cadence1988年。1986年，國產EDA計劃啟動。電子工業部從各部門、科研機構、高校的17個單位調動上百位專家，聚到北京一個工廠里集中攻關。最后的成果，是完全國產的“熊貓系統”。

　　這個系統，在全國的集成電路設計單位都推廣使用，甚至打入了國際市場。來華訪問的美國官員，專程參觀了熊貓系統的設計，并大加贊賞，三巨頭中的Mentor也將熊貓系統合作集成。
　　整個1986到新世紀初期，國內工業軟件快速發展，尤其像CAD、CAE領域，出現了中科凱思PICAD、高華CAD、開目CAD，如清華、北航、浙大等高校，也開發了金銀花系統、浙大大天CAD等。然而，之后發生了兩件事：一是巴黎統籌委員會解散（之后又出現瓦森納協定）；二是中國加入WTO世貿組織。外資技術解禁開閘，允許進入中國。而中國也急于與世界接軌，融入全球化大分工的體系。成熟先進的外資產品，如潮水般涌入生機勃勃的中國市場。遺憾的是，因為缺乏產業發展的經驗，和對國產品牌的保護意識，在外資產品進入后，不成熟的國產工業軟件迅速敗下陣來。國際巨頭們已經有一套成熟的商戰體系：在供應鏈上，他們和制造業大公司緊密合作，覆蓋上下游設計、生產、管理的所有環節，通過產品、技術甚至持股等方式相互綁定；在價格上，國產軟件有的功能，他們就免費開放、低價傾銷；同時，先放任各類盜版、破解版擴散，擠壓國產軟件的生存空間。在人才培養上，他們資助高校和科研機構，在教育和人才培養階段，就定向培養適合自己的產業人才，造成人才流失；彼時，“造不如買，買不如用盜版”的思想蔓延各界，工業軟件也只是其中一隅罷了。相當一段時間，對國產工業軟件的投入陷入低谷。早期廠商也僅浩辰、中望、數碼大方等存活下來。如華大九天董事長劉偉平就說，華大九天成立10年一共投了5億，而Synopsys每個月都要投5億。近幾年，隨著工業軟件成為大國博弈的焦點之一，賽道又重新火熱起來。工業軟件分為研發設計、生產過程控制、企業運營管理三個大類。目前國內更多投入在企業運營管理，如ERP、CRM系統，并且卷成了紅海；而真正難啃的硬骨頭，其實是研發設計類的，也就是CAD、CAE、PLM、EDA這類軟件，僅占國內投入的3%。總結歷史的經驗教訓，我們發現：工業軟件要發展，既需要基礎研究的長時間攻關，也需要廣大工業用戶的交互反哺。國內有研究的企業和高校，輸在沒有市場和用戶；后來的IT和互聯網公司，又缺乏工業經驗；部分公司自研的工業軟件，很難商業化盈利，自然無法支撐長期投入。工業軟件已不是靠一家企業單打獨斗，就能創新突破的。作為先進制造的“魂”，在政策、產業、企業、科研上需要全國一盤棋的創新機制。需要政策上的頂層設計，以及政府資金的持續輸血；需要幾個有技術實力、有長期資金實力、又肯吃苦敢失敗的大企業去領頭；需要產業鏈的合作，讓更多企業愿意開放場景，嘗試使用國產軟件。例如，華為云用6年時間，打造了工業數字模型驅動引擎iDME（Industrial Digital Model Engine），在上面有24種工業數據模型，80多類工業數據管理功能。這個工業引擎在華為云上開放，華為生態的伙伴、行業的客戶研發團隊都可隨取隨用。像湃?？萍脊?#xff0c;就基于iDME打造了自主創新的PDM系統，并在國星光電公司成功商用。整個項目，從定制、開發到系統遷移、上線只用了4個月，比傳統模式短了50%。這就是國內目前找到的一種解法，即SaaS化的工業軟件+云上工業aPaaS平臺，組建一個更大的生態。這個模式下，如華為等大企業，能將自身研發實踐經驗溢出，而中小企業能低成本獲取工業軟件，也擴大了國產工業軟件市場；并提供自身豐富的、高水平的應用研發實踐機會，讓更多伙伴企業可以打磨工具。同時，過去研發的一個個點狀的工具，也能在華為云上集成完整的工具鏈，讓大家共建技術開發、共享創新成果?！叭绻闳タ磭鈴S商，大鎖、西門子，他們每年研發投入是數億元，我們根本無法PK。但如果大家基于同一個體系架構，有人提供共性技術，有人專注于自己的know-how，分工協作，綁在一起，就有更大的開拓機會?！睒I內人士稱。
　　給世界一個更優選擇
　　11月5日，2023工業軟件生態大會在深圳揭開帷幕。來自政府、企業、高校和行業專家坐滿會場，研討接下來新一代的工業軟件，中國該如何布局，如何追趕，如何抱團發展。
　　在這場大會上，華為云聯合數十家工具軟件廠商，發布了硬件開發生產線CraftArts。

　　華為攜手讓數十家工業軟件企業，把行業內的創新工具、智慧結晶，都匯聚成一條工具鏈上。
　　就像幾十家公司，融入一家工廠，效率自然是1+1遠大于2的。CraftArts能提供得，是硬件設計、開發、仿真、試制等作業的一站式IT工具鏈服務。并且，因為基于統一數據底座，產品數據是打通的，那么在這條鏈上的企業能更高效地協同。比如，CraftArts上就有電路板EDA工具鏈。上面集成了華為的原理圖設計工具、版圖設計工具，來自芯和、巨霖、望友等伙伴企業的仿真工具、電子裝聯工具。華為工業軟件及工業云CTO丘水平介紹，目前每天有超過18000名華為工程師在這個電路板EDA工具鏈上開發作業，成果將落地電子、汽車、裝備、新能源等行業，既獲得用戶反饋，又打通商業化的通路。

華為聯合伙伴發布硬件開發生產線CraftArts

　　過去幾年，我們看到了華為越來越多的創新。從硬件、算力、歐拉操作系統、高斯數據庫、MindSpore深度學習框架、盤古大模型等，華為都在持續突破。用他們的話說，就是給世界一個更優選擇。華為的身上，既有高端制造的工業基因，又有IT、數字化、人工智能的科技屬性。他們的業務，從基礎材料、關鍵硬件、電路板到產品整機，都離不開工業軟件。比如，高速高頻高密度大帶寬的PCB板研發，需要大規模PCB多層設計能力；衛星通話、微泵液冷技術，需要天地信號仿真、電子散熱仿真等軟件能力；極致的質量和交付要求，需要對上百家工廠柔性生產、高效生產進行調度管理。如今，華為云將內部的2800多個IT系統、8000多種工具深度梳理后，打通成統一的數據體系。并將這套實踐摸索出來的經驗，總結出來，跟伙伴企業一起改變整個產業生態。正如丘水平所說：“華為正聯合廣大生態伙伴企業，重新定義工業軟件的架構、標準、技術、方法，以云為核心，通過云原生、大數據、AI等技術的賦能創新，持續構建根技術，基于華為的應用場景打磨，共建新一代工業軟件體系?！痹谌A為看來，數據是打通工業軟件的第一步。他們以元模型驅動，工業數字模型驅動引擎iDME為底座，打通企業研、產、供、銷、服各環節的數據。基于iDME，華為將企業生產核心的產品數據管理系統（PDM），升級為跨業務的“xDM”智能數據服務，并進一步打造工業數據管理與協同解決方案（IPD Center），將系統工程、EDA設計、結構設計、仿真設計、生產制造、供應鏈等所有產品相關數據歸集統一管理；在此基礎上，就能提供像CraftArts這樣，全流程的開發工具鏈，以及智慧云工廠、數字主線等行業解決方案。如果說，過去我們靠美國磚、英國磚發展，那是在別人的根技術上做文章?，F在華為想要“集智燒磚”，讓國產的工具廠商、生態伙伴，在華為的平臺上構建一塊塊小磚頭，添磚加瓦起高樓。這就是典型的大企業牽頭，眾多企業配套成“串”的產業協同發展。華為云搭建好平臺，打造工業aPaaS黑土地，就將生態內的軟件企業、工廠、開發者全部聚集到一起，也將創新的資源聚集成更大的確定性。
　　結語
　　有人說，中國工業軟件在未來3年內“可用”，10年內“好用”，甚至是世界領先。也有人看到高墻密網，為突破的難度感到絕望。更擔心火熱造成泡沫，造成虛假繁榮，讓戰略失焦，錯失了機會的窗口。工業軟件源于制造，用于智造，它的發展在根子上，依賴中國工業體系的進步。注定是要跟隨產業轉型的大潮，經歷長期積累、產業輸血、市場商戰的沉浮和摩擦。我們既需要頂層設計的智慧，也要有領頭企業的攻堅，基礎科研的突破，更需要有產業生態千千萬萬企業的攜手努力。唯有持續堅持做難題、解難事，把核心技術創新生態給建設起來，工業軟件才有望扭轉乾坤。