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          我國工業軟件突圍路徑探析

          摘 要:從制造大國轉向制造強國,工業軟件在其中扮演著舉足輕重的角色。目前我國工業軟件的發展中存在國家長期投入過低、知識產權保護不足、產學研生態體系不完善、專業人才缺乏等問題,嚴重阻礙著我國工業軟件自主可控。當前我國正處于向工業互聯網發展的重要過渡期,應牢牢抓住這一過渡期帶來的機遇,從資金、技術、專利及人們認知等方面著手改變,最終實現工業軟件國產化。

          關鍵詞:工業軟件 軟件國產化 制造業

          中圖分類號F424 文獻標識碼A

          2021年2月19日,中央深改委第十八次會議上強調,要“發揮新型舉國體制優勢,堅決破除影響和制約科技核心競爭力提升的體制機制障礙,加快攻克重要領域‘卡脖子’技術”。工業軟件已成為新發展格局下制造業高質量發展的重要保障,工業軟件不以實物形式存在,卻是工業企業運營的“大腦”,是支撐現代產業體系發展和創新的隱形“國之重器”。“缺芯少魂”是制約我國邁向制造強國的重要瓶頸,目前我國工業軟件的創新和應用與制造業大國地位不相匹配,與制造強國的要求差距顯著,不但成為我國抓住產業發展主動權的掣肘,也對產業信息安全造成了威脅。要想掌握全球工業布局的主導權,就必須掌握工業軟件的核心技術。

          我國工業軟件發展問題分析

          工業軟件領域國家長期投入過低、知識產權保護不足

          工業軟件領域沒有得到國家足夠的重視,長期投入過低。另外工業企業一直存在“拿來主義”的思想,為了經濟效益寧愿低價使用國外軟件,甚至使用盜版軟件。舉例來說,從“十五”到“十二五”的15年間,根據統計數據,國家對 CAD/CAE 等核心工業軟件投入資金不超過2億元。而全球最大的CAE仿真軟件公司Ansys在2019年一整年的研發投入為2.98億美元,約為21億人民幣,是我國15年投入的十倍之多。因缺少資金支持,國產工業軟件更無法和強大的國外公司競爭。

          國產工業軟件也經歷過黃金時代,1986年工業軟件發展進入國家“國家高技術研究發展計劃”(簡稱863計劃);1996年中國成功研制出首個計算機輔助設計工具“熊貓系統”,市場反映強烈。據統計上世紀90年代中后期,國產工業軟件平均市場占有率在25%左右。但是工業軟件市場的繁榮非但沒有推動國產工業軟件市場的崛起,反而導致制造業競爭日益加劇、頭部企業連年虧損,形成了“各自為戰、惡性競爭”的局面,直接造成了產品重復、惡性壓價、利潤微薄等結果。同時期國外工業軟件強勢入侵,逐步養成了工業企業對于工業軟件“造不如買、買不如租”的態度,后來演變成大量盜版軟件橫行,直接擊潰國產工業軟件企業,這種怪象一直延續了三十多年,直至華為、中興芯片被斷供才真正引起重視。

          工業領域對國外軟件長期依賴、重硬輕軟現象突出

          我國工業長期以來習慣用國外工業軟件,尤其在飛機、船舶、冶金、化工、生物醫藥、電子信息制造等重點制造領域,不了解背后的設計原理,缺乏基礎工藝研發數據的長期積累,導致基礎技術原理數據積累存在明顯差距,呈現出技術空心化的趨勢。工業中的大型企業缺乏主動布局的動力,純軟件企業向工業軟件轉型難度大。眾所周知,純軟件企業進入工業軟件領域存在天然專業屏障,工業軟件不同于普通應用軟件,是工業流程和技術的程序化封裝,背后需要工業流程和龐大技術數據作支撐。目前國內大型工業企業不會主動布局,因為通過加強對企業關鍵核心工藝流程、工藝和技術的軟件化封裝來提高工藝數據應用的敏捷性、工藝和新技術輸出的安全性成本過高,壓縮了企業利潤空間。

          工業軟件產學研生態體系不完善、專業人才缺乏

          工業企業缺乏長遠眼光,沒有從高?;蛘呖蒲性核难芯恐需b別出有價值的研究成果的能力,急功近利的心態導致他們沒有耐心等待高?;蛘呖蒲性核难芯砍晒?。同時,高等院校和科研院所的運行也不依靠成果產業化來支撐,高校和科研院所的考核機制也不夠全面,研究人員要完成教學、論文發表和成果鑒定、獲獎等任務,但對科研成果是否轉化成生產力不承擔任何責任。

          工業軟件和一般應用軟件在研發過程中有很大的區別,由此導致人才需求有很大不同。一般應用軟件研發主要是編寫代碼,軟件出了問題,一行行代碼運行、調試一直追溯到底層,基本很快就能找到問題的原因并解決,能夠快速的升級迭代,所以更需要有活力的年輕人。工業軟件的主體是工業,軟件僅僅是個載體,工業軟件在某種程度上更像數學、物理、機械和軟件的綜合體,為此需要在工業領域有豐富知識和實際經驗的人才。工業軟件的本質是對工業流程數據化的體現,工業軟件的開發既需軟件基礎,更需要工業基礎。實事求是來說,我國工業軟件的落后其實源于我國工業的落后,我國有健全的工業體系,也已成為世界工廠,但是我們的工藝基礎和工藝研發能力以及制造過程的流程化、數據化比較落后,還有大量的工作需要做。歐美發達國家正籍此構筑新的技術壁壘,對此我們國家必須有所作為。

          我國工業軟件突圍的對策建議

          工業軟件身系國家工業命脈,是工業化發展的結果和加速器,其重要性毋庸置疑,必須提高到國家戰略的高度。“明斷供,暗網攻,一卡脖子就中風”,中國工業軟件已經到了最危急的時候,我國需要加強對工業軟件的市場研究與技術開發,提高工業軟件的安全防護,及早進行戰略布局,制定相應的政策和法規。

          國家統籌工業軟件發展方向、加大研發資金投入

          國家應把自主開發大型工業軟件作為一項長期戰略,注重知識產權保護,以徹底改變中國制造業重硬輕軟、過度依賴國外軟件的現狀。工業軟件需要建立頂層標準,來確定底層的開發設計邏輯。工業軟件要與生產配合,不能只停留在“紙上談兵”,國外巨頭們的軟件、設備、廠商等已經聯合形成了完整的上下游產業鏈,而國產廠商更多停留在理論階段,配套的廠商不多,沒有努力地實現市場化,自然造成國產廠商進入市場就遇到了重重困難。

          把工業軟件的發展放到航空、航天、兵工、船舶等行業同等重要的地位,發揮我們國家體制的優越性,加大研發資金投入,在工業軟件領域設置“揭榜掛帥”專項研發資金,鼓勵軟件企業、工業企業、高校、科研機構協同研發,避免出現技術空心化現象,扎根工業領域,注重工業數據積累,聯合開發面向產品全生命周期和制造全過程各環節的核心工業軟件,逐步破解工業軟件受制于人的局面。

          實施工業數字化轉型戰略、打造自主可控工業軟件體系

          大量的工業應用場景帶來的是理論方法的創新,最新的多領域物理統一建模理論方法與技術所創造的知識自動化技術體系,也正在使工業軟件生成方式發生改變。加快信息技術應用,實現工業企業數字化轉型,很大程度上解決了工業軟件開發中遇到的問題。但要實現自主可控,需要國家從政策上給予工業軟件發展的保障。由于自主開發大型工業軟件涉及到院所、高校、硬件和軟件提供商、制造業用戶等多個主體,因此需要從產業政策、輿論導向、資金扶持等各方面長期持續支持。

          國家在工業軟件領域應著力打造自主工業軟件體系,建立健全自主工業軟件產業鏈。工業基礎軟件方面,應大力發展支撐各業務系統運行的技術基礎架構,構建統一的業務基礎平臺。工業行業應用軟件方面,應針對行業特點,提煉各行業領域的業務模型,形成面向行業產品全生命周期的自主工業業務軟件系統。

          構建新型工業軟件設計開發產學研模式

          工業軟件即“工業+軟件”,其所需的必然是復合型人才,既要懂工業也要懂技術。因此在工業軟件領域,推進產學研深度融合,構建以企業為主體、以市場需求為導向、以市場機制為保障的產學研合作長效機制,實現企業、高校、科研院所優勢疊加,產業鏈、資金鏈、技術創新鏈多重融合,打造合作共贏的工業軟件產學研協同創新生態體系。

          工業軟件領域應進一步強化與知名高校、研究所的合作力度,推進工業軟件產學研產業協同創新基地、產學研合作新型研發機構和高校技術轉移中心建設,打通科技和經濟社會發展之間的通道,形成以工業軟件服務業為導向的跨區域、跨行業的協同創新網絡,構造信息資源的共享機制,探索工業軟件產學研新模式,形成結構互補的產學研合作體系。

          【本文作者為中國人民大學國家發展與戰略研究院國家治理研究中心研究員、中國人民大學發展規劃處高級工程師】

          責編:程靜靜/美編:石 玉

          Exploring Paths to Optimizing Industrial Software in China

          Xiao Yuan

          Abstract: Industrial software plays an important role in transforming China from a manufacturer of quantity to one of quality. At present, there exist some challenges in the development of industrial software in terms of the national investment, intellectual property rights protection, cooperation between enterprises, universities, and research institutes, and professional talent which seriously threaten its independence and controllability. China is now in an important transition period to accelerate the development of the industrial internet. We should firmly seize the opportunities brought by this period to achieve the localization of industrial software with more support in capital, technology, patent protection, professional attention, and so forth.

          Keywords: industrial software; software localization; manufacturing industry

          聲明:本文為《國家治理》周刊原創內容,任何單位或個人轉載請回復國家治理周刊微信號獲得授權,轉載時務必標明來源及作者,否則追究法律責任。

          [責任編輯:羅婷]
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