【工业软件】以东方视角,看工业软件的四种发展策略

1、工。其中，纵向集成是将企业内不同的IT系统、物理设备（以数控机床、机 器人等数字化生产设备为主）进行全面的应用与集成，在企业内部建成人-人 互联、机-机互联、人-机-物互联的互联企业。在参考德国工业4.0、GE工业互联网、中国制造2025等战略基础上， 日本在2017年提出了“互联工业”战略，并定为日本国家级发展愿景。“互联 工业”是希望“通过连接人、设备、技术等实现价值创造的互联工业。”在我国，无论是两化融合、两化深度融合还是智能制造以及工业互联 网，一直以工业化与信息化融合为主线，促进制造业向智能化转型升级。从以上美、德、日、中四国相关战略来看，在这次以工业互联网为主 要技术手段的智能化进

2、程中，通过物理世界和数字世界的深度融合，打造 虚实一体，以虚仿实、以虚控实的工业软件系统是工业产业的发展趋势。 这也就是老子讲的“有无相生”，有形的物理实体与无形的赛博虚体紧密相 连、相互促进甚至是转化。图1 “有无相生”，虚实融合顺大势从工业软件发展角度可以概括为以下两大发展趋势。1）软硬紧密结合通过产品、装备等的数字化、网络化，使其成为整个智能系统的一部 分，提升使用效率、产品质量与用户体验。通过工业软件，实现与生产设备、生产设施、物料等物理世界的互联 互通，实现数字化、网络化、智能化的生产与服务模式。通过对高性能设备或产品的远程数据采集，实现远程运维和预测性维 护等等。工业软件不再是一套

3、纯信息化系统，与物理世界的融合是一个趋势。2）OT与IT深度融合对制造企业而言，工业软件既是提升生产效率与产品质量的倍增器， 也是承载丰富工业知识的无形容器。通过工业软件，实现人-人的互联与协 作，如OA将全部工作人员连接起来，PLM将研发、工艺等人员连接起 来，ERP将企业运营管理人员连接起来，MES将车间各工种人员连接起 来，SCM将供应链上相关企业连接起来，通过工业软件与业务流程的深 度互联，实现信息共享、工作协同与知识重用，实现敏捷高效的研发、生 产、运营、服务。这种发展趋势在MES制造执行系统发展中表现也非常明显。自1990 年MES概念被提出后，经过MESA协会在1997年进一步定

4、义与完善后得 到快速发展，已成为制造型企业中的核心信息化系统。现在很多公司与组 织也逐渐提出 MOM（Manufacturing Operations Management,中文翻译为制 造运营管理）概念，其实质就是强调OT与IT的深度融合。比如在2000 年，美国仪器、系统和自动化协会（简称ISA）发布ISA-SP95标准，首次确 立了 MOM将生产运营、维护运行、质量运行和库存运行并列起来，并拓 展了 MES的传统定义。美国国家标准与技术研究院（简称NIST）在智能制造 生态系统模型中也将MES的位置升级为MOM,都体现了上述思想。具体到工业软件产业领域，SAP、达索、西门子等国际公司也进

5、一步响 应并大力宣传MOM等理念。在国内，兰光创新在2015年提出了“六维智 能”MES系统，突破了 MES纯信息化的传统理念，分别从计划排产、过程 协同、设备互联、物料管理、质量管控、决策支持等六个方面打造生产过 程的数字化、网络化、智能化管控，体现了信息化系统与物理世界以及业 务深度融合的特点。孙子讲“善战者，求之于势”，体现虚实融合、软硬结合，是当前工业 软件发展一大趋势，工业软件公司理应研究并顺势而为之。二、难易相成"，化整为零建平台正如杨学山教授及宁振波研究员强调的“工业互联网姓工不姓网”，工 业互联网和工业软件是服务于工业，具有浓膜的工业属性，承载着巨量的 工业知识且需要

6、长期沉淀，不可能像互联网软件那样可以快速研发、快速 上线，存在着研发难、部署难、使用难、维护难、推广难等实际困难。以GE工业互联网为例，GE在2005年就为飞机发动机做预测性维护， 2012年在全球范围内提出工业互联网概念，并投入上千人的研发，但经过 十多年的发展，GE工业互联网却是一波三折，前景不容乐观。具体到工业软件，比如全球的高端CAD/PLM市场，基本被德国西门 子、法国达索、美国PTC三家公司垄断。在这些领域，近些年来国内公司 技术及市场份额的差距不是在缩小，而是在加大。从中也可看到工业互联网及工业软件研发之难，本土工业软件公司责 任之重。由于涉及种类繁多的设备、业务、人员等等，工业

7、互联网及工业软件 的部署及维护都远远难于互联网软件。在德国工业4.0八项行动计划中，第 二条就是“管理复杂系统”，如何在制造企业中部署这些复杂系统，让年龄 不一、文化水平不高的车间工人掌握与使用好这些系统，不只是德国人头 疼的问题，也是工业互联网与工业软件能否成功应用的一大难点。近些年来，随着微服务、工业APP等新技术的出现，展现了工业互联 网与工业软件研发技术的最新发展方向。一方面，系统功能越来越强，研发、部署、使用、维护都越来越困 难，但另一方面，由于采用了微服务、工业APP等新理念、新技术，一套 复杂的，业互联网或者工业软件可以被分解为众多可以被独立部署、相互 方便组合的微服务，可以实现

8、系统的快速定制、快速部署与方便使用。由 于每个微服务聚焦于一个具体的业务，开发起来也很容易，儿个人的团队就可以轻松地开发出一个微服务。那些承载着工业知识和经验的各种工业 APP,也可以被用户快速掌握，并高效地完成各种设计、分析、管理等任 务。全生命周期管理 协同设计生产设备优化质量检测 运营决策 设备预测性维护机理根型数掘分析模型laaS承载（服务器.存储、虚拟化）二/ / y边缘计费（边绿模生”软件系找(ERPMES CAx MBD.)机后设备（机球、mmr agv.曲）生产欧日（JMW. re.版）运行环境（iML压强.气象）图2“难易相成"，化整为零建平台（图片来源：安筱鹏博士

9、）通过“难易相生”的思想，利用微服务、工业APP这些先进技术，将一 套庞大、复杂的工业互联网或者工业软件转化为众多简单、灵活、可相互 组合使用的“小精灵”般的微服务和工业APP,实现了化难为易、化整为 零，就可以很好地解决传统工业软件以往的研发难、部署难、使用难、维 护难等问题。三、长短相较，细分领域树壁垒由于研发时间早以及财力雄厚等原因，国外工业软件巨头通过长时间 的研发和并购，形成了庞大的产品链其至生态圈，构建了以强打弱、以长 打短的竞争战略优势。比如西门子、达索、PTC等公司，通过一系列大手笔收购，将业内领 先的工业软件公司进行并购，打通了设计、分析、加工、工艺规划、生产 执行、运维管理

10、、产品数据管理等全生命周期管理的产品链，并通过长期 的经营，形成了规模庞大、实力雄厚的合作伙伴、代理商、实施商，这些 都是国内工业软件公司很难突破的防线。老子这句“长短相较”，原本是长和短互相比较而显现，在这里引申为 本土工业软件产业可以采取以短胜长的发展策略。华为是中国最优秀的企业，其成功的重要一条原则，不是与竞争对手 比产品链的长短，而是采用“压强原则”，将企业有限资源集中于一点，在 配置强度上大大超过竞争对手，重点突破，然后迅速扩大战果，最终达到 系统领先。国际公司的优势往往是产品链长，但由于面向全球不同国家、不同行 业营销，功能具有通用性，很难照顾到一个细分领域，这就为我们本土工 业软

11、件企业提供了发展机会。我们可以根植于某一细分领域，深耕细作， 充分发挥对行业理解深入、知识沉淀深厚的优势，与客户深度合作，将行 业知识及客户需求融入软件，使自己软件在这一领域功能更强、使用更方 便、性价比更高、服务更及时，从而形成自己特有的竞争优势。现在，CAD、CAM、CAE、PLM、ERP等工业软件领域几乎被国外软 件所垄断，但这种情况在MES领域却得到了根本改变。尽管国外MES系 统也大量涌入，但由于MES本身具有很强的行业属性，国外MES系统就 很难满足国内不同行业、不同企业的需求，相反，一些专注行业领域的专 业MES公司却经营得有声有色。比如，兰光创新在军工企业、机械制造领 域，上海

12、上扬软件在半导体、太阳能光伏领域，深圳昱辰在服装等时尚 业。这些公司凭借专业的产品、优质的服务，成为了事实上行业领头羊。工业具有复杂性，工业软件是行业知识高度汇聚的产业，而这恰恰是 本土软件公司生存与发展的机会。我们先不要寄托在短时间内跨行业有多 少，规模有多大，产品链有多长，而是要有工匠精神，与客户密切配合， 潜心研发，发挥灵活、快速、行业沉淀深厚等优势，在某些点形成竞争优 势，将自己打造生存能力极强的“碉堡”，“碉堡”多了，自然就能构建起一道 可以防御国外公司的“钢铁长城”，为中国制造业提供自主可控的优质产品 和服务。现在各级政府对工业互联网都非常重视，出台了一系列支持政策和具 体指标，鼓

13、励设备上云、企业上平台。上云上平台可以使很多中小企业在 IT硬件、网络建设、系统维护等方面节省资金及人力投入，实现人、机、 物的全面互联，通过社会化的供需信息、资源信息、生产与服务能力等各 方面的共享，促进制造业新模式、新业态的深刻变革，推动工业生态体系 的重构迭代和全面升级。图4“高下相倾”，上云落地拼实效对大型制造企业，特别是军工等企业，存在着设备种类繁多、管理复 杂等特点，对可靠性、实时性、安全性有较高要求，可能并不需要上云， 而是需要进行大量的功能定制。这就需要工业软件公司基于深原的行业知 识与经验，根据客户需求，以工业软件为载体，在研发、生产、管理等各 环节实现机-机互联、人-人互通

14、、人-机协同，提升企业的管理水平与市场 竞争力。软件是部署在云端还是本地，企业是上平台还是独立运行，这些都需 要根据企业实际情况而定，而不能追求所谓的潮流，更不能拘泥于形式。2）实效为王，技术无高下在制造企业中，很多人希望通过机器人、人工智能、云计算等所谓高 大上技术，实现生产过程的“自感知、自分析、自决策、自执行、自学 习”，打造一种少人化乃至无人化的智能生产模式。虽然这些技术在企业一 些场景中可以得到很好应用，但过于理想化的生产方式存在投资大、风险 大、应用场景少等特点，企业更迫切需要务实落地的技术和产品来解决当 前存在的主要问题。笔者在几年前就呼吁“智能制造，未必追求高大上，可先从治聋治

15、哑治 傻开始。”现在绝大部分企业并不Smart(智巧)，还谈不上智能(Intelligent),甚至 “聋哑傻，等情况普遍存在。比如，机器与工作人员和外界没有交流，都是 单机独立工作，这可称之为“聋”;设备运行状态、故障信息、生产信息等都 不透明，出现问题“说不出来”，设备是哑的，岗位是哑的;设备状态、生产 进度、质量信息等不能自动、及时获知，建立在这种人为数据基础上的决 策就必然是不及时、不科学，甚至是错误的，这个可用“傻”来概括。这些“聋哑傻”的生产与管理模式必然导致生产效率低、成本居高不 下、产品质量不能保证，严重地影响了企业的竞争和发展。企业可通过设备物联网实现设备的互联互通，将企业的

16、数控机床、热 处理设备、机器人等数字化设备实现设备的网络通讯、数据远程采集、程 序集中管理、大数据分析、可视化展现与智能化决策支持，设备由以前单 机工作的模式转变为数字化、网络化、智能化的管理，实现设备由“哑”到 “智”的质变。通过MES制造执行系统中的计戈h排产、派工、物料、质 量、决策等功能，实现车间层面精准计划、精益库存、精细管理，各岗位 都融于整个信息化系统，牵一发而动全身，企业做到“眼观六路，耳听八 方”，领导者基于实时.、网络化、智能化的信息系统，做到“看得见，说得 清，做得对“，实现生产过程的智能化管控。这些技术和系统虽然谈不上高大上，但可以以较低成本帮助制造企业 取得很好的经济与社会效益，为企业走向智能制造奠定坚实的基础。这就是“高下相倾”在工业软件发展过程中的启发。老子说“天下难事，必作于易;天下大事，必作于细。”作为本土工业软