工業(yè)軟件作為新型“零部件”大舉進(jìn)入到產(chǎn)品之中

在中國的工業(yè)化進(jìn)程中，計(jì)算機(jī)軟件發(fā)揮的作用或許不能從某一件產(chǎn)品、某一座高樓中直觀地體現(xiàn)出來，但在實(shí)際生產(chǎn)中，軟件已經(jīng)成為了工廠的大腦、工程師的助手。那么，在智能制造被廣泛應(yīng)用的今天和未來，工業(yè)軟件將會在中國工業(yè)化進(jìn)程中起到怎樣的作用，企業(yè)對于軟件又有怎樣的需求？這已成為近期舉辦的第二屆工業(yè)軟件與制造業(yè)融合發(fā)展高峰論壇的共同探討的內(nèi)容。

工業(yè)軟件是智能系統(tǒng)的基礎(chǔ)

“工業(yè)軟件是在工業(yè)領(lǐng)域里應(yīng)用的各種軟件，其大體上分為兩個類型：嵌入式軟件和非嵌入式軟件。”國網(wǎng)電力科學(xué)研究院研究員王彥金表示，嵌入式軟件是嵌入在控制器、通信、傳感裝置之中的采集、控制、通信等軟件；非嵌入式軟件是裝在通用計(jì)算機(jī)或者工業(yè)控制計(jì)算機(jī)之中的設(shè)計(jì)、編程、工藝、監(jiān)控、管理等軟件。

王彥金介紹，工業(yè)軟件技術(shù)支撐了絕大部分的生產(chǎn)制造過程。全球正在出現(xiàn)以信息網(wǎng)絡(luò)、智能制造為代表的新一輪技術(shù)創(chuàng)新浪潮。而在這一浪潮中，傳統(tǒng)的行業(yè)界限將消失，并會產(chǎn)生各種新的領(lǐng)域和業(yè)態(tài)。創(chuàng)造新價(jià)值的過程也因軟件系統(tǒng)而發(fā)生改變，產(chǎn)業(yè)鏈分工將被重組。

“這個新型的產(chǎn)業(yè)鏈將使制造業(yè)不再僅僅是硬件制造的概念，而將更多地融入軟件技術(shù)、自動化技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)與新的服務(wù)模式中?！蓖鯊┙鸨硎?。

工業(yè)軟件技術(shù)使智能系統(tǒng)具有了五個典型特征，王彥金認(rèn)為這些特征可以提煉為狀態(tài)感知、實(shí)時分析、自主決策、精準(zhǔn)執(zhí)行和學(xué)習(xí)提升。

狀態(tài)感知是能準(zhǔn)確感知系統(tǒng)外部工況，如市場、客戶、輸入的實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)；實(shí)時分析是對獲取的實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的推理與分析；自主決策是根據(jù)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，按照設(shè)定的規(guī)則，自主作出選擇和判斷；精準(zhǔn)執(zhí)行是對外部需求、企業(yè)運(yùn)行狀態(tài)、研發(fā)或生產(chǎn)等作出快速應(yīng)對；學(xué)習(xí)提升是在系統(tǒng)運(yùn)行和反復(fù)執(zhí)行的過程中，不斷通過深度學(xué)習(xí)而提升系統(tǒng)智能。

找問題比找方法重要

如果說工業(yè)軟件賦予智能系統(tǒng)走向智能化的特征，那么驅(qū)動智能系統(tǒng)運(yùn)作的就是工業(yè)大數(shù)據(jù)了。在清華大學(xué)教授王建民看來，工業(yè)大數(shù)據(jù)是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)或工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心。

“工業(yè)大數(shù)據(jù)要找準(zhǔn)業(yè)務(wù)的切入點(diǎn)，在這個過程中，工業(yè)大數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)信息化時數(shù)據(jù)也是有很大區(qū)別的?！蓖踅裾f。傳統(tǒng)信息化的數(shù)據(jù)主要是推動已經(jīng)成型的現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)，是后補(bǔ)進(jìn)來的。而現(xiàn)在的工業(yè)大數(shù)據(jù)強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，要求在傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)之上發(fā)現(xiàn)新的問題?！八詫ΜF(xiàn)在的企業(yè)而言，工業(yè)大數(shù)據(jù)找問題比找方法重要?！?/span>

工業(yè)大數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)匯集在一起之后，究竟要解決什么問題？“無論從全生命周期角度還是端到端的角度，大多數(shù)都是為現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)的升級，有了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)大數(shù)據(jù)之后，我們要更加關(guān)注未來工業(yè)形態(tài)中的問題。”王建民指出，在某些方向上，特別是跨界方向上，工業(yè)大數(shù)據(jù)將帶給我們很大機(jī)會。

“比如風(fēng)電廠從賣機(jī)器到現(xiàn)在賣系統(tǒng)，最后變成賣天氣預(yù)報(bào)的數(shù)據(jù)，未來，沒有好的數(shù)據(jù)服務(wù)能力就不能制造出讓用戶滿意的產(chǎn)品。這樣一種轉(zhuǎn)換就給我們未來的工業(yè)帶來很大的想象空間?！蓖踅裾J(rèn)為，在制造業(yè)利潤越來越低的情況下，工業(yè)大數(shù)據(jù)可以幫助中國企業(yè)提高產(chǎn)品在使用維護(hù)階段的利潤。最重要的是，利用數(shù)據(jù)進(jìn)行跨界運(yùn)營，能夠?yàn)槠髽I(yè)帶來新的生存空間。

為什么工業(yè)大數(shù)據(jù)對當(dāng)下的中國企業(yè)來說，有著如此深遠(yuǎn)的意義？在王建民看來，一個復(fù)雜裝備的生命周期分三個階段，即開發(fā)制造階段、使用維護(hù)階段、回收利用階段。

原來，制造企業(yè)將重心放在開發(fā)制造階段，企業(yè)的核心目標(biāo)就是將裝備設(shè)計(jì)制造出來。而產(chǎn)品售賣給消費(fèi)者后，就和企業(yè)沒有關(guān)系或者變得無關(guān)緊要了。所以生命周期的第二、三階段，常常被企業(yè)忽略。但裝備的價(jià)值真正體現(xiàn)在用戶的使用體驗(yàn)上，而不在于制造，盡管制造由質(zhì)量決定。但消費(fèi)者在使用階段的流暢程度，才能反映出產(chǎn)品的最終功效，通過工業(yè)大數(shù)據(jù)正好能補(bǔ)全產(chǎn)品的生命周期。

積極發(fā)展信息物理系統(tǒng)

隨著計(jì)算技術(shù)、通信技術(shù)和智能控制技術(shù)的迅速發(fā)展，信息物理系統(tǒng)（CPS）已經(jīng)引起學(xué)術(shù)界及產(chǎn)業(yè)界的廣泛重視并快速發(fā)展。中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院研究員郭楠指出，CPS典型應(yīng)用場景包括生產(chǎn)制造、交通運(yùn)輸、醫(yī)療健康、城市建設(shè)等，“尤其在制造業(yè)領(lǐng)域，發(fā)展CPS已經(jīng)成為發(fā)達(dá)國家實(shí)施‘再工業(yè)化’戰(zhàn)略、搶占制造業(yè)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革制高點(diǎn)的重要舉措”。

中國科學(xué)院院士何積豐曾如此評價(jià)CPS：從廣義上理解，CPS就是一個在環(huán)境感知的基礎(chǔ)上，深度融合了計(jì)算、通信和控制能力的可控、可信、可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)化物理設(shè)備系統(tǒng)，它通過計(jì)算進(jìn)程和物理進(jìn)程相互影響的反饋循環(huán)實(shí)現(xiàn)深度融合和實(shí)時交互，來增加或擴(kuò)展新的功能，以安全、可靠、高效和實(shí)時的方式監(jiān)測或者控制一個物理實(shí)體。

CPS要發(fā)展并不容易，中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院、中國信息物理系統(tǒng)發(fā)展論壇共同編寫的《信息物理系統(tǒng)白皮書2017》正是試圖解決CPS發(fā)展和應(yīng)用中面臨的諸多問題：統(tǒng)一認(rèn)識；梳理技術(shù)體系；總結(jié)典型應(yīng)用場景。

中國制造業(yè)正在發(fā)生深刻變革，商業(yè)領(lǐng)域的互聯(lián)網(wǎng)化正快速向制造業(yè)滲透，也給制造業(yè)帶來了革命性的變化。軟件定義作為時代發(fā)展最顯著的特征之一，是新一代信息技術(shù)的核心與靈魂。

“推動制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展，可以為制造業(yè)插上互聯(lián)網(wǎng)的翅膀、注入信息化的基因，是穩(wěn)增長、促改革、調(diào)結(jié)構(gòu)、惠民生的重要引擎，是協(xié)同推進(jìn)‘中國制造2025+互聯(lián)網(wǎng)+雙創(chuàng)’的重要抓手?！惫I(yè)和信息化部信息化和軟件服務(wù)業(yè)司司長謝少鋒說。