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没有工业软件支持 何谈智能制造转型? —— 文章正文2017-10-12

没有工业软件支持 何谈智能制造转型?

  中国制造业必须进行全生命周期管理,发展自己的工业技术平台,拥有自己的品牌,建立自己的工业技术体系,一味引进国外软件、设备和生产线,会让国外巨头企业发展工业神经系统和工业智能,中国制造业将会变成躯壳,沦为全球制造业的执行系统。
  “所有搞工业的人都知道,在这些领域里最为关键的软件技术和能力都掌握在美国、德国或者日本公司手里,离开了这些软件的支持,现代工业根本就不存在。”
  “中国的软件公司至今还没有一家能够建立起可以与世界级的工业工程、控制软件相媲美的核心能力,这一能力将成为中国企业迈向工业互联网的巨大短板。”
  的确,我们之所以能记住GE、西门子,不是因为他们的工程做的多么优秀,也不是因为他们干过多少世界级的工程,而是他们设计制造的软件、仪表和装备太厉害了,厉害到到没了这些东西,整个行业都玩不转了。
  工业和信息化部副部长、中国工程院院士怀进鹏支出,制造业要想转型升级,必须依照国务院《关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》大力发展“新四基”,分别为:“一硬”(自动控制和感知)、“一软”(工业核心软件)、“一网”(工业互联网)、“一平台”(工业云和智能服务平台)。
  可见,中国制造业必须进行全生命周期管理,发展自己的工业技术平台,拥有自己的品牌,建立自己的工业技术体系,一味引进国外软件、设备和生产线,会让国外巨头企业发展工业神经系统和工业智能,中国制造业将会变成躯壳,沦为全球制造业的执行系统。
  高端工业软件是中国从制造大国走向制造强国的重器之一
  莫欣农:清华大学软件学院客座教授
  工业文明发展到大批量个性化定制阶段,要求制造业在节省资源、保护环境的前提下低成本生产出满足人们更高生活水准的产品,保证人类文明能够持续地发展。
  这场改变制造模式的工业革命离不开工业软件的支持。传统工业软件也面临升级换代的历史转折关头,后来者如果能够抓住这个机遇,就有可能实现历史性超越。
  智能制造包括智能化设计、仿真与验证;智能化采购、生产与交付;智能化运行、维修与回收等前中后三个阶段。有了前期高档设计软件,才能设计出智能产品;有了后期运维服务软件提供智能设备实际运行参数和健康状态的分析,才能形成智能化的生产线;有了中期高档经营生产管理软件将生产线和上下游集成起来,才能构成智能工厂。
  综上,只有具备前中后三阶段的高档工业软件才能实现真正的智能制造。高端工业软件控制着设计、制造和使用阶段的产品全生命周期数据,必然能够主导制造业的发展方向。因此,高端工业软件是中国从制造大国走向制造强国的重器之一。
  目前,中国高端工业软件市场80%被国外垄断,中低端市场的自主率也不超过50%。由于高端工业软件价格昂贵,大多中小企业难以承受,必然导致跟不上工业革命的步伐,而少数示范企业构不成真正的工业4.0社会。
  随着工业革命快速发展,软件行业的产品和服务正在逼近硬件行业,逐步成为制造业新的主战场,一场瓜分世界软件市场的争夺战已经打响。西门子、GE等公司纷纷投入巨资,研发未来工业软件,并已经取得丰厚回报。其中,GE研发的工业互联网服务平台Predix在2015年赢得50亿美元的收入。估计到2020年,全球工业互联网服务市场将会达到5140亿美元,相当于目前全球高铁市场的一半。难怪GE的总裁伊梅尔特说“一觉醒来发现GE变成了软件公司”。
  如果我们还在为工业2.0的补课、3.0的普及所止绊,将继续失去高档工业软件市场的话语权。而我们真正失去的,不仅是软件市场,还有制造业的主导权和国家安全。鉴于国情和客观实际,少量的智能工厂仅限于示例,当前中国智能制造的切入点应放在前期的智能化设计和后期的智能化服务,同时补上相应的高档工业软件。在条件成熟时再广泛开展智能工厂建设,避免落入世界智能加工厂的陷阱。
  中国工业软件不成功的原因,主要有以下三方面。
  第一,模式研究不足。工业软件需求不应直接来自生产第一线,而是由专业资深顾问团队对生产一线的需求进行加工后重新设计、规划出来。软件的成败不仅取决于软件技术,更主要的是软件所体现的思想是否代表先进生产力的发展方向。
  第二,组织架构不全。软件开发不应以程序开发为核心。要有具备创新精神的行业专家深度参与软件设计。软件功能需要体现先进的制造文化。
  第三,政府支持不够。政府在支持模式、管理模式(主要包括立项、验收、示范、财务四个方面)、推广模式需要不断完善,加强企业对工业软件重要性的认识。
  为此我提出三点建议。
  首先,加强总体建设和总体设计。工业软件作为软件行业的重要分支,涉及设计、仿真、制造、运维等产品全生命周期的各个阶段,涵盖专业门类繁多,技术复杂,需要有专门职能单位来承担总体设计任务,组织协调国内外有效资源,承担打赢中国工业软件翻身仗的重任。
  其次,组织国家队。通过国家投资、企业和科研院所参股的方式,运用市场模式,组建具有国家水平的软件开发团队。
  最后,加大政府支持、协调、推动力度。我建议成立工业软件研究院,组建国家级工业软件队伍,研究面向智能制造的全部工业软件总体规划。提出单项工业软件的总体要求,协调各个工业软件的开发、销售、运维、服务等业务,组织部署各地区企业的人员培训,协助地方政府制定推广工业软件的政策,逐步形成一批具有影响力的工业软件供应商和服务商。
 智能制造的核心是工业软件
  宁振波:中航工业信息技术中心首席顾问
  现在全世界都在谈论工业4.0,据不完全统计,全世界范围内已存在四十多种提法。无论德国工业4.0,还是《中国制造2025》,都是非常复杂的工业体系,不是指单项技术,而是结合各国国情制定的本国工业发展战略,是技术路线、是方法、是手段,不是目标。
  目标是什么?我个人理解,是实现传统工业体系向现代工业体系的转型升级,即以爱迪生试错法为中心的传统工业体系,向以网络化、数字化、智能化为中心的现代工业体系转型升级。
  《中国制造2025》实际上和德国工业4.0没有关系,好多人说是中国版的工业4.0,完全不是那么回事。《中国制造2025》与德国工业4.0这两个概念几乎同步出现,相比之下,《中国制造2025》在中国更加落地。《中国制造2025》核心有五条:以创新驱动、提质增效、绿色发展、两化深度融合为主线,以智能制造为突破口。其中,提质增效、绿色发展、两化深度融合都是只有中国才有的提法。全世界,不管欧洲、中国,还是美国(工业互联网),虽然各自提法不一样,但存在两点共性:第一点,CPS(CyberPhysicalSystem);第二点,智能制造。
  如何解读CPS(CyberPhysicalSystem)?简单说,Cyber是控制体系,在Cyber空间中创造虚拟样机,当设计、制造、试验、工艺等没有问题时再映射到Physical,即实际生产线及相关物理试验过程中去,这个迭代循环形成了完整的CPS。
  智能制造的核心是什么?工业软件。我们总说中国制造业体系“缺心少脑”,心是芯片,脑就是工业软件。我们常说工业化、信息化融合,虽然信息化水平接近国际水平,但工业化水平和产业生态环境与国际水平还有较大差距,我们的工业由于缺乏长期工业过程的锤炼,知识和经验积累都非常有限,所以难以开发出好的工业软件,这制约着我国工业化水平的发展。
  关于设计、创新、精益管理和远程维护,简单谈一下自己的看法。
  第一,要做好体系架构,实际上就是总体设计,干什么事,架构怎么设计。
  第二,创新必须从源头开始,也就是研发设计。
  第三,精益特别重要。波音777设计的时候精益考虑得少,后来发现精益是实现网络化、数字化、智能化的基础,是工业化过程中一切的基础。
  第四,远程维护的核心是产品的数字化、智能化,开放是其趋势。其中,产品智能化是指为了远程维护、监测,需要大规模使用传感器。
  第五,我们在一条生产线上仅仅更换软件就可以生产不同的产品,就达到了智能制造的初级目标;这里特指简单产品,如果是复杂产品,路还很长。
  中国制造业必须建立“神经系统”
  李义章:北京索为系统技术股份有限公司董事长
  工业4.0,光站在IT技术的角度看这个问题是不够的,还需要从工业技术看待这个问题。
  其实不管高端工业软件、信息化技术还是高端数控机床和机器人,都是一种手段,拥有这些一流的软件和设备,但没有建立使用这些软件和设备的方法,我们将这种方法称为OT技术。比如写文章,原来用纸和笔写,信息时代用计算机和word文档写,这是信息技术。但是信息技术并不能解决如何写一个好文章的问题,如何写好文章是OT技术。
  国外的公司在运用IT技术的同时,非常重视OT技术的积累和沉淀。波音公司在研发787机型时,用了8000多种软件,其中只有不到一千种是商业软件,其他7000多种是波音私有软件,它们包含大量的工程方法和技术,有了这7000多种软件,那1000种商业软件才能真正发挥作用,因此,这7000种软件才是波音的核心竞争力。
  最近的人机大战,AlphaGo对我们的触动很大,当大多数国内企业还停留在购置数控设备、机器人和工业软件时,国外的企业已经在考虑怎么用机器操作机器和软件,通过OT技术自动化和智能化解放智力工作,这是革命性的,开创的是一个全新的时代。
  智能制造有三大核心:智能产品、智能工厂、智能服务。现在大家谈起智能制造,讲得比较多的是工业软件、云计算、大数据、工业互联网这些技术,它们确实是智能制造的基础技术,但还不能解决智能化的问题。智能化的核心是OT技术的显性化和软件化,当把OT技术植入机器,机器可以代替人去操作机器和工具时,就实现了机器的“智能”。我们过去的信息技术、数字技术,包括数控系统,就像我们人类的手和脚,它们是工具,从整个产业竞争来说,国外大企业的战略重心已经从工具层面转到智能化操作和智能化工作层面,把知识植入机器,让机器像人一样作决策分析。
  美国的AVM项目在这方面具有重要意义,它的口号是重新发明制造业,要给制造业带来根本性变革,它具有三大特征:知识技术模块化;基于模型的复杂工程;基于互联网实现社会化知识协作。通过AVM这样的系统,实现了OT技术的沉淀、流通和共享,从而真正实现研发、工艺、制造的智能化。
  回头来看,如果中国制造业一味引进软件、设备和生产线,让西门子、GE这些工业巨头通过它们的平台,发展工业神经系统和工业智能,中国制造业将会变成躯壳,永远沦为全球制造业的执行系统。因此,中国一定要发展自己的工业技术平台,拥有自己的品牌,建立自己的工业技术体系。

(责任编辑:  来源:  时间:2017-10-12)
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