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国内外工业软件的差距在哪?如何赶上?

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发表于 2021-7-21 07:48:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
依据工业软件的产业链在产品设计开发、产品实施、运行维护、二次开发到底哪个环节出现问题,导致我国工业软件与国外差距如此之大?

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发表于 2021-7-21 07:48:38 | 显示全部楼层
这是一个很深刻得问题,很多回答,包括很多网上的文章其实已经讲得很好了,主要包括以下:
中国工业软件失落的三十年,这里的黎明静悄悄核心工业软件:智能制造的中国“无人区”-新华网自2016年回国创业,做智能工业机器人操作系统,本质上也是工业软件的范畴,才慢慢理解为什么我们的工业软件和国外有差距,说白了都是坑。
    人才:但凡软件可以写到符合工业软件级别的,都是编程能力很不错的,基本都被互联网,金融等行业吸引走了,留下来的都是靠情怀,情怀能在现实面前支持多久,谁也不好说。时间:工业软件本质是工业产品,是需要时间的结晶的,个人,公司,社会,客户,谁都等不起这个时间。没有时间的工业软件就是会有各种bug,这些bug又经常是高风险(high-stake)。而高风险换来的不一定是高回报。一代人都在做工业软件的时代,已经基本过去了,现在这一批AI-driven的工业软件,应该是我们很好的机会。但不知道这个时间窗口是否足够长,中国制造2025是一个特别牛逼的战略想法,给了我们一个时间窗口。行业:工业软件,本质上还是不能脱离行业,国内的工业还没有走到标准化和高质量的阶段,大量的工业软件要为这些不是标准化的东西去买单。另外,这些工业行业的从业人员,很多也没有对工业软件有足够的重视程度,我们看到的是设备,看不到的是工业软件。
我们也有自己的优势:
    场景: 类似移动互联网,中国制造的生态和产业链丰富,有足够多的场景去需要工业软件,德国或者美国的工业软件都是航天或者汽车领域催生出来的。中国的工业软件也许会走一条不一样的路,比如我们选择的一些基本的物流或者核电等行业,也是大量需要工业软件的,但这一块的开发明显不足,也没有成熟的经验可以借鉴。
2. 体制:工业软件其实是一个特别需要举国体制的地方,需要从上层标准的建立,来确定底层的开发设计逻辑。在公司层面也一样,需要战略先行,定好行业,然后就要持续的投入去深耕。所以很多人建议把工业软件的发展放到航空、航天、兵工、船舶等行业同等重要的地位,发挥我们举国体制优越性,破解工业软件受制于人的局面。
同时,我们也持续的欢迎更多可以自我驱动的小伙伴加入,只要你对机器人,对工业软件,对机器人,对AI感兴趣,并且有一个不断自我学习的内心。
Drop me a line:)
以上
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发表于 2021-7-21 07:49:07 | 显示全部楼层
关于工业软件的问题,必须要搞明白一点
工业软件的核心是工业,不是软件。
工业软件是干啥的?
本质上来说是将工业实践中的经验和模式固化成模型,然后通过信息系统的方式按照实际需求快速调用。
第一个部分事实上是对于大量基础实践数据的模型化,
第二个部分则是在大量可用模型的基础上依据当前的需求进行求解最优的规划问题。
软件工程的技术能够解决第二个的优化算法问题,但光有这个其实并没有什么卵用。
因为基础模型的数据不可能从天上掉下来,这都是长年累月的基础实验、研发实验、生产、运行实践积累下来的数据,经过很多年深耕经验的专业人员提炼出来的洞察,然后形成的模型。没有大量的实践和经验、就算给你这些模型,你也只是知其然而不知所以然,更不要说提炼优化了。
这里面的挑战事实上和已经被广泛讨论的工艺精度问题一样,你的直接认知是受限于当前精度条件的。你有28nm的试验条件,才能总结出28nm设计中的最佳模型,里面部分认知可能可以应用到14nm上面,但是很多7nm下才会有的问题和相应的解决方案,你靠28nm的实验条件是完全无法得知的。你要想做出适用于7nm的工业软件,那你就得先有大量7nm下的实验数据,这就要7nm的实验环境,7nm的测试床,和7nm的基础生产工艺等等等等……
所以表面上这是个软件问题或者是工具问题,实际上却是螺旋上升的工艺知识在时间和复杂度两个维度上的积累。背后代表的不是多少行代码,而是多少次真金白银的工艺试验,和千百亿个生产循环的数据积累。
说一千道一万,还是那句话,一切制造业问题归根结底都是工艺问题,工业软件也不例外。
当然随着信息技术的发展,数据处理技术的增强,也许可以加速我们通过工艺实践总结模型的速度,但是别忘了。欧美的竞争对手早就已经在做这件事了,不论是predix还是MindSphere,背后的核心都是获取生产线上的制造数据,从而更好地提炼模型。而我们自己的工业互联网才刚刚起步。
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发表于 2021-7-21 07:49:57 | 显示全部楼层
既然同时提到了“工业”和“软件”,就会是一个庞大而离散的话题,SCADA是工业软件,电力调度是工业软件,Predix是工业软件,芯片设计EDA也是工业软件。在此我们仅举例两个方面:离散制造业的软件体系,以及目前热门讨论的EDA半导体设计的工业软件;因为,芯片设计、离散工业,一个是目前我国进口份额最大的先进制造领域,另一个是我国保有量最高但技术含量不高的非先进制造领域。具有典型的讨论意义。如下:
首先是半导体先进制造产业,注:若想了解芯片方面的评论,请看我的另一个回答:https://www.zhihu.com/question/29353581/answer/695412011 EDA相关也可以参考我的另一篇回答
其次,是关于离散制造业的软件,为什么说它呢,因为中国占有全球65%份额的离散工业,离散制造业在我国是主要的制造业形态,它的转型,它的数字化升级,它的产业升级,就变得尤为重要。
目前国内的主要的聚焦离散工业数字转型的公司,多数只是聚焦在SaaS服务(轻服务软件形态),作为一项有助于“生产制度改进”的模式方法,它并未直接导向柔性生产的实践;而大数据团队和协议开发者,作为ERP的外延项目,它服务于生产管理者而非产线,仅作为决策支持和应用软件的标签,这些方案的集成更适用于智能交管/Scada网络/变电站网络等强集约化控制型的需求;而那些专注于机组侧数字化的团队,它们为个性需求所作出的一切可贵实践都难以走向前台。—— 说到此,容易联想到集成模式,没错,它为整条产线提供交钥匙的交付机会,但是,柔性化是产线一体革新的进程,不是百家方案选型集成的实验田,柔性制度的改进需要导入管理者和产线工人——数据决策的导入需要来自机组侧和整条供应链直至代工车间业态的闭环,并用于支持以上制度的范式化——机组侧的数字程控能力将其标准化的延伸至供应/代工网络,并复原了全局的工效和产能拓扑,进而服务于数据层的范式;而SaaS,仅作为此项改进中的制度履行和内控窗口。
例如:工厂的4条产线之一日常承担机翼蒙皮加工作业,淡季也会接洽电动车电池组蒙皮和手机金属背壳的生产,但三者所需的物料、加工公差、产能和产期要求不同,诸如禁固件和开孔工具的供应链也不同,一部分品类由于产期紧张和需求个性化而不易提前计划库存(尤其消费电子个别分类的现象化市场);因而,需要短周期迅速调配产能以适应来料规模(短周期库存)、产线操作密度(调整机组作业公差及计划机组数量)、品检和下线速度等。确保让有限的机组满负荷加工来料并组装下线,也确保产线工人满负荷精确作业。倘若并行生产机翼蒙皮,则闲置机组再次被计划排产;倘若个别机组的传感显示工况下行衰减(如带锯机床的转速衰减),则会由于木桶效应而拖累产能,它将被迅速撤离作业状态,且全局产能被重新的调配和收敛。
在传统离散制造的情形,这些功能中的一部分不可达成,另一部分依赖“老师傅”的敏锐经验完成,那么柔性化生产的狭义必要性就在于:上述功能可达,且代替老师傅。进而,帮助了企业改进制度 —> 落实供应和代工网络的标准化 —> 按需来料生产和产能自由调配 —> 减轻库存周转和降低物料损耗 —> 增加优品。使制造企业在产业竞争之中变得卓越。这是制造企业的合理演进和正确血统。
理想的柔性化交钥匙方案,是覆盖工厂上下游的集成度较高的下列方案的组合:机器工效传感与产能输出的监控 -> 数据中台 -> 供应链网络以及独立品控管理的中间件 -> 产能/库存调度的前端 -> 适用于不同产线岗位制度内控的微服务前端。
总结一下: 芯片设计、离散工业,一个是目前我国进口份额最大的先进制造领域,另一个是我国保有量最高但技术含量不高的非先进制造领域。具有典型的讨论意义。
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发表于 2021-7-21 07:50:19 | 显示全部楼层
感谢 @李淼robot 对我文章的引用!
工业软件黎明静悄悄 | “失落的三十年”工业软件史关于这个问题,上面这篇文章已经解答了不少。 @Ray Kim 说的一阵见血,工业软件的本质是工业品。是工业化长期积累的工业知识与诀窍的结晶,是工业化进程的不可缺少的伴生物。而在中国,很多时候,它却被简单地认为更多是IT软件属性,跟其他管理软件、甚至互联网一起发展。这是一个天大的误会。而且,这个误判对制造业的发展而言,是一个致命的误伤。在中国,核心自主工业软件,未曾得到高层的真正重视。
关于如何赶上,我在“聊一聊国内CAE领域的现状吧”问题中的回答可以参考。
聊一聊国内CAE领域的现状吧?
专家指出,商业化开发是软件生命力的重要保证,国外CAE软件的发展也证实了商业化开发是促进软件开发良性循环的最佳途径,可以突破行业壁垒,将共性技术广泛应用到众多行业,减少低水平重复与内耗,另外,商业化开发可以有效实现可持续开发,不因人员流动而影响软件的发展。
国外CAE软件都是依靠长期技术积累发展起来的,除了本公司的技术积累,企业并购也是技术积累的重要组成。细数国际上具有一定市场竞争力的CAE软件,都有几十年的历史,没有一个新兴企业做出功能完善、分析结果可靠的CAE软件产品,可从一个侧面说明CAE软件开发道路漫长、路途艰辛。CAE软件开发没有长期的技术积累,无论是“弯道超车”或是“换道超车”都几乎是不可能的。如果说有捷径可走,那只能是站在前人肩上,将散列在各行业研究院所、高校中三十年前并不落后的各种工程分析计算程序进行成果转化,在此基础上消化吸收、筛选整合、改写重构,短期内将原有基础扎实利用起来,然后逐步补齐短板向国际知名CAE软件看齐。
国外CAE软件的成长壮大基离不开政府的长期扶持。CAE软件具有极其重要的战略地位,因此受到国家层面的极大重视,如美国政府通过国家战略投资计划投资了众多科学计算基础设施,实施了大量产业培育举措,这是CAE产业最早在美国得到蓬勃发展的一个重要因素。在国家战略层面,美国也确实是把科学计算和建模仿真作为服务于国家利益的关键技术,从未停止过投资。
国外CAE软件也是在企业的伴生下成长起来的。美国工业软件的巨大成功,离不开工业巨头的抚养,也得益于其知识产权的转换机制(成果转化)。美国CAE软件巨头MSC在1971年获得了美国国家航空航天局(NASA)Nastran程序的开发授权,并对Nastran改良后推出了MSC•Nastran,成为美国仿真软件的鼻祖,并作为NASA的主要供应商一路迅猛发展,奠定了行业龙头位置。ANSYS作为美国CAE软件的另一个巨头,其发展则得到了美国西屋电器的“深情支持”。
总结为一句话,在政府扶持、企业伴生下,矢志不移长期潜心研发,通过商业化运维,在市场哺育下发展是CAE软件成长壮大的成功之路。
想看更多文章,请关注公号【知识自动化】,每周全网首发两篇深度文章。和6万发烧友一起,解构工业知识最前沿脉动。
如想了解工业资讯,移步个人微博“南山林雪萍”,犀利评述24小时最新工业动态。看工业,南山见。
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发表于 2021-7-21 07:51:19 | 显示全部楼层
国内工业软件发展存在的问题
1、制造业对国外工业软件形成长期依赖,关键工艺流程和工业技术数据缺乏长期研发积累,制造业在一些领域呈现技术空心化。我国飞机、船舶、冶金、化工、生物医药、电子信息制造等重点制造领域长期以来习惯用国外工业软件,对于背后的设计原理了解不够,而且缺乏基础工艺研发数据的长期积累,导致基础技术原理数据积累存在明显差距。国外根本不可能出售含有最新创新成果数据的工业软件,能出售的工业软件里面固化的数据往往是上一代甚至上几代的数据。
2、软件业和制造业融合程度不高,大型制造企业缺乏主动布局,纯软件企业向工业软件企业转型难度大。纯软件企业进入工业软件领域存在天然专业技术屏障,工业软件不同于普通网络应用软件,是工业流程和技术的程序化封装,背后需要工业流程和庞大技术数据作支撑,这绝非纯软件公司单独所能为。目前国内大型制造企业缺乏对智能制造时代工业软件重要性的深度理解和认识,习惯于购买和应用国外企业的工业软件,不会主动布局加强对企业关键核心工艺流程、工艺和技术的软件化封装,来提高工艺数据应用的便捷性和工业核心技术输出的安全保障。
3、国内工业软件市场被国外企业垄断,国产工业软件发展严重滞后,产业生态基础还很薄弱。重点工业领域关键核心技术被国外企业掌握,关键核心工业辅助设计、工艺流程控制、模拟测试等软件几乎都是清一色的国外企业软件。工业软件研发需要生态系统作支撑,然而目前我国工业操作系统、工业软件开发平台等重要国产工业基础软件是全产业链缺失,这也直接导致了运行于国产工业操作系统的国产工业控制应用软件几乎是空白。
4、工业软件国内标准缺失,综合集成应用程度不高,工业软件作用发挥有限。近几年来,西门子、通用电气等大型制造企业都纷纷加大了工业技术和软件技术融合力度,通过大力收购软件企业,强化企业在智能工业时代的核心竞争力。目前国内工业软件市场的事实标准都是由国外大型制造企业主导着,国外企业在标准上互掐,导致国内市场同时采用国外企业产品时,不同厂商产品程序兼容和互联互通存在很大问题。由于我国在重点制造业领域的国产智能产品体系化程度不高,大部分情况都处于主动需求与对方产品互联,因此只能被动遵守对方产品标准。
5、工业软件对制造业模式的变革创新作用尚未发挥,制造业微笑曲线受制于工业软件短板。由于国内工业软件应用还普遍处在研发设计、工业控制等若干单项应用环节,贯穿整个制造业研发设计、流程控制等全环节的综合集成应用还较少,不同厂商工业软件程序兼容存在较大问题,工业软件综合集成效应尚未显现。
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发表于 2021-7-21 07:51:37 | 显示全部楼层
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现在中国工业软件市场上,有80%的设计软件、制造软件、服务软件被国外品牌所占领使用,其核心技术部分,大多数都被国外巨头掌握,国内工业软件只能在夹缝中生存。正因为国内工业软件的缺乏,为智能制造带来了“成长烦恼”。而且中国的知识产权一直是问题,我们使用工业软件大部分人都用盗版软件,却很少有人花钱买。
世界上最大的软件公司是世界上最大的军火国防承包商——美国洛克希德-马丁,其是世界最先进的制造业,国家在工业革命转型的过程中,去掉制造业的表面,剩下的核心技术就是工业软件。不管是编程、数据建立分析、设备驱动、程序更改、传感器应用全部都依赖于软件技术。我们国家有大把的制造业企业、技术人员,然而却没有一个工业软件。
国内与国外差距
1、在工业软件领域国内企业根本就没有核心,就如中国没有掌握芯片技术一样。而且国外软件工具在创新的实践中已经历经几十年经验积累,然而国内工业软件和国外本就已经产生了几十年的技术代差,就算性能不错的软件研发出来,在应用上也没有国外软件的经历丰富。而且国内只有管理软件和嵌入式开发做得还可以,而且工业软件核心技术,是要建模、虚拟仿真、数学运算等数学算法。更重要等是国内没有一个企业能投入巨额的资金去研究。
2、软件业与制造业融合程度不高,在纯软件企业向工业软件企业在资金、技术等转型难度比较大,而且大型制造企业缺乏主动布局。而且工业软件不同于普通网络应用软件,因为工业流程和技术的程序化,需要强大工业流程和庞大技术数据作支撑,这不是纯软件公司单独所能为。重要的是工业软件的研发投入大,回报低,无论是企业还是技术人才都不愿意涉足。
3、工业软件国内标准少,综合集成应用程度不高,而且工业软件作用发挥有限。现在国内工业软件市场的标准是由国外制造企业开发的,国外企业在标准上也是互相争斗,同时国内在采用国外企业产品时,不同厂家产品程序兼容和相互相同存在很大问题。
4、国内工业软件一直处在研发设计、工业控制等应用环节,而且整个制造业研发设计、流程控制等全环节的综合集成应用还是不全,而且工业软件程序兼容也存在很大的问题。
5、而且现在是工业云阶段,要求的软件不再是单一的软件,而是集合成多种功能的软件,并提供软件、服务等整体的解决方案。
在国内软件的发展历史中,有些企业已经投入大量的资金但是被拖垮。有些因为没有足够的技术和知识积累,有些甘于被收购。与互联网行业的企业相比,工业软件行业的发展是一个难以快速变现的领域,需要制造业的发展更强,而且更需要耐心,需要长期保持一种学习和应对变化的能力。
文章转自:工业软件国内与国外差距,越来越小还是越来越大
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发表于 2021-7-21 07:51:54 | 显示全部楼层
一大帮不负责工业软件的人来回答问题,真是好笑。
估计本人是所有回答者里唯一工作沾边的。差距在哪里?2D、3D软件?NoNoNo,这些早就有国产替代了,只是好用不好用而已。
工业软件欠缺的是模拟分析软件,CAE,有限元分析,而这些软件的开发依靠基础理论、数学模型。
理论、数学模型由实验中来,还要用到实践中去,不断地试错优化,才能不断地完善你的数学模型,进而完善你的软件。
从软件分析,到做出产品是一个很漫长的周期,投资单位:百万元,注意只是“单位”,周期少则半年,多则一年,注意,这只是完成了“一次”实验所需要的时间。
再者,没有足够的实验场地,没有哪个企业愿意花重金花时间帮你做实验。
就酱。
而软件开发难度跟它比?不好意思,不在同一个频道。
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发表于 2021-7-21 07:52:01 | 显示全部楼层
1、差认知:国外的军工、航天企业,能搞出来著名的三维CAD软件,国内领军的工业企业,在工业软件领域,是不是还未走出“重硬轻软”的认识阶段?
2、差创新生态环境:国外有些教授,看到有些工业企业的问题,是可以用某个算法/模型来解决的,就去开发一种专业工业软件,在得到市场认可后,会被高价收购。如果我们有这样的发明人,可能他就要自己去突破市场(应用)的接收与限制、盗版的围剿、仿冒者的跟风,最终能否活下来都是未知;
3、差有效需求:搞工业软件的公司,目前在企业界内,如果不做“买办”,面临的有效需求十分有限,活下去变成了“第一目标”,而工业软件发明的本身目标,只会成为一种“理想”。
如何赶上?借鉴软件行业的规律,提些“虚”的想法:
见缝插针:寻找行业/企业共同关注的痛点问题,做出老外也没有搞定、或者绝对不卖给你的“产品”;比如通用的CAD很难突破,那么首先基于通用CAD平台基础上,面对某个行业的产品设计,开发行业产品的“自动化设计”应用软件,就属于这个策略。目前这样的事情已经有人做了,如电力铁塔的“放样软件”、(某领域)通用仿真软件;
软硬搭配:国内的市场环境,单独推广工业软件,确实比较困难。而企业对硬件(智能装备)的接受度相对高了许多。所以对现有传统设备,结合自动化、智能化改造,去寻找工业软件的“突破口”,可能也是一条路。比如镀膜厚度的精确控制,如果做成与自动控制硬件一体,推广到同行中,比单独卖控制软件,可能更容易些;
搭平台战术:近几年,工业互联网平台大热,但是工业APP很少,能解决实际问题、易用好用的APP,远远不如消费者的APP多。有些艺高人胆大的个人或小团体,可以考虑借助工业互联网平台,实现应用推广。
希望未来国内的工业软件市场,专业的人,只做自己最专业的事,专心解决一个个实际问题,获得足够的回报,实现商业的正向循环,才有可能逐渐缩小与发达国家工业软件的差距。
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发表于 2021-7-21 07:52:33 | 显示全部楼层
差距巨大,
无法赶上。

什么时候以上八个字 成为国内共识,从科技部,到教育部,到工信部,到发改委,到下一次中兴受罚,华为断供,才算是达到了“甲午海战”的水平。就是知道自己没有这个东西可能会输。

--- 知道自己不知道---
现在的状态是:---不知道自己不知道----
都不知道工业软件是干什么的?没有又能怎么样?
把所有有外国字的软件去掉,中国可能就剩下WPS了。这是软件业的现状。
(互联网不算软件)
CAXA最大的事业部是教育行业
中国最大的软件公司的产值比国外的少将近2个零。
---- 知耻而后勇, 才能


请举出几个国产工业软件的成功的例子。

ERP?SAP pk 用友金蝶, 年收入将近差百倍。
CAD pk CAXA? CAE领域 Ansys pk ? CFD领域Fluent pk ?
微观的仿真软件差距更大:
Matlab pk ? Mathematics 有哪个包是中国的?
齿轮计算软件: Romax Designer pk ? SMT 也是英国的
动力学分析软件: SimPack pk ?
数值计算基础:Numpy pk ?, TensorFlow, PyTorch, 哪个是中国的?
软件IDE: Eclipse,
文本编辑器够简单吧? 国产的选手请出列 pk VIM, VS Code, Atom, 。。。

不是自惭形秽,如果有工业软件奥运会,中国怕是连像样的选手都选不出来。
如果有世界杯,预选赛都没法看。


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最近发布了支持软件和集成电路的政策,后面开始追赶了。
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