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以東方視角,看工業軟件的四種發展策略

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 21:17:32 來源:蘭光創新

日前,美國PTC公司宣布以4.7億美元並購Onshape公司,大踏步地向工業軟件雲化進軍。西門子、達索、SAPdenggongyeruanjianjutouyeshipinpindashoubixiongmengerjingzhundibinggouyouxiugongyeruanjian,goujianzijiqiangdadechanpinxianhejingzhengli。yuzhixingchengqiangliefanchadeshi,guoneigongyeruanjiangongsicunzaiguimoxiao、技術弱、合作散、營商環境差等原因,與國外巨頭公司無法形成有效競爭。

工業軟件是製造業的大腦與神經,沒有工業軟件,就不可能有現代化的製造業。令人擔憂的是,我國9成的工業軟件市場是被國外公司所壟斷,對我國製造業的可持續性發展與安全構成了很大的隱患與風險,特別是中興、華為等事件之後,重視與發展本土工業軟件已經迫在眉睫了。

本土工業軟件公司到底該如何製訂適合自己的發展戰略?仁者見仁,智者見智。老子在《道德經》中寫道:“有無相生,難易相成,長短相較,高下相傾,恒也。”意(yi)思(si)是(shi)說(shuo)有(you)和(he)無(wu)互(hu)相(xiang)轉(zhuan)化(hua),難(nan)和(he)易(yi)相(xiang)輔(fu)相(xiang)成(cheng),長(chang)和(he)短(duan)互(hu)相(xiang)比(bi)較(jiao)而(er)顯(xian)現(xian),高(gao)和(he)下(xia)相(xiang)互(hu)對(dui)立(li)而(er)存(cun)在(zai),這(zhe)是(shi)永(yong)恒(heng)的(de)道(dao)理(li)。筆(bi)者(zhe)認(ren)為(wei)借(jie)鑒(jian)老(lao)子(zi)這(zhe)四(si)句(ju)話(hua),把(ba)握(wo)工(gong)業(ye)互(hu)聯(lian)網(wang)等(deng)新(xin)機(ji)遇(yu),就(jiu)可(ke)以(yi)構(gou)建(jian)出(chu)本(ben)土(tu)工(gong)業(ye)軟(ruan)件(jian)在(zai)工(gong)業(ye)互(hu)聯(lian)網(wang)大(da)背(bei)景(jing)下(xia)的(de)四(si)種(zhong)發(fa)展(zhan)策(ce)略(lve)。

一、“有無相生”,虛實融合順大勢

縱觀美國GE工業互聯網、德國工業4.0、日本互聯工業,以及我國的智能製造和工業互聯網等戰略,技術核心都可以概括為CPS賽博物理係統(Cyber-Physical Systems),都體現了基於新一代信息技術實現物理實體與數字虛體深度融合的發展趨勢。

GE公司在《工業互聯網:打破智慧與機器的邊界》一書中重點強調:“智能機器、智能係統和智能決策代表著由機器、設備組、設施和係統網絡所構成的物質世界更深入地由連接、大數據和分析所構成的數字世界融合的主要方式。”

德國工業4.0通過縱向、端對端、橫向等三項集成實現企業數字化、網絡化、智能化的生產與服務模式,從一定程度上講,與工業互聯網異曲同工。其中,縱向集成是將企業內不同的IT係統、物理設備(以數控機床、機器人等數字化生產設備為主)進行全麵的應用與集成,在企業內部建成人-人互聯、機-機互聯、人-機-物互聯的互聯企業。

在參考德國工業4.0、GE工業互聯網、中國製造2025等戰略基礎上,日本在2017年提出了“互聯工業”戰略,並定為日本國家級發展願景。“互聯工業”是希望“通過連接人、設備、技術等實現價值創造的互聯工業。”

在我國,無論是兩化融合、兩化深度融合還是智能製造以及工業互聯網,一直以工業化與信息化融合為主線,促進製造業向智能化轉型升級。

從以上美、德、日、中(zhong)四(si)國(guo)相(xiang)關(guan)戰(zhan)略(lve)來(lai)看(kan),在(zai)這(zhe)次(ci)以(yi)工(gong)業(ye)互(hu)聯(lian)網(wang)為(wei)主(zhu)要(yao)技(ji)術(shu)手(shou)段(duan)的(de)智(zhi)能(neng)化(hua)進(jin)程(cheng)中(zhong),通(tong)過(guo)物(wu)理(li)世(shi)界(jie)和(he)數(shu)字(zi)世(shi)界(jie)的(de)深(shen)度(du)融(rong)合(he),打(da)造(zao)虛(xu)實(shi)一(yi)體(ti),以(yi)虛(xu)仿(fang)實(shi)、以虛控實的工業軟件係統是工業產業的發展趨勢。這也就是老子講的“有無相生”,有形的物理實體與無形的賽博虛體緊密相連、相互促進甚至是轉化。

圖1 “有無相生”,虛實融合順大勢

從工業軟件發展角度可以概括為以下兩大發展趨勢。

1)軟硬緊密結合

通過產品、裝備等的數字化、網絡化,使其成為整個智能係統的一部分,提升使用效率、產品質量與用戶體驗。

通過工業軟件,實現與生產設備、生產設施、物料等物理世界的互聯互通,實現數字化、網絡化、智能化的生產與服務模式。

通過對高性能設備或產品的遠程數據采集,實現遠程運維和預測性維護等等。

工業軟件不再是一套純信息化係統,與物理世界的融合是一個趨勢。

2)OT與IT深度融合

對製造企業而言,工業軟件既是提升生產效率與產品質量的倍增器,也是承載豐富工業知識的無形容器。通過工業軟件,實現人-人的互聯與協作,如OA將全部工作人員連接起來,PLM將研發、工藝等人員連接起來,ERP將企業運營管理人員連接起來,MES將車間各工種人員連接起來,SCM將供應鏈上相關企業連接起來……,通過工業軟件與業務流程的深度互聯,實現信息共享、工作協同與知識重用,實現敏捷高效的研發、生產、運營、服務。

這種發展趨勢在MES製造執行係統發展中表現也非常明顯。自1990年MES概念被提出後,經過MESA協會在1997年進一步定義與完善後得到快速發展,已成為製造型企業中的核心信息化係統。現在很多公司與組織也逐漸提出MOM(Manufacturing Operations Management,中文翻譯為製造運營管理)概念,其實質就是強調OT與IT的深度融合。比如在2000年,美國儀器、係統和自動化協會(簡稱ISA)發布ISA-SP95標準,首次確立了MOM將生產運營、維護運行、質量運行和庫存運行並列起來,並拓展了MES的傳統定義。美國國家標準與技術研究院(簡稱NIST)在智能製造生態係統模型中也將MES的位置升級為MOM,都體現了上述思想。

具體到工業軟件產業領域,SAP、達索、西門子等國際公司也進一步響應並大力宣傳MOM等理念。在國內,蘭光創新在2015年提出了“六維智能”MES係統,突破了MES純信息化的傳統理念,分別從計劃排產、過程協同、設備互聯、物料管理、質量管控、決策支持等六個方麵打造生產過程的數字化、網絡化、智能化管控,體現了信息化係統與物理世界以及業務深度融合的特點。

孫子講“善戰者,求之於勢”,體現虛實融合、軟硬結合,是當前工業軟件發展一大趨勢,工業軟件公司理應研究並順勢而為之。

二、“難易相成”,化整為零建平台

正如楊學山教授及寧振波研究員強調的“工業互聯網姓工不姓網”,工gong業ye互hu聯lian網wang和he工gong業ye軟ruan件jian是shi服fu務wu於yu工gong業ye,具ju有you濃nong厚hou的de工gong業ye屬shu性xing,承cheng載zai著zhe巨ju量liang的de工gong業ye知zhi識shi且qie需xu要yao長chang期qi沉chen澱dian,不bu可ke能neng像xiang互hu聯lian網wang軟ruan件jian那na樣yang可ke以yi快kuai速su研yan發fa、快速上線,存在著研發難、部署難、使用難、維護難、推廣難等實際困難。

以GE工業互聯網為例,GE在2005年就為飛機發動機做預測性維護,2012年在全球範圍內提出工業互聯網概念,並投入上千人的研發,但經過十多年的發展,GE工業互聯網卻是一波三折,前景不容樂觀。

具體到工業軟件,比如全球的高端CAD/PLM市場,基本被德國西門子、法國達索、美國PTC三家公司壟斷。在這些領域,近些年來國內公司技術及市場份額的差距不是在縮小,而是在加大。

從中也可看到工業互聯網及工業軟件研發之難,本土工業軟件公司責任之重。

由於涉及種類繁多的設備、業務、人員等等,工業互聯網及工業軟件的部署及維護都遠遠難於互聯網軟件。在德國工業4.0八項行動計劃中,第二條就是“管理複雜係統”,如何在製造企業中部署這些複雜係統,讓年齡不一、文化水平不高的車間工人掌握與使用好這些係統,不隻是德國人頭疼的問題,也是工業互聯網與工業軟件能否成功應用的一大難點。

近些年來,隨著微服務、工業APP等新技術的出現,展現了工業互聯網與工業軟件研發技術的最新發展方向。

一方麵,係統功能越來越強,研發、部署、使用、維護都越來越困難,但另一方麵,由於采用了微服務、工業APP等新理念、新技術,一套複雜的工業互聯網或者工業軟件可以被分解為眾多可以被獨立部署、相互方便組合的微服務,可以實現係統的快速定製、kuaisubushuyufangbianshiyong。youyumeigeweifuwujujiaoyuyigejutideyewu,kaifaqilaiyehenrongyi,jigerendetuanduijiukeyiqingsongdikaifachuyigeweifuwu。naxiechengzaizhegongyezhishihejingyandegezhonggongyeAPP,也可以被用戶快速掌握,並高效地完成各種設計、分析、管理等任務。

圖2 “難易相成”,化整為零建平台(圖片來源:安筱鵬博士)

通過“難易相生”的思想,利用微服務、工業APP這些先進技術,將一套龐大、複雜的工業互聯網或者工業軟件轉化為眾多簡單、靈活、可相互組合使用的“小精靈”般的微服務和工業APP,實現了化難為易、化整為零,就可以很好地解決傳統工業軟件以往的研發難、部署難、使用難、維護難等問題。

三、“長短相較”,細分領域樹壁壘

由於研發時間早以及財力雄厚等原因,國外工業軟件巨頭通過長時間的研發和並購,形成了龐大的產品鏈甚至生態圈,構建了以強打弱、以長打短的競爭戰略優勢。

比如西門子、達索、PTC等公司,通過一係列大手筆收購,將業內領先的工業軟件公司進行並購,打通了設計、分析、加工、工藝規劃、生產執行、運維管理、產品數據管理等全生命周期管理的產品鏈,並通過長期的經營,形成了規模龐大、實力雄厚的合作夥伴、代理商、實施商,這些都是國內工業軟件公司很難突破的防線。

老子這句“長短相較”,原本是長和短互相比較而顯現,在這裏引申為本土工業軟件產業可以采取以短勝長的發展策略。

華為是中國最優秀的企業,其成功的重要一條原則,不是與競爭對手比產品鏈的長短,而是采用“壓強原則”,將企業有限資源集中於一點,在配置強度上大大超過競爭對手,重點突破,然後迅速擴大戰果,最終達到係統領先。

國際公司的優勢往往是產品鏈長,但由於麵向全球不同國家、butongxingyeyingxiao,gongnengjuyoutongyongxing,hennanzhaogudaoyigexifenlingyu,zhejiuweiwomenbentugongyeruanjianqiyetigonglefazhanjihui。womenkeyigenzhiyumouyixifenlingyu,shengengxizuo,chongfenfahuiduixingyelijieshenru、知識沉澱深厚的優勢,與客戶深度合作,將行業知識及客戶需求融入軟件,使自己軟件在這一領域功能更強、使用更方便、性價比更高、服務更及時,從而形成自己特有的競爭優勢。

現在,CAD、CAM、CAE、PLM、ERP等工業軟件領域幾乎被國外軟件所壟斷,但這種情況在MES領域卻得到了根本改變。盡管國外MES係統也大量湧入,但由於MES本身具有很強的行業屬性,國外MES係統就很難滿足國內不同行業、不同企業的需求,相反,一些專注行業領域的專業MES公司卻經營得有聲有色。比如,蘭光創新在軍工企業、機械製造領域,上海上揚軟件在半導體、太陽能光伏領域,深圳昱辰在服裝等時尚業。這些公司憑借專業的產品、優質的服務,成為了事實上行業領頭羊。

gongyejuyoufuzaxing,gongyeruanjianshixingyezhishigaoduhuijudechanye,erzheqiaqiashibenturuanjiangongsishengcunyufazhandejihui。womenxianbuyaojituozaiduanshijianneikuaxingyeyouduoshao,guimoyouduoda,chanpinlianyouduochang,ershiyaoyougongjiangjingshen,yukehumiqiepeihe,qianxinyanfa,fahuilinghuo、快速、行業沉澱深厚等優勢,在某些點形成競爭優勢,將自己打造生存能力極強的“碉堡”,“碉堡”多了,自然就能構建起一道可以防禦國外公司的“鋼鐵長城”,為中國製造業提供自主可控的優質產品和服務。

圖3 “長短相較”,構建工業軟件“鋼鐵長城”

四、“高下相傾”,上雲落地拚實效

“高下相傾”原本是指高和下相互對立而存在,此處“高”可理解為“上雲上平台”部署之高,以及AI人工智能等技術之高;“下”可理解為務實落地的具體工業軟件產品,以及並不高大上但可以很好解決企業問題的應用技術。“高下相傾”可理解為這些不同的解決方案,由於應用對象不同、yingyongchangjingbutong,keyixianghubuchong,xiangfuxiangcheng,gongtongcujinzhizaoyezhinenghuazhuanxingshengji,buyaoyiweidizhuiqiugaodashang,yiqieyinggaiyijiejuekehushijiwentiweijiazhidaoxiang。

1)因企不同,部署有高低

現在各級政府對工業互聯網都非常重視,出台了一係列支持政策和具體指標,鼓勵設備上雲、企業上平台。上雲上平台可以使很多中小企業在IT硬件、網絡建設、係統維護等方麵節省資金及人力投入,實現人、機、物的全麵互聯,通過社會化的供需信息、資源信息、生產與服務能力等各方麵的共享,促進製造業新模式、新業態的深刻變革,推動工業生態體係的重構迭代和全麵升級。

圖4 “高下相傾”,上雲落地拚實效

對大型製造企業,特別是軍工等企業,存在著設備種類繁多、管理複雜等特點,對可靠性、實時性、安an全quan性xing有you較jiao高gao要yao求qiu,可ke能neng並bing不bu需xu要yao上shang雲yun,而er是shi需xu要yao進jin行xing大da量liang的de功gong能neng定ding製zhi。這zhe就jiu需xu要yao工gong業ye軟ruan件jian公gong司si基ji於yu深shen厚hou的de行xing業ye知zhi識shi與yu經jing驗yan,根gen據ju客ke戶hu需xu求qiu,以yi工gong業ye軟ruan件jian為wei載zai體ti,在zai研yan發fa、生產、管理等各環節實現機-機互聯、人-人互通、人-機協同,提升企業的管理水平與市場競爭力。

ruanjianshibushuzaiyunduanhaishibendi,qiyeshishangpingtaihaishiduliyunxing,zhexiedouxuyaogenjuqiyeshijiqingkuangerding,erbunengzhuiqiusuoweidechaoliu,gengbunengjuniyuxingshi。

2)實效為王,技術無高下

在製造企業中,很多人希望通過機器人、人工智能、雲計算等所謂高大上技術,實現生產過程的“自感知、自分析、自決策、自執行、自學習”,打da造zao一yi種zhong少shao人ren化hua乃nai至zhi無wu人ren化hua的de智zhi能neng生sheng產chan模mo式shi。雖sui然ran這zhe些xie技ji術shu在zai企qi業ye一yi些xie場chang景jing中zhong可ke以yi得de到dao很hen好hao應ying用yong,但dan過guo於yu理li想xiang化hua的de生sheng產chan方fang式shi存cun在zai投tou資zi大da、風險大、應用場景少等特點,企業更迫切需要務實落地的技術和產品來解決當前存在的主要問題。

筆者在幾年前就呼籲“智能製造,未必追求高大上,可先從治聾治啞治傻開始。”

現在絕大部分企業並不Smart(智巧),還談不上智能(Intelligent),甚至“聾啞傻”等情況普遍存在。比如,機器與工作人員和外界沒有交流,都是單機獨立工作,這可稱之為“聾”;設備運行狀態、故障信息、生產信息等都不透明,出現問題“說不出來”,設備是啞的,崗位是啞的;設備狀態、生產進度、質量信息等不能自動、及時獲知,建立在這種人為數據基礎上的決策就必然是不及時、不科學,甚至是錯誤的,這個可用“傻”來概括。

這些“聾啞傻”的生產與管理模式必然導致生產效率低、成本居高不下、產品質量不能保證,嚴重地影響了企業的競爭和發展。

企業可通過設備物聯網實現設備的互聯互通,將企業的數控機床、熱處理設備、機器人等數字化設備實現設備的網絡通訊、數據遠程采集、程序集中管理、大數據分析、可視化展現與智能化決策支持,設備由以前單機工作的模式轉變為數字化、網絡化、智能化的管理,實現設備由“啞”到“智”的質變。通過MES製造執行係統中的計劃、排產、派工、物料、質量、決策等功能,實現車間層麵精準計劃、精益庫存、精細管理,各崗位都融於整個信息化係統,牽一發而動全身,企業做到“眼觀六路,耳聽八方”,領導者基於實時、網絡化、智能化的信息係統,做到“看得見,說得清,做得對”,實現生產過程的智能化管控。

這zhe些xie技ji術shu和he係xi統tong雖sui然ran談tan不bu上shang高gao大da上shang,但dan可ke以yi以yi較jiao低di成cheng本ben幫bang助zhu製zhi造zao企qi業ye取qu得de很hen好hao的de經jing濟ji與yu社she會hui效xiao益yi,為wei企qi業ye走zou向xiang智zhi能neng製zhi造zao奠dian定ding堅jian實shi的de基ji礎chu。

這就是“高下相傾”在工業軟件發展過程中的啟發。

老子說“天下難事,必作於易;天下大事,必作於細。”作zuo為wei本ben土tu工gong業ye軟ruan件jian公gong司si,既ji要yao抓zhua住zhu工gong業ye互hu聯lian網wang帶dai來lai的de新xin機ji遇yu,采cai取qu精jing準zhun靈ling活huo的de競jing爭zheng策ce略lve,化hua難nan為wei易yi,在zai激ji烈lie競jing爭zheng中zhong能neng快kuai速su發fa展zhan,還hai要yao勇yong於yu肩jian負fu起qi曆li史shi重zhong任ren,通tong過guo長chang期qi的de深shen耕geng細xi作zuo,打da造zao出chu能neng與yu國guo外wai公gong司si抗kang衡heng的de自zi主zhu可ke控kong產chan品pin,為wei我wo國guo製zhi造zao業ye的de智zhi能neng化hua轉zhuan型xing升sheng級ji保bao駕jia護hu航hang。

“條條大道通羅馬”。由於行業不同、基礎不同、發展階段不同、競爭對手不同等差異,每家公司的競爭策略與發展路徑也注定不同。本文總結的四種發展策略,僅供業界參考。

“有無相生”,虛實融合順大勢;

“難易相成”,化整為零建平台。

“長短相較”,細分領域樹壁壘;

“高下相傾”,上雲落地拚實效。

(本文已發表於《電子科學技術》第四期,原標題“以東方文化視角,看工業互聯網下工業軟件的四種發展策略”,並略作改動。)

作者:

朱鐸先 北京蘭光創新科技有限公司董事長

王繼宏 中國機電一體化技術應用協會副秘書長

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