委动态
栏目导航

以国产工业软件为抓手 促进工业互联网健康发展

 二维码 24
发表时间:2020-09-26 09:03

以国产工业软件为抓手 促进工业互联网健康发展

朱铎先

  工业互联网是智能制造的关键基础设施,作为工业互联网重要组成部分的工业软件,是制造企业智能化转型升级的重要抓手与核心动力。然而,我国制造企业当前还严重依赖国外工业软件,在自主可控方面受制于人。本文从工业软件的视角,探讨如何通过工业互联网与工业软件的协同发展,共同推动制造企业的智能化转型升级。

  一、工业互联网处于落地应用的关键时期

  工业互联网是通过工业级网络高效连接与共享工业经济中的各种要素资源,以数字化、网络化、智能化的生产与服务方式降低成本、提升效率,推动制造业转型发展。

2017年,国务院发布《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》,提出增强工业互联网产业供给能力,持续提升我国工业互联网发展水平。在2018年中央经济工作会议上,明确了5G、人工智能、工业互联网等新型基础设施建设的定位。2019年“工业互联网”被写入政府工作报告。2020年政府工作报告再次提出全面发展工业互联网。

  全国很多省市积极响应国家号召,先后制定和发布了发展工业互联网的系列政策文件,出台了工业互联网发展的相关措施。据统计,我国已经培育 500多个工业互联网平台,其中具备一定行业、区域影响力的达80个。

  此外,随着智能制造等项目的推进,越来越多的企业也加大了数字化改造力度,数字化水平逐步提升,这些都为工业互联网发展提供了良好的基础。但是,我国工业互联网还处在落地应用的关键时期,工业互联网应该进一步增强自身的核心服务能力,赋能制造业。

  二、工业软件是制造业智能化转型升级的基石,也是企业导入工业互联网的必要基础

  工业软件是指专用于或主要用于工业领域,为提高工业企业研发、生产、管理与服务水平以及提升工业产品价值的软件与系统。工业软件几乎涵盖了工业企业所有生产活动环节,它是工业技术、工艺经验、制造知识和方法的数字化和系统化的长期沉淀。工业软件在推动制造企业向数字化与智能化发展过程中起到了重要的支撑作用。孙家广院士曾指出:工业软件是制造业数字化、网络化、智能化的基石,是新一轮工业革命的核心要素。

  工业互联网服务制造业主要有三种路径。一是企业内部价值的提升,利用工业互联网打通设备、产线、生产和运营系统,通过连接和数据智能,提升生产率和产品质量,降低资源消耗,打造智能化工厂。二是面向企业外部的价值链提升,利用工业互联网打通企业内外部产业链和价值链,全面提升企业内外部的协同能力,实现产品、生产和服务创新,推动业务和商业模式转型。三是面向开放生态的平台运营,通过连接和数据智能实现资源优化配置,推动平台相关企业的生产运营优化与业务创新,打造面向第三方的产业生态体系和平台经济。

  工业互联网,最终目的是通过工业要素的互联,实现人、机、料、法、环等要素的深度集成、信息共享与过程协同,从而实现“降本、提质、增效”。工业互联网赋能制造企业,数据互联和数据驱动资源配置是其重要依托。在工业互联网服务制造业的三种路径中,第一种路径是基础,也是工业互联网打通企业外部价值链和产业链的必要条件。通过工业互联网打造智能化工厂,离不开工业软件的支撑。只有企业具备了一定的数字化基础,工业互联网才能有数据可采、可联、可用,才能通过数据智能提升制造企业的内外部价值链。

  但是,当前绝大多数制造企业,特别是中小企业的信息化建设还处于初级阶段。企业的设备之间、岗位之间信息不互通,生产过程不透明,制造企业的数字化基础还达不到工业互联网的基本要求。目前,依托设备物联网、MES制造执行系统等工业软件,在设备互联、岗位互联的基础上,打通生产过程的信息互联,实现人机物、设备与管理系统互联,改变以前“聋岗位”“哑设备”“傻管理”的局面,形成全面数字化、网络化的生产管理模式,为工业互联网平台的厂内数据互联打下基础。

  从北京兰光创新科技有限公司18年的项目实施经验来看,基于设备物联网的制造执行系统是中小企业导入工业互联网的可行路径。对于中小企业,数字化基础薄弱,互联网平台可以从设备数据采集方面作为切入点,解决设备管理与运维方面的问题。利用工业软件,聚焦基于工业互联网平台的信息化应用,既能解决企业生产管理的现实问题,同时通过短期成效又进一步增强企业导入工业互联网的意愿。

  三、工业软件是工业互联网赋能制造企业的核心能力

  工业互联网包括平台、网络和安全三大体系。平台作为工业互联网的核心,由数据采集体系、工业PaaS平台和应用服务体系构成,是实体经济全要素连接的枢纽。应用层(SaaS)是工业互联网平台的关键,主要依托工业APP,实现赋能制造企业。工业APP是面向特定工业应用场景的软件程序,是一系列软件化、可移植、可复用的行业系统解决方案,更是工业互联网服务制造业的核心能力。目前,工业软件朝着平台化发展,特别是基于技术层面的基础架构平台。从某种意义上讲,工业互联网平台的核心就是工业软件平台。

  工业APP是工业互联网赋能制造企业的价值输出。但是,工业互联网平台工业APP匮乏,特别是面向特定工业应用场景的系统性解决方案比较欠缺,导致在生产数据分析与处理、行业机理建模以及产品全生命周期数字化集成等功能较为薄弱。目前大部分工业互联网平台缺乏对工业行业的深入理解,对于工业知识、模型和历史数据沉淀不足,与制造业个性化需求尚有一定的差距。

  工业软件是对工业各类工业生产环节规律的代码化,支撑了绝大多数的生产制造过程。工业软件内部蕴含制造运行规律,并根据数据对规律进行建模和优化制造过程。专业的工业软件公司,能够深刻理解制造业的生产与管理,积累了丰富的制造行业知识,拥有成熟的数字化解决方案。所以,工业互联网应该快速集聚成熟的数字化解决方案,积累各类专业应用,补齐自身短板,增强服务能力。此外,工业门类繁多,即便是同一行业的不同制造企业,生产与管理等环节也有很大差异,对工业互联网应用场景的需求差异也很大。工业互联网迫切需要众多专业化的工业软件支撑与落地。工业互联网平台应该联合垂直行业合作伙伴共同打造满足特定场景需求的行业应用,显著提升发展支撑能力。

  四、加大对国产工业软件的支持力度,助力工业互联网的健康发展

  工业软件是工业互联网的软实力,是工业互联网推广应用中不可或缺的一部分。倪光南院士曾指出:工业互联网发展需要夯实工业软件“基本功”。经过几十年的发展,我国工业软件产品种类已经比较齐全,具备了一定的行业解决方案研发能力和服务支持能力。据统计,2019年我国工业软件业务收入保持较快增长,累计完成业务收入1720亿元,为支撑工业领域的自主可控发展发挥了重要作用。但是,国产工业软件与国际先进水平相比仍然存在着明显的差距。工程设计与仿真类工业软件市场,国外企业占据着绝对的主导地位;生产管理类工业软件,在电力、能源等行业仍由国外企业占领头地位,在离散制造行业,国内公司在军工等行业还具有一定的本土优势。但从总体上来看,我国工业软件基础研发薄弱、积累不足,国产软件的推广应用需要从大环境上加以引导。

  从产业安全看,需要重视国产工业软件的发展。在工业互联网时代,数据安全至关重要。工业软件作为信息技术在工业领域的具体表现,已经广泛应用于各个工业领域,其中自主工业软件的缺位已经成为我国制造业发展的重大安全隐患。工业软件使用过程中产生的大量工业数据和商业信息若被盗用,或者工业软件被断供,对企业甚至国家可能会带来严重损失。一直以来,众多专家不断指出,国外工业软件产品在我国大规模使用,为国防工业等多个领域带来了安全隐患。因此,需要进一步重视国产工业软件产业,积极发展自主可控的工业软件。

  从政策和资金上看,应进一步加大对国产工业软件的扶持力度。工业的复杂性决定了工业软件研发的复杂性、艰巨性与长期性。工业软件的研发与完善不可能一蹴而就,需要一个大投入、长周期的渐进过程,国产工业软件基础本身薄弱,更需要长期的坚守、持续的投入。国家应该继续从政策层面加大对国产工业软件的支持力度,在资金扶持以及税收减免等方面向国产软件倾斜,使得国产工业软件企业能够坚持下去,推动可持续发展。

  政府应继续倡导制造企业进行数字化升级和智能制造转型,为国产工业软件提供快速成长的沃土。近些年,随着智能制造和工业互联网的开展,各地政府及广大制造企业纷纷行动起来,积极进行自动化、智能化改造,很多企业引进并成功应用了设备物联网、MES等工业软件系统,取得了明显的经济与社会效益,同时,也带动了国产工业软件的发展。这次新基建的推进,特别是工业互联网为工业软件搭建了更广阔的平台,为国产工业软件提供了更好的发展时机。政府应进一步引导制造企业继续深化数字化改造和数字化转型升级,并倡导企业大力使用国产工业软件,为国产工业软件提供成长的沃土。尽快扭转大型制造企业长期惯于购买和应用国外工业软件的不良局面,让国产工业软件在市场中得到认可和应用,并在“用”中得以发展,在“用”中得以完善。

  另外,政府可以通过产学研用,推动国产工业软件的发展。工业软件的主体是工业,工业软件的研发需要丰富的工业知识和实践经验,专业人才是工业软件不可回避的难题。这就需要通过产学研合作,发挥科研院所、企业等多方力量,提炼核心技术难点以及行业关键问题,多方协同攻关,共同打造出自主可控的国产工业软件。

  最后,从知识产权方面看,应进一步加大对工业软件的保护,营造尊重知识产权、自觉抵制盗版软件的社会氛围。在工业软件领域,使用盗版软件现象普遍存在,但从长远来看,使用盗版软件会扼杀国产工业软件的发展机会,破坏国产软件产业迭代发展的根基。作为知识产权高度集中的行业,工业软件企业还面临着软件被盗版、代码被剽窃等困扰,这些都极大地制约了国产工业软件企业的再投入和健康发展。同时,国家对工业互联网发展以及健全法律法规等方面也越来越重视。2020年6月,中央全面深化改革委员会第十四次会议召开,强调指出:“以智能制造为主攻方向,加快工业互联网创新发展,加快制造业生产方式和企业形态根本性变革,夯实融合发展的基础支撑,健全法律法规,提升制造业数字化、网络化、智能化发展水平。”作为工业软件从业者,作者真心希望国家能够进一步加大知识产权保护力度,创造更好的知识产权保护氛围,促进国产工业软件的健康发展。

  工业互联网对促进制造业智能化转型升级,对构建我国数字经济优势,都具有举足轻重的作用,但工业互联网的发展离不开工业软件的支撑。希望相关部门以工业互联网发展为契机,以促进工业软件发展为抓手,进一步加大对国产工业软件政策扶持和知识产权保护力度,推动国产工业软件的深入应用和快速发展。同时,引导工业软件与工业互联网平台协作融合,推动工业互联网和国产工业软件相互借力,共同发展,为我国智能制造和经济发展做出更大的贡献。

  (作者为北京兰光创新科技有限公司董事长、高级工程师)