國內(nèi)制造業(yè)已經(jīng)步入智能時代，這意味著工業(yè)數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)等將不斷轉(zhuǎn)化成新的生產(chǎn)力，在這個背景下，工業(yè)軟件的作用下日益突出，但無可否認的是，軟件一直是中國工業(yè)領(lǐng)域最薄弱的一環(huán)。

　　中國科學(xué)院理論物理研究所所長蔡榮根指出，我國現(xiàn)在面臨著許多“卡脖子”的技術(shù)問題，實際上是背后的基礎(chǔ)理論和源頭沒有搞清楚。

　　針對目前存在的問題，a&s特別采訪了MathWorks中國區(qū)工業(yè)自動化和制造行業(yè)市場經(jīng)理宋勝凱，探討國內(nèi)工業(yè)軟件的價值與發(fā)展存在的問題。

　　Q：a&s

　　A：MathWorks中國區(qū)工業(yè)自動化和制造行業(yè)市場經(jīng)理 宋勝凱

　　Q：貴司主要在工業(yè)自動化領(lǐng)域扮演什么角色？這個領(lǐng)域國內(nèi)目前市場有哪些特點？

　　A：無論是“工業(yè)4.0”，還是“中國制造2025”，都在強調(diào)數(shù)字技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。我們看到，隨著信息技術(shù)、通信技術(shù)以及人工智能技術(shù)的發(fā)展以及廣泛應(yīng)用，工業(yè)世界正在迅速發(fā)生變化。今天的工廠車間、生產(chǎn)機器，甚至是物料搬運設(shè)備，都已經(jīng)非常先進。在5G、工業(yè)信息總線、大數(shù)據(jù)、AI等技術(shù)的支持下，工業(yè)設(shè)備的智能化顯著提高，設(shè)備間相互協(xié)作，承擔(dān)起越來越復(fù)雜的生產(chǎn)任務(wù)。在這種高度集成化的設(shè)備、系統(tǒng)中，軟件扮演了至關(guān)重要的作用，包括AI技術(shù)在內(nèi)的數(shù)字技術(shù)，成為工業(yè)場景下應(yīng)用的核心載體。這種工業(yè)應(yīng)用軟件的研發(fā)，往往會涉及多個領(lǐng)域的工程師通力協(xié)作，涉及的學(xué)科領(lǐng)域包括軟件工程、信息技術(shù)、機械工程以及電子電氣工程等，復(fù)雜性非常高。對于工業(yè)企業(yè)來講，工業(yè)應(yīng)用軟件的研發(fā)實力，體現(xiàn)著企業(yè)的創(chuàng)新力和核心競爭力。

　　MathWorks公司提供的MATLAB/Simulink的產(chǎn)品體系，包含100多個工具，不僅覆蓋多個學(xué)科（機、電、液、軟等），而且圍繞基于模型設(shè)計的理念/方法，提供了包含測試與驗證的完整工具鏈，支持開發(fā)云-邊-端上運行的工業(yè)軟件，是工業(yè)軟件的開發(fā)基礎(chǔ)平臺。

　　Q：您如何看待國內(nèi)工業(yè)自動化的發(fā)展態(tài)勢？

　　A：國內(nèi)工業(yè)自動化正在朝著數(shù)字化和智能化的方向發(fā)展。數(shù)字化是基礎(chǔ)，智能化是目標。在5G、工業(yè)信息總線等先進技術(shù)的支撐下，工業(yè)環(huán)境下的各類實體，包括組件、設(shè)備、系統(tǒng)，都連接起來形成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，物理世界中的各類信號通過這個網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了無縫的交互，這為物理世界的實體以及實體組成的系統(tǒng)，進行數(shù)字化的表達提供了充分的技術(shù)條件。有了工業(yè)數(shù)據(jù)，在中國已經(jīng)形成規(guī)模和技術(shù)突破的互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的加持下，中國的工業(yè)自動化將進入一個快速發(fā)展的通道。當(dāng)然，中國工業(yè)自動化由“大”轉(zhuǎn)“強”還有很多的挑戰(zhàn)，這包括了原有工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化改造升級的問題，也包括工業(yè)領(lǐng)域人才發(fā)展儲備的問題。

　　MathWorks公司多年服務(wù)工業(yè)客戶，通過豐富實踐，積累了大量的工業(yè)經(jīng)驗，將這些工業(yè)知識濃縮進發(fā)布的MATLAB/Simulink系列產(chǎn)品中，可以為中國的工業(yè)客戶進行數(shù)字化改造提供支撐，另外，MathWorks的技術(shù)支持、培訓(xùn)和技術(shù)咨詢等技術(shù)服務(wù)，也能夠幫助國內(nèi)的用戶在工業(yè)人才培養(yǎng)方面提供支持。

　　Q：在目前的工業(yè)自動化市場中，軟件雖然支撐了整個工業(yè)的體系，但其價值往往會被人所忽視，如何看待這種現(xiàn)象？

　　A：驅(qū)動工業(yè)世界智能化提升的主要驅(qū)動力，是規(guī)模不斷增長的數(shù)據(jù)——既包括數(shù)量上的增長，也包括數(shù)據(jù)種類上的增長。振動傳感器、視覺傳感器、電動機、液壓驅(qū)動器、生產(chǎn)機械以及廠房車間等等，都在生產(chǎn)運行過程中，越來越多地產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)。對如此規(guī)模龐大的數(shù)據(jù)進行處理，是工業(yè)應(yīng)用軟件的核心要務(wù)。可以說，“軟件”是實現(xiàn)工業(yè)自動化核心目標——效率提升的關(guān)鍵因素，誰做好了軟件，誰就在效率提升上領(lǐng)先一步，誰也就能占領(lǐng)更大的市場。在中國制造由“大”轉(zhuǎn)“強”的大背景下，參與國際競爭的工業(yè)企業(yè)，必然要增加對軟件價值的認可程度，投入更多的人力和物力資源到軟件開發(fā)中，以更高效率的產(chǎn)品與國際廠商展開市場競爭。

　　Q：有人形容工業(yè)軟件的道路盡是寂寞黑夜中的探索，您如何看待這樣的觀點？目前落地的難點與用戶的接受度是怎樣的？

　　A：從學(xué)科的角度看，工業(yè)軟件主要涉及控制工程和信號與信息處理兩個學(xué)科，即主要由軟件來完成控制方面的計算以及信號與信息處理方面的計算（注：在此我們將數(shù)據(jù)管理、任務(wù)管理以及通信交互等部分的軟件作為支撐性軟件來看待）。與工業(yè)軟件進行交互的是機械、電子電氣、液壓等領(lǐng)域的對象，無論是讓軟件實現(xiàn)對特定對象的實時控制，還是在邊緣設(shè)備或云上開展有效的信息處理，符合功能要求的工業(yè)軟件必然要融合各類對象的機理知識，也就是說，開發(fā)者要綜合工業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)知識和計算機領(lǐng)域的知識，才能做好工業(yè)應(yīng)用軟件的開發(fā)。

　　工業(yè)軟件這種知識的“復(fù)雜性”和“綜合性”，讓我們在開發(fā)工業(yè)軟件時，會感受到很大不確定性，像是在黑暗中摸索一樣?！肮び破涫卤叵壤淦鳌?，自動化的設(shè)計工具，是我們進行這種復(fù)雜的工業(yè)軟件開發(fā)的利器。利用MATLAB/Simulink開展基于模型的設(shè)計，對待開發(fā)的工業(yè)系統(tǒng)進行模型化描述——建模，通過仿真，在系統(tǒng)設(shè)計初期就開展系統(tǒng)的確認和測試活動；進一步，采用自動代碼生成技術(shù)，將系統(tǒng)實現(xiàn)以及后續(xù)的集成測試、交付測試進行自動化。這種基于仿真的工程開發(fā)方式，可以有效的快速在設(shè)計域進行方案探索，同時也能夠在自動化工具支持下，快速實現(xiàn)方案到產(chǎn)品實現(xiàn)的過渡。

　　Q：當(dāng)下，工業(yè)軟件“卡脖子”問題仍然存在，您如何看待未來行業(yè)的發(fā)展？

　　A：MathWorks致力于基礎(chǔ)軟件的提供，我們的目標是讓科學(xué)家和工程師們快速的進行技術(shù)創(chuàng)新和工程實踐。MATLAB作為一個以文本語言為基礎(chǔ)的科學(xué)計算與分析平臺，為工業(yè)領(lǐng)域的工程師和科學(xué)家們，提供了開展工業(yè)軟件研發(fā)所必須的數(shù)據(jù)處理、分析和可視化能力，讓圍繞工業(yè)數(shù)據(jù)開展的技術(shù)創(chuàng)新有了更趁手的工具。而Simulink作為一個以圖形化語言為基礎(chǔ)的工程設(shè)計與系統(tǒng)實現(xiàn)平臺，為開發(fā)工業(yè)軟件，特別是嵌入在工業(yè)場景下的嵌入式軟件，提供了一套自動程度很高的開發(fā)和測試工具鏈，最大化的節(jié)省工業(yè)領(lǐng)域的專家們在工業(yè)軟件低附加值部分的投入，將更多的精力用于那些“卡脖子”技術(shù)的探索和工程應(yīng)用。

　　Q：關(guān)于工業(yè)軟件/平臺，還有什么想補充的內(nèi)容？

　　A：當(dāng)前，越來越多的工業(yè)客戶在向系統(tǒng)集成化這個業(yè)務(wù)形態(tài)轉(zhuǎn)變，綜合利用研發(fā)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、運營數(shù)據(jù)，探索挖掘產(chǎn)品全生命周期的服務(wù)機會，獲取新的增長點，這也是我們常聽到的“數(shù)字化轉(zhuǎn)型”的關(guān)鍵。在此背景下，工業(yè)應(yīng)用軟件的研發(fā)主體——工業(yè)企業(yè)，需要一套研發(fā)工具和體系，來應(yīng)對工業(yè)應(yīng)用軟件復(fù)雜度提升帶來的研發(fā)挑戰(zhàn)。

　　這里的復(fù)雜程度有兩重意思，一方面是指由軟件與電子電氣、機械、液壓，以及AI技術(shù)等融合帶來的更高的技術(shù)復(fù)雜度，另一方面指這種技術(shù)復(fù)雜性溢出到企業(yè)范圍內(nèi)的其它領(lǐng)域，如負責(zé)工程師職業(yè)技能提升的人力資源領(lǐng)域。首先，合適的研發(fā)工具和體系要能系統(tǒng)化的處理和解決多學(xué)科問題，一是輔助設(shè)計工業(yè)系統(tǒng)中專業(yè)化非常強的機電液控制系統(tǒng)等，二是能夠?qū)⑦@些多物理域的機理知識與AI等技術(shù)進行融合，在數(shù)據(jù)層面深入挖掘，開發(fā)面向服務(wù)業(yè)務(wù)的軟件應(yīng)用，如預(yù)測性維護應(yīng)用。其次，團隊協(xié)作能力和工程師技能提升，是保證工業(yè)應(yīng)用軟件獲得成功的關(guān)鍵使能要素，這就需要相應(yīng)的軟件研發(fā)工具和體系，要能夠促進各領(lǐng)域工程師的交流溝通，同時，工具供應(yīng)商完善的培訓(xùn)和服務(wù)體系是團隊技能提升的重要保障。

　　結(jié)語

　　根據(jù)國家工信部指導(dǎo)發(fā)布的《中國工業(yè)軟件白皮書（2020）》調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，在生產(chǎn)控制、經(jīng)營管理、運維服務(wù)這三個工業(yè)制造環(huán)節(jié)，國產(chǎn)工業(yè)軟件在中國國內(nèi)市場份額已分別達到五成、七成、三成，但在研發(fā)設(shè)計環(huán)節(jié)，海外軟件占比仍高達95%。

　　從數(shù)據(jù)中不難看出，工業(yè)軟件國產(chǎn)自主的道路仍然任重道遠。近年來，工業(yè)軟件問題得到國家政策重視及資本市場的關(guān)注，但這條道路，沒有捷徑，仍需要堅持不懈去縮短技術(shù)的差距。