提起軟件，人們往往聯(lián)想到在手機(jī)、電腦上使用的各類生活、辦公、娛樂(lè)類軟件程序，對(duì)工業(yè)軟件則比較陌生。顧名思義，工業(yè)軟件指應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的軟件系統(tǒng)。通俗地講，就是在研發(fā)、生產(chǎn)等各個(gè)環(huán)節(jié)幫助工業(yè)企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)的軟件系統(tǒng)。它的應(yīng)用過(guò)程融合了物理原理分析、數(shù)學(xué)模型建立、信息技術(shù)處理、工程實(shí)踐檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)，能夠大幅提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)，被譽(yù)為數(shù)字化時(shí)代工業(yè)的“大腦和神經(jīng)”，是一個(gè)國(guó)家工業(yè)制造水平的重要指標(biāo)。
應(yīng)用范圍廣 知識(shí)密度高
從當(dāng)前產(chǎn)業(yè)布局來(lái)看，工業(yè)軟件主要聚焦在工具、系統(tǒng)和平臺(tái)三大領(lǐng)域，為制造業(yè)企業(yè)提供通用型產(chǎn)品和一站式解決方案。比如在汽車研發(fā)中，廠商需要進(jìn)行碰撞安全性試驗(yàn)，工業(yè)軟件中的計(jì)算機(jī)輔助工程軟件就可以進(jìn)行“虛擬碰撞”，不僅節(jié)約成本，而且縮短研發(fā)周期。在未來(lái)的智能制造過(guò)程中，工業(yè)軟件中的生產(chǎn)控制軟件，會(huì)像大腦一樣幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化管理。
工業(yè)軟件是工業(yè)技術(shù)和信息技術(shù)等體系融合發(fā)展的產(chǎn)物，是基礎(chǔ)科學(xué)與工程知識(shí)的集大成者。同燃?xì)廨啓C(jī)、光刻機(jī)、高端芯片等實(shí)物產(chǎn)品一樣，工業(yè)軟件也是人類智慧的結(jié)晶。20世紀(jì)中后期以來(lái)，信息技術(shù)蓬勃發(fā)展，促進(jìn)了工業(yè)軟件向工業(yè)領(lǐng)域的滲透發(fā)展。在這一過(guò)程中，逐漸形成了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工程、計(jì)算機(jī)輔助制造、計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃、企業(yè)資源計(jì)劃、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)等不同分支領(lǐng)域。
通用性與專業(yè)性并重，是工業(yè)軟件的重要技術(shù)特征。通用性是指解決工業(yè)企業(yè)運(yùn)行中的共性問(wèn)題，如幾何造型、熱流分析等。專業(yè)性是指解決特定細(xì)分領(lǐng)域的具體問(wèn)題。工業(yè)體系龐大而復(fù)雜，工業(yè)軟件有許多用武之地。這些領(lǐng)域包括機(jī)床裝備、化工裝備、航空航天裝備、機(jī)器人、軌道交通與運(yùn)載裝備、網(wǎng)聯(lián)汽車、醫(yī)用裝備、農(nóng)機(jī)裝備、家居產(chǎn)品等。不難發(fā)現(xiàn)，人們?nèi)粘Ｒ率匙⌒兄谐Ｓ玫拇蟠笮⌒〉墓I(yè)產(chǎn)品，大部分都離不開(kāi)工業(yè)軟件支持，其通用性之廣可見(jiàn)一斑。在細(xì)分領(lǐng)域，工業(yè)軟件主要起到設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析、控制等作用。以制造業(yè)工作母機(jī)——數(shù)控機(jī)床為例，工業(yè)軟件的功能包括機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)建模、復(fù)雜流形曲面零件的加工規(guī)劃等。
從設(shè)計(jì)層面看，工業(yè)軟件是一個(gè)匯集各學(xué)科知識(shí)的龐大體系，知識(shí)和信息集成度高。從頂層到底層，工業(yè)軟件可分為系統(tǒng)架構(gòu)、邏輯規(guī)則、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)三個(gè)方面。這三方面囊括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、工程科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等。其中，數(shù)學(xué)又包括微分幾何、計(jì)算幾何、數(shù)值方法等；物理學(xué)包括力學(xué)、電磁學(xué)、熱力學(xué)等；工程科學(xué)包括材料熱處理工藝、信號(hào)測(cè)試、模型控制等；計(jì)算機(jī)科學(xué)包括計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、軟件工程、高性能計(jì)算等。所涉學(xué)科如此之多、所含知識(shí)密度如此之高，設(shè)計(jì)工業(yè)軟件的難度可想而知。不僅如此，工業(yè)軟件設(shè)計(jì)完成之后，還自有其“生命歷程”。與手機(jī)軟件相似，工業(yè)軟件好不好用，使用者的反饋非常重要。正是在對(duì)接用戶需求的過(guò)程中，工業(yè)軟件不斷迭代、不斷進(jìn)化發(fā)展。這其中蘊(yùn)含著多學(xué)科、多領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展。
抓住新機(jī)遇 謀求新發(fā)展
邁入新發(fā)展階段，工業(yè)軟件的重要性愈發(fā)凸顯。可以說(shuō)，沒(méi)有強(qiáng)大的制造業(yè)，就沒(méi)有強(qiáng)大的綜合國(guó)力；沒(méi)有強(qiáng)大的工業(yè)軟件，就沒(méi)有強(qiáng)大的制造業(yè)。
作為智能制造的重要基礎(chǔ)和關(guān)鍵支撐，工業(yè)軟件對(duì)推動(dòng)我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，邁向制造強(qiáng)國(guó)、取得高質(zhì)量發(fā)展，具有重要意義。工業(yè)軟件的創(chuàng)新發(fā)展使制造業(yè)不再僅僅是硬件制造，軟件、自動(dòng)化、現(xiàn)代管理、服務(wù)模式等智能化技術(shù)將越來(lái)越多地融入進(jìn)來(lái)，比如，以自感應(yīng)、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)、自決策為特點(diǎn)的新一代人工智能技術(shù)。在新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下，有望建立與工業(yè)體系相匹配的工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)，確保制造業(yè)行穩(wěn)致遠(yuǎn)。
辨明發(fā)展階段、找準(zhǔn)發(fā)展方向、認(rèn)清發(fā)展差距，是我國(guó)工業(yè)軟件發(fā)展的可行道路。作為世界第二大經(jīng)濟(jì)體，我國(guó)是全世界唯一擁有聯(lián)合國(guó)產(chǎn)業(yè)分類中全部工業(yè)門類的國(guó)家，擁有獨(dú)立完整的現(xiàn)代工業(yè)體系。這為我國(guó)工業(yè)軟件的自主發(fā)展提供了強(qiáng)勁的需求、廣闊的市場(chǎng)和應(yīng)用的空間。當(dāng)前，一些領(lǐng)域正不斷取得新進(jìn)展，鼓舞工業(yè)軟件科技攻關(guān)的信心。這些領(lǐng)域包括航空、航天、船舶、電子、核電、軌道交通，等等。例如，面對(duì)時(shí)代發(fā)展需求，我國(guó)航天工業(yè)自主研發(fā)、攻堅(jiān)克難，國(guó)產(chǎn)航天工業(yè)軟件已經(jīng)達(dá)到高技術(shù)水平，助力取得載人航天、月球采樣返回、空間站長(zhǎng)期在軌運(yùn)行等重大科技突破。比如，我國(guó)首個(gè)目標(biāo)飛行器天宮一號(hào)和神舟八號(hào)無(wú)人飛船的交會(huì)對(duì)接過(guò)程，就運(yùn)用了我國(guó)自主研發(fā)的軟件系統(tǒng)。
放眼全球，以信息網(wǎng)絡(luò)、智能制造為代表的新一輪技術(shù)創(chuàng)新浪潮正在興起，尋找新領(lǐng)域突破口已然可能。傳統(tǒng)的行業(yè)邊界正在被不斷打破，新的領(lǐng)域和業(yè)態(tài)正在不斷產(chǎn)生。人工智能、數(shù)字樣機(jī)、數(shù)字孿生、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等新領(lǐng)域，都在為我國(guó)廣大企業(yè)，特別是專精特新中小企業(yè)，提供巨大市場(chǎng)空間和發(fā)展機(jī)遇。我國(guó)工業(yè)軟件當(dāng)抓住時(shí)代機(jī)遇，可以先易后難、先點(diǎn)后線再面，逐步取得突破。
與此同時(shí)，我們也要清醒認(rèn)識(shí)到，國(guó)際龍頭企業(yè)已基本建立起閉合產(chǎn)業(yè)生態(tài)，建立起相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。憑借先發(fā)優(yōu)勢(shì)不斷試錯(cuò)，國(guó)際主流工業(yè)軟件產(chǎn)品積累了豐富的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。例如，幾何建模內(nèi)核和幾何約束求解引擎，是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)參數(shù)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵核心技術(shù)，目前相關(guān)技術(shù)被壟斷。可以說(shuō)，從技術(shù)路徑來(lái)說(shuō)，關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來(lái)、買不來(lái)、討不來(lái)的，堅(jiān)持獨(dú)立自主的發(fā)展方針是必然選擇。我們要研發(fā)自主、安全、可控的工業(yè)軟件，推動(dòng)其迭代創(chuàng)新，并不斷與現(xiàn)有的工業(yè)體系深度融合，從而實(shí)現(xiàn)效益倍增。
從行業(yè)發(fā)展來(lái)說(shuō)，行業(yè)組織可以建立行業(yè)統(tǒng)一軟件架構(gòu)、底層核心技術(shù)和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。行業(yè)組織應(yīng)推動(dòng)行業(yè)一體化軟件架構(gòu)平臺(tái)、多域資源適度整合開(kāi)發(fā)，提升并健全自主軟件的配套服務(wù)能力，強(qiáng)化供需對(duì)接，助力自主工業(yè)軟件市場(chǎng)推廣，從而提升自主工業(yè)軟件商業(yè)化應(yīng)用水平和競(jìng)爭(zhēng)力。
工業(yè)軟件未來(lái)發(fā)展將更精準(zhǔn)、更高效、更智能。對(duì)普通人來(lái)說(shuō)，工業(yè)軟件雖然“看不見(jiàn)、摸不著”，但正是受益于它的迭代發(fā)展，凝結(jié)其智慧的各類產(chǎn)品正不斷從各個(gè)領(lǐng)域走進(jìn)我們的生活，不斷提高我們的幸福感和獲得感。對(duì)國(guó)家來(lái)說(shuō)，工業(yè)軟件的發(fā)展，宛如一對(duì)強(qiáng)大的“隱形翅膀”，必將持續(xù)助力我國(guó)工業(yè)體系向著更高水準(zhǔn)邁進(jìn)。
（作者譚建榮為中國(guó)工程院院士、浙江大學(xué)教授）
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《智能制造：關(guān)鍵技術(shù)與企業(yè)應(yīng)用》：譚建榮、劉振宇等著；機(jī)械工業(yè)出版社出版。
《軟件工程——理論、方法與實(shí)踐》：孫家廣主編；高等教育出版社出版。
《中國(guó)科技之路·信息卷·智聯(lián)萬(wàn)物》：倪光南主編；人民郵電出版社出版。
來(lái)源： 人民日?qǐng)?bào)
