國(guó)內(nèi)制造業(yè)已經(jīng)步入智能時(shí)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(gè)背景下，工業(yè)軟件的作用下日益突出，但無(wú)可否認(rèn)的是，軟件一直是中國(guó)工業(yè)領(lǐng)域最薄弱的一環(huán)。

　　中國(guó)科學(xué)院理論物理研究所所長(zhǎng)蔡榮根指出，我國(guó)現(xiàn)在面臨著許多“卡脖子”的技術(shù)問(wèn)題，實(shí)際上是背后的基礎(chǔ)理論和源頭沒(méi)有搞清楚。

　　針對(duì)目前存在的問(wèn)題，a&s特別采訪(fǎng)了MathWorks中國(guó)區(qū)工業(yè)自動(dòng)化和制造行業(yè)市場(chǎng)經(jīng)理宋勝凱，探討國(guó)內(nèi)工業(yè)軟件的價(jià)值與發(fā)展存在的問(wèn)題。

　　Q：a&s

　　A：MathWorks中國(guó)區(qū)工業(yè)自動(dòng)化和制造行業(yè)市場(chǎng)經(jīng)理 宋勝凱

　　Q：貴司主要在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域扮演什么角色？這個(gè)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)目前市場(chǎng)有哪些特點(diǎn)？

　　A：無(wú)論是“工業(yè)4.0”，還是“中國(guó)制造2025”，都在強(qiáng)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(chǎng)車(chē)間、生產(chǎn)機(jī)器，甚至是物料搬運(yùn)設(shè)備，都已經(jīng)非常先進(jìn)。在5G、工業(yè)信息總線(xiàn)、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(lái)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(chǎng)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(huì)涉及多個(gè)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(jī)械工程以及電子電氣工程等，復(fù)雜性非常高。對(duì)于工業(yè)企業(yè)來(lái)講，工業(yè)應(yīng)用軟件的研發(fā)實(shí)力，體現(xiàn)著企業(yè)的創(chuàng)新力和核心競(jìng)爭(zhēng)力。

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

　　Q：您如何看待國(guó)內(nèi)工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展態(tài)勢(shì)？

　　A：國(guó)內(nèi)工業(yè)自動(dòng)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(biāo)。在5G、工業(yè)信息總線(xiàn)等先進(jìn)技術(shù)的支撐下，工業(yè)環(huán)境下的各類(lèi)實(shí)體，包括組件、設(shè)備、系統(tǒng)，都連接起來(lái)形成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，物理世界中的各類(lèi)信號(hào)通過(guò)這個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫的交互，這為物理世界的實(shí)體以及實(shí)體組成的系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)字化的表達(dá)提供了充分的技術(shù)條件。有了工業(yè)數(shù)據(jù)，在中國(guó)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(guó)的工業(yè)自動(dòng)化將進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展的通道。當(dāng)然，中國(guó)工業(yè)自動(dòng)化由“大”轉(zhuǎn)“強(qiáng)”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(jí)的問(wèn)題，也包括工業(yè)領(lǐng)域人才發(fā)展儲(chǔ)備的問(wèn)題。

　　MathWorks公司多年服務(wù)工業(yè)客戶(hù)，通過(guò)豐富實(shí)踐，積累了大量的工業(yè)經(jīng)驗(yàn)，將這些工業(yè)知識(shí)濃縮進(jìn)發(fā)布的MATLAB/Simulink系列產(chǎn)品中，可以為中國(guó)的工業(yè)客戶(hù)進(jìn)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(xún)等技術(shù)服務(wù)，也能夠幫助國(guó)內(nèi)的用戶(hù)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(dòng)化市場(chǎng)中，軟件雖然支撐了整個(gè)工業(yè)的體系，但其價(jià)值往往會(huì)被人所忽視，如何看待這種現(xiàn)象？

　　A：驅(qū)動(dòng)工業(yè)世界智能化提升的主要驅(qū)動(dòng)力，是規(guī)模不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)——既包括數(shù)量上的增長(zhǎng)，也包括數(shù)據(jù)種類(lèi)上的增長(zhǎng)。振動(dòng)傳感器、視覺(jué)傳感器、電動(dòng)機(jī)、液壓驅(qū)動(dòng)器、生產(chǎn)機(jī)械以及廠(chǎng)房車(chē)間等等，都在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，越來(lái)越多地產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)。對(duì)如此規(guī)模龐大的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，是工業(yè)應(yīng)用軟件的核心要?jiǎng)?wù)?？梢哉f(shuō)，“軟件”是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化核心目標(biāo)——效率提升的關(guān)鍵因素，誰(shuí)做好了軟件，誰(shuí)就在效率提升上領(lǐng)先一步，誰(shuí)也就能占領(lǐng)更大的市場(chǎng)。在中國(guó)制造由“大”轉(zhuǎn)“強(qiáng)”的大背景下，參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的工業(yè)企業(yè)，必然要增加對(duì)軟件價(jià)值的認(rèn)可程度，投入更多的人力和物力資源到軟件開(kāi)發(fā)中，以更高效率的產(chǎn)品與國(guó)際廠(chǎng)商展開(kāi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

　　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(guān)點(diǎn)？目前落地的難點(diǎn)與用戶(hù)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(hào)與信息處理兩個(gè)學(xué)科，即主要由軟件來(lái)完成控制方面的計(jì)算以及信號(hào)與信息處理方面的計(jì)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(lái)看待）。與工業(yè)軟件進(jìn)行交互的是機(jī)械、電子電氣、液壓等領(lǐng)域的對(duì)象，無(wú)論是讓軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)特定對(duì)象的實(shí)時(shí)控制，還是在邊緣設(shè)備或云上開(kāi)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(lèi)對(duì)象的機(jī)理知識(shí)，也就是說(shuō)，開(kāi)發(fā)者要綜合工業(yè)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的知識(shí)，才能做好工業(yè)應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)。

　　工業(yè)軟件這種知識(shí)的“復(fù)雜性”和“綜合性”，讓我們?cè)陂_(kāi)發(fā)工業(yè)軟件時(shí)，會(huì)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淦鳌保詣?dòng)化的設(shè)計(jì)工具，是我們進(jìn)行這種復(fù)雜的工業(yè)軟件開(kāi)發(fā)的利器。利用MATLAB/Simulink開(kāi)展基于模型的設(shè)計(jì)，對(duì)待開(kāi)發(fā)的工業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行模型化描述——建模，通過(guò)仿真，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期就開(kāi)展系統(tǒng)的確認(rèn)和測(cè)試活動(dòng)；進(jìn)一步，采用自動(dòng)代碼生成技術(shù)，將系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以及后續(xù)的集成測(cè)試、交付測(cè)試進(jìn)行自動(dòng)化。這種基于仿真的工程開(kāi)發(fā)方式，可以有效的快速在設(shè)計(jì)域進(jìn)行方案探索，同時(shí)也能夠在自動(dòng)化工具支持下，快速實(shí)現(xiàn)方案到產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的過(guò)渡。

　　Q：當(dāng)下，工業(yè)軟件“卡脖子”問(wèn)題仍然存在，您如何看待未來(lái)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(biāo)是讓科學(xué)家和工程師們快速的進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和工程實(shí)踐。MATLAB作為一個(gè)以文本語(yǔ)言為基礎(chǔ)的科學(xué)計(jì)算與分析平臺(tái)，為工業(yè)領(lǐng)域的工程師和科學(xué)家們，提供了開(kāi)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(kāi)展的技術(shù)創(chuàng)新有了更趁手的工具。而Simulink作為一個(gè)以圖形化語(yǔ)言為基礎(chǔ)的工程設(shè)計(jì)與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)，為開(kāi)發(fā)工業(yè)軟件，特別是嵌入在工業(yè)場(chǎng)景下的嵌入式軟件，提供了一套自動(dòng)程度很高的開(kāi)發(fā)和測(cè)試工具鏈，最大化的節(jié)省工業(yè)領(lǐng)域的專(zhuān)家們?cè)诠I(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(tái)，還有什么想補(bǔ)充的內(nèi)容？

　　A：當(dāng)前，越來(lái)越多的工業(yè)客戶(hù)在向系統(tǒng)集成化這個(gè)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(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，探索挖掘產(chǎn)品全生命周期的服務(wù)機(jī)會(huì)，獲取新的增長(zhǎng)點(diǎn)，這也是我們常聽(tīng)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(lái)應(yīng)對(duì)工業(yè)應(yīng)用軟件復(fù)雜度提升帶來(lái)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(jī)械、液壓，以及AI技術(shù)等融合帶來(lái)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(fù)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(wèn)題，一是輔助設(shè)計(jì)工業(yè)系統(tǒng)中專(zhuān)業(yè)化非常強(qiáng)的機(jī)電液控制系統(tǒng)等，二是能夠?qū)⑦@些多物理域的機(jī)理知識(shí)與AI等技術(shù)進(jìn)行融合，在數(shù)據(jù)層面深入挖掘，開(kāi)發(fā)面向服務(wù)業(yè)務(wù)的軟件應(yīng)用，如預(yù)測(cè)性維護(hù)應(yīng)用。其次，團(tuán)隊(duì)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(jìn)各領(lǐng)域工程師的交流溝通，同時(shí)，工具供應(yīng)商完善的培訓(xùn)和服務(wù)體系是團(tuán)隊(duì)技能提升的重要保障。

　　結(jié)語(yǔ)

　　根據(jù)國(guó)家工信部指導(dǎo)發(fā)布的《中國(guó)工業(yè)軟件白皮書(shū)（2020）》調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，在生產(chǎn)控制、經(jīng)營(yíng)管理、運(yùn)維服務(wù)這三個(gè)工業(yè)制造環(huán)節(jié)，國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件在中國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額已分別達(dá)到五成、七成、三成，但在研發(fā)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，海外軟件占比仍高達(dá)95%。

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