可怕的沉默——國產工業軟件

導讀

對於中國工業來講，工業軟件豈止是短板，已是「斷」板，是「斷」命之板。一邊是差距增大，一邊是國際頂級CAE公司一年研發=我國15年的所有投入。當許多人都在沉迷工業互聯網、人工智能、大數據來推進製造業轉型升級的時候，沒有人意識到這些概念若是脫光了一層一層衣服，最內核的就是工業軟件。發展自主的高端CAD、CAE軟件，已經成爲人們心中認定的不可能之事。

 

放冷箭卻受到國家資助

 

2018年 7月底，數百名電子工程師在舊金山狂歡。美國國防部主導的「電子復興計劃ERI」的首次峯會，在這裏拉開帷幕，併爲「電子復興五年計劃」，選出了第一批入圍扶持項目。

 

在這裏，最爲扎眼的是一家電子設計軟件EDA的公司，一方面它得到了最高的資助，另外一方面它是該類別扶持項目中惟一公司。

 

入選機構

 

正是這個CADENCE，在4月份率先響應美國商務部號召，對中興搶先表態、發出冷箭。

 

而此次，這家美國電子設計軟件巨頭，再次得到國防部2400萬美圓撥款。

 

而此刻中興恢復生產了，芯片解禁了。實際上，不多有人知道，儘管中興每一年進口六七十億美圓的芯片，但若是採購名單上不過數百萬的電子設計軟件被停用，那上百億的芯片都不過是硅土。

 

這就是工業軟件的厲害之處。這纔是中國製造業最大的短板。

 

當智能製造和工業4.0的目標愈來愈聚焦在數字化設計、數字化工廠和數字運營服務的時候，「數字建模和仿真」再次成爲一切數字化工業背後最爲閃耀的明星。最爲重要的研發設計領域的兩個軟件工具，CAD（計算機輔助設計）和CAE（計算機輔助仿真），成爲中國信息化最熟悉、然而如今看上去倒是最爲瘸腿的領域。

 

此一刻，咱們發現，中國在數字建模與仿真領域的建樹，跟國外工業軟件相比，簡直不值得一提。

 

中國的工業設計軟件，曾經走過什麼樣的歷史？

 

一段艱難起步的小日子

 

二十世紀八十年代初，中國人對工業軟件的認識幾乎是零。伴隨着昂貴的IBM大型機、VAX小型機、Apolo工做站的引入，上面附帶的某些CG、CAD軟件，這樣工業軟件算是嶄露頭角。

 

最先能引進這些昂貴的計算機硬件的有實力的研究所或高校，也就由此開始了模仿和開發工業軟件的征程。固然早期開發的軟件，大多數是二維CAD繪圖軟件，能開發三維造型軟件的單位比大熊貓的數量要少兩個數量級。

 

曾經有過一段還算不錯的小日子。從「七五」到「十五」（1986-2005），國家對於國產自主工業軟件一直是有扶持的，當時主要的扶持渠道是國家機械部（機電部）的「CAD攻關項目」、國家科委（科技部）的「863/CIMS、製造業信息化工程」。

 

國家機械部、國家科委早期重點支持的是二維CAD，後來發展到簡單實用的「兩甩」，即甩圖板、甩帳本。對於技術難度不算過高的二維CAD的扶持，仍是取得了一些成效的，出現了高華CAD、CAXA電子圖版、開目CAD、浙大大天CAD、山大華天等一批軟件產品。即便在開發難度比較大的三維CAD領域，也出現了北航的熊貓CAD系統（後來的金銀花）等。

 

此後國家機械部逐漸淡出對CAD的支持，而由國家科技部接手，彼時863項目聲名大噪，國產CAX軟件公司也跟着很有斬獲。一個二維CAD軟件小陽春的局面呼之欲出。

 

而在CAE領域，也出現了一個百花齊放的大好開局。上世紀80年代後期。以北航、清華爲表明的一批高校和科研人員開始作相關的軟件開發。這些人中，以唐榮錫老師、孫家廣老師、梁友棟老師、周儒榮老師爲表明，成爲國內第一代從事CAD軟件開發的標誌人物。隨着CAD/CAE軟件在製造業的推廣普及，清華大學、浙江大學、華中科技、大連理工等一批高校和中科院、航空航天等一批院所前後開展CAD/CAE軟件自主研發，取得了一些研究成果，包括中科院的飛箭、鄭州機械所的紫瑞、大連理工的JIFEX、中航的APOLANS、HAJIF等商業化和大企業自用軟件。

 

一時間也是熱鬧。

 

一次悄無聲息的CAD調包

 

從「十五」和「十一五」開始，科技部對研發設計軟件的重點支持，轉到了三維CAD。而在「十二五」（2011年）之後，中國的信息化開始走兩化融合的道路，該工做轉由工信部負責，863合併到國家重點科技研發計劃中，科技部也再也不分管信息化工做。這是一個重要的分水嶺。因爲工信部並不對認爲屬於基礎科研的工業軟件研發進行補助，國家對三維CAD研發的資金投入幾乎沒有了。

 

工信部從分管工做而言，不能直接以資金支持企業研發的，只能經過搞兩化融合支持企業上信息化，經過試點示範和兩化貫標等方式，給企業補貼，重點支持對象的是製造業企業。國產工業軟件研發公司則基本得不到直接的支持，變成了「姥姥不疼舅舅不愛」的苦孩子。經過企業應用拉動信息化建設，推進了製造業信息化的普及，也培養了一批人才，但它也帶來的一個間接的後果，即國家補貼的大量兩化融合資金都去買了國外工業軟件。

 

若是從CAD產業發展來看，能夠說CAD被無聲無息地被調包了。自此之後，近十年來，國家部委層面幾乎再也沒有明確的資金投入支持國產自主CAD/CAE軟件了。

 

《自主CAE涅槃》一書中提到，在上世紀80年代，中國的CAE發展也是自成一派。具備諷刺意味的是，隨着CIMS如火如荼的發展、帶來的並不是是自主工業軟件的崛起，而是國外工業軟件的長驅直入，而隨後兩化融合的大舉投入，國外工業軟件越發興旺發達，此時正是三維CAD開始勃發，CAE開始更加發力的時候，中國自主軟件則步步後退。在高端CAD領域，PTC、UG（如今屬於西門子）、CATIA已經確立了壟斷的位置，中低端的Solidworks、Autodesk、SolidEdge則緊緊把手。

 

中國的CAD、CAE都潰不成軍。以CAE爲例，當年一款飛箭軟件以其獨到的有限元仿真語言，獨樹一幟。但在多年尋求商業化而無果的境遇下，目前儘管已經改名成元計算，但仍然尷尬地掙扎着，空有好技術卻被擱於冷倉。

 

而在最近幾年，當工業4.0變成德國的國家名片,智能製造到了舉國熱浪的階段，人們從新認識到，工業軟件在其中舉足輕重的做用。然而，中國曾經有過起步發展的CAD/CAE軟件，卻早已經陷入「失去的三十年」。

 

 

德國的工業4.0

 

 

 

 

 

 

 

一份未曾上交的答卷

 

美國的國家戰略一直把「數字化建模和仿真」做爲核心戰略。美國幾乎每一年都有新報告，遞交到美國高層，反覆強高調「建模與仿真」的技術。這也獲得美國政府積極的迴應和廣泛的重視。

 

幾十年來，美國產業界歷來沒有中止過吶喊，也歷來沒有中止過行動，從1995年開始加速數字化建模和仿真創新戰略，到2005年布什的報告提出計算科學，到2009年依靠建模和仿真，到2010年高性能計算談到建模和仿真，以及到如今先進製造夥伴計劃，都是在圍繞着工具模塊化和開放式的平臺。

 

2014年美國總統科技委員會肯定的11個關鍵領域有一個打分，根據對國家的影響等指標，這其中，可視化、信息化和數字製造是三大關鍵領域之一，這裏面都是圍繞着數字化建模和仿真。而在最新的美國製造業創新網絡NNMI，跟智能製造最相關的兩個創新中心，一個是數字化的設計與製造，一個是清潔能源的智能製造。不管是國防部牽頭，仍是能源部牽頭，基本上都是圍繞着數字化建模和仿真這個核心技術。

 

然而在中國，核心自主工業軟件，歷來不曾獲得高層的重視。

 

一晃多年過去，而在今年，中興事件意外捅開了一個窟窿。芯片的重要性，軟件的重要性，終於成爲裘衣鮮鞍下面的黑窟窿。

 

 

刻骨銘心的工業誤判

 

工業軟件的本質是工業品。它歷來都是工業的結晶，而非IT的產物。工業軟件是工業化長期積累的工業知識與訣竅的結晶，是工業化進程的不可缺乏的伴生物。而在中國，不少時候，它卻被簡單地認爲更可能是IT軟件屬性，跟其餘管理軟件、甚至互聯網一塊兒發展。這是一個天大的誤判。

 

並且，這個誤判對製造業的發展而言，是一個致命的誤傷。現在西門子、GE、施耐德等工業巨頭都在拼命併購軟件，打造軟硬一體化的公司。僅就代碼行數而言，世界上最大的軟件公司，不是微軟，不是 SAP，而是製造業的翹楚、全球最大的軍火商洛克希德馬丁公司。

 

時至今日，每一件工業品，幾乎都是工業軟件的結晶，每一臺裝備，離開了軟件都不能運行。可是，每一種國外工業軟件裏面究竟有什麼，倒是誰也說不清。這是一個失控的數字世界。貌似強大的「中國製造」，偏偏就是站立在失控的工業軟件的數字世界之顛。

 

對於中國工業來講，工業軟件豈止是短板，已是「斷」板，是「斷」命之板。當許多人都在沉迷工業互聯網、人工智能、大數據來推進製造業轉型升級的時候，沒有人意識到這些概念若是脫光了一層一層衣服，最內核的就是工業軟件。更可怕的是，人們連吶喊的力氣都沒有了。發展自主的高端CAD、CAE軟件，已經成爲人們心中認定的不可能之事。

伴隨着數字化、網絡化和智能化的深刻發展，中國正在向智能製造迅速轉型。中國製造業缺乏核心工業軟件，將是一柄達摩克利斯之劍，長懸於中國製造之項頂。沒有自主核心工業軟件的支撐，中國製造強國只能是一夢之醉。

 

而此刻，整個行業卻呈現可怕的沉默。