工业软件是工业产品,不是IT产品。
以上概念是我多年来不断强调的,对此我们一定要有清醒的认识,必须深入人心。工业软件的核心是长期积累的产品设计知识,工艺知识和生产制造知识,过去靠人的智能完成设计、工艺和制造,经过多年的积累,我们把反复验证没有问题的工业知识,变成工业软件,由电脑来执行,就是智能制造。
把人的知识变成机器知识,知识是前提,没有工业和制造业的知识,就不可能有工业软件。中国是全球第一制造大国,我们要继续把制造业做深、做好、做精,持续积累工业知识,才有可能构建起中国的工业软件体系。法国达索系统的CATIA之父Francis Bernard,1967年毕业于巴黎航空学院空气动力学专业,经过13年的努力,1980年开发出了三维CAD,所以,工业技术软件化,工业知识技能是第一位的。
同理,为什么世界三大EDA公司Mentor Graphics, Cadence和Synopsys都来自美国?因为世界上第一枚二极管、第一枚三级管和第一颗集成电路都出自贝尔实验室,第一台数字计算机、软件概念、人工智能概念也都是美国的原创。因此,不仅中国没有,除了美国,全球其他国家也都没有成熟的EDA公司!因此,我们必须清醒认识到,工业的创新才是工业软件的源头,没有工业和制造业的创新,就不会有工业软件。
亚当·斯密《国富论》中的分工理论系统阐述了劳动分工对提高劳动生产率和增进国民财富的巨大作用。回顾计算机的发展历程,1946年世界上第一台电子数字计算机ENIAC只有硬件,没有软件和操作系统,采用机器指令的方式,每个焊接的线头都是人手工焊上去,计算机通过电子信号表示信息,低电平表示0,高电平1,最后形成1010代码编程。所以,计算机是先有了硬件,之后发展出了软件,软件又分割为系统软件和应用软件。
计算机发展到今天,一直沿用的是冯·诺依曼体系架构,运算器、控制器、内外存储器、输入输出设备,后来把运算器和控制器集成在了一起,就有了CPU。
下图就是冯·诺依曼最早的ENIAC计算机,没有程序和操作系统,1010的程序代码就是焊的一根线,焊上去是1,不焊就是0。
1965年之前每台计算机的操作系统都不一样,IBM 360系列统一了操作系统,开始了标准化、模块化、系列化,因此360系列卖出去了4万多台,奠定了IBM世界第一的角色。到了1981年,PC计算机从4004到没有硬盘的电子数字计算机8088,CPU带存储器,外接设备CRT、键盘、软盘和打印机,随着对计算机性能要求的不断提高,8088计算能力不够了,就外接了8087,CO-PROCESsor,也就是数学协处理器。上世纪80年代我们在开发CAD的时候,没有协处理器,8088这个PC机是用不了的,CAD系统都运行不起来,这就是分工。
8088带显示器、键盘、磁盘机和打印机的运行压力已经非常大了,再想扩充外围设备,就有了8089通道处理器,专门处理外部设备,把绘图机、光笔和调制解调器连上来,以上整体就构成了一个全新的可以用于CAD设计的计算机,当时的8088、8087和8089三个芯片分别负责控制、数学计算和外围设备处理,这也是分工。
我们再来回顾下软件的发展历程,早期是没有操作系统的,1956年有了软件的概念,才有了操作系统,之后出现了数据库、汇编语言以及应用软件,以上都是通用软件。
从通用软件发展到专用软件,操作系统发展出了嵌入式、分布式、实时操作系统和网络操作系统;数据库有关系型、层次型、实时数据库和分布式数据库;最早只有汇编语言,二进制语言到汇编,后来发展出了FORTRAN, BASIC, COBOL, C语言;应用软件从非常简单的信息管理、到研发设计、生产控制、再到嵌入式软件等。我所倡导的工业软件新生态,就是分工带来的从通用到专用,越通用市场越大,越专用越好用。
通用工业软件行业应用广泛,例如CATIA、西门子、PTC或AUTODESK,既可以应用于航空、汽车,也可以应用于造船、建筑甚至钟表行业。
以达索的CATIA为例,CATIA的结构设计功能强大,复杂曲面功能特别好,所以全球飞机和汽车的复杂外形设计都是用的CATIA。我们航空工业第一飞机设计研究院是国内最早大规模用CATIA的,CATIA V5就是23年前在我们团队使用过程中优化成熟的。2000年CATIA V5刚发布时有200多个模块,我们几十个人的团队分析了好几个月,确定真正适用于飞机设计的只有几十个,大部分模块是我们用不到的,我们想用的功能模块却没有,所以当时我们团队不得不花了20万美金买了两个CATIA开发包的license,10万美金一套,没有折扣。2000年到2002年新飞豹的设计,2年时间我们基于开发工具开发了上百个航空专用模块。通过新飞豹、空警2000、ARJ21再到220吨的运20等系列飞机型号的开发,我们一飞院近20多年来积累了几百个基于CATIA平台自主开发的模块。所以,虽然都是基于CATIA架构,我们一飞院的CAITA和达索公司的CATIA、波音、洛马及空客用的CAITA是完全不一样的。CATIA如此复杂庞大的架构,航空工业都只能用到一小部分,汽车行业可用的更少,大量的中小企业可用的模块更少之又少,中小企业在缺人才少资金的情况下,模块选型都非常困难。
全球工业软件龙头企业基本都是选择通用软件发展路线,从人类分工到计算机架构的分工,再到系统软件的分工给我们带来思考,中国的工业软件公司能否开辟一条新赛道?专用软件,行业专用工业软件,形成一篮子工业软件的新生态。中国工业软件企业直接纳入全球竞争,差距太大,几乎没有胜算。如果我们沿用毛主席农村包围城市的策略,针对中国有比较完整的工业体系的行业,例如家具、箱包、服装、家电和汽车等行业,开发专用的设计、仿真、工艺和制造软件,如此分门别类,仅需有限的资源,又好干又快,2-3年保证可以出一个软件,与现有通用软件结合,行业专用,兼顾性能和性价比。
1970年交付的Boeing 747飞机的设计需要几千名工程师耗费几年趴在地上用铅笔画蓝图,现在不可能找到愿意趴在绘图板上画图的工程师了,工业软件是必由之路。但我们90%以上的中小企业买不起、用不起工业软件,用盗版的话又留下了知识产权保护的隐患。所以,我们中国的工业软件发展之路,我个人认为应该向行业专用软件方向发展。一个阵地一个阵地地竞争,一个行业一个行业地竞争,最后就会形成一个农村包围城市的局面,而且专用软件经济、简单、好用,又不占资源。
以上,是我经过几年的反复思考,想要倡导的中国工业软件的新生态,一个和世界上其他国家都不一样的新生态。
几千年漫长的人类发展史,从来没有任何力量能够阻挡人流、物流、资金流和信息流的全球性流动。古今中外,世界潮流浩浩荡荡,顺之者昌,逆之者亡(孙中山先生)。李克强总理在2022年两会上也讲到:无论国际风云如何变幻,中国都会坚定不移地扩大开放,长江黄河不会倒流。中国对外开放40多年,发展了自己,造福了人民,也有利于世界。这是个机遇的大门,我们绝不会,也绝不能把它关上。中国是全球经济非常重要的一部分,我建议我们的工业软件企业不仅在国内发展,也要走出国门,国际市场巨大,很多国家会用我们的软件,我们有责任有能力和其他国家合作,打造全球工业软件生态体系。
全球化是必然趋势,中国融入世界势不可挡,因此我们工业软件要解决的问题不是取代所有的进口软件,而是要解决“卡脖子”的工业软件的问题。“卡脖子”的是部分工业软件,如果要取代全部进口软件,就曲解了领导人“瞄准“卡脖子”的关键核心技术难题,带领团队作出重大突破”的原意。因此,工业软件必须要杜绝低层次的重复,杜绝闭门造车,也必须是国际生态,大家一定要建立完整的概念,否则必然会走错路。