攻克制造业转型发展的最后一个堡垒
——工业软件

2022-06-23 08:39丛力群上海宝信软件股份有限公司
智能制造 2022年3期
关键词:长板工业软件

文/丛力群 上海宝信软件股份有限公司

面对工业软件的讨论,总是一个沉重话题,其实,这并不奇怪,因为工业软件隐藏在工业之后,当感知到工业软件已经成为制造的掣肘之时,对工业软件的价值认知才会得到真正意义的强化,这比无数次的反复宣传、说教都更有效,就意味着“工业软件是制造业转型发展必须攻克的最后一个堡垒”有了共识。

从发展态势的分析研判未来方向

与其他制造行业一样,钢铁行业工业软件也是在钢铁业发展规律主导下发展的。中国钢铁业规模占据世界半壁江山,仅仅用了四十年时间。在飞速发展过程中,也存在被忽视和隐藏的诸多潜在问题:企业忙于发展而忽视积累,对大量引进先进装备和工业软件无暇做认真细致的自我消化、提升,并转化为自身的知识积累,在引进、消化、再引进的重复中,工业软件基础不牢的隐患是注定的。

通过分析,可以这样来形象地比喻工业软件的现状:工业软件就如同一张桌子,四类工业软件分别构成桌子的四条腿。四类工业软件支撑着钢铁工业软件产业示意图如图1所示。

图1 四类工业软件支撑着钢铁工业软件产业示意

这张桌子表面看似平稳,但四条腿分别以不同的方式存在。在工业规模迅速扩张时,人们的直接感知是:“桌面”是平的、稳定的,无暇顾及(或并不在意)桌子下面是什么状态、会发生什么。通过分析,我们看到支撑工业软件基础的实际情景是运营管理、生产控制、服务保障,这些都已经或正在形成比较稳定的支撑,而研发设计则大部分依靠国外产品来支撑,是最具不确定的一条腿,当制造业转型发展呈现更多对工业软件的需求时,这张几十年来构筑起的工业软件其实并不十分牢固,随时都有倒塌的风险。

在钢铁行业,各类工业软件发展极度不平衡。对生产制造和运营管理类工业软件具有极高的关注度,而对研发设计类工业软件的关注和研讨远没有离散制造业那么广泛和深入,这是由行业的特点决定的。离散制造业是由设计驱动的,产品功能、性能、可制造性等均要在设计阶段得以解决,对设计工具的依赖巨大;而钢铁行业是由制造来驱动的,钢铁企业面对的95%以上的问题是成熟钢种的制造,首先要解决制造过程的有效管控,来保证产品质量、成本控制和交货进度,而新钢种的研发仅仅是极小一部分。反映在工业软件开发应用上,与企业效率直接相关的生产控制和运营管理工业软件就获得了较好的发展空间。但这并不意味着研发设计工业软件不重要,特别是在新材料开发领域,以及相关的工艺设计和优化方面,对此类工业软件也有着极高的要求。

四大类工业软件都有其需要补齐的短板和相对优势,各自迫切要解决的重点方向均有所差异。为此,需要准确研判重点方向,设计研发机制、制定有效方法、配置相应资源来系统解决,在尽可能短的时间内在重点方向上取得突破。

对工业软件发展的总体研判

(1)研发设计类工业软件——致力“补短板”

高端的仿真设计、分析工具、先进控制等软件已经是巨头的垄断市场,国内同类软件仅在极少的细分领域,具备一些成果积累,短板明显是不争的事实。短期内实现替代既不现实,也不存在形成长板的可能,已经不具备可能通过市场化方式实现赶超或平等竞争。因此,需要构建全新的模式和机制,致力于“补短板”工作。而市场化是其中的要素之一。

“补短板”重点目标:从注重知识的积累做起,一方面,现有软件功能要强化,追求专业化、标准化和工具化;另一方面,通过大量不同专业软件的互联、集成,推进平台化应用,共同打造软件生态,提升国内研发设计工业软件的整体能力和水平。在此过程中,要充分发挥后发优势,加大溢出效应,重点攻克面向数字孪生方向的基础建模工具平台,推动工具平台与工艺设计、工厂设计的有机结合,将国内制造业的巨大应用需求真正转化为工业软件扎实进步的助推剂而非国外软件进一步垄断的“加分项”。

(2)生产控制类工业软件——协力“促替代”

在生产控制类工业软件方面,得益于国内钢铁业持续数十年蓬勃发展所提供的丰富多彩的场景,验证和积累了大量自主成果应用的案例,很多技术成果处于国际先进水平,这是国内得天独厚的优势。因此,要培育市场环境,强化多方共同协调努力,协力促进以自主可控替代进口依赖。从表象上,国内生产控制类工业软件还存在很多技术短板有待突破,本质上是缺少足够的应用场景为国内软件品质提升创造良好的生态环境。软件开发商为了生存把主要精力放在赢得商务合同的机会上,而无暇顾及自身产品研发能力的提升的资源投入,用户对国内软件产品质量的担忧,两者叠加,相当程度上弱化国内软件的成果价值,削弱了国内软件品质提升的努力尝试。

“促替代”重点环节:面向钢铁制造各工序过程SCADA软件再设计;工艺建模与工艺-控制协同优化;工序界面控制与跨工序的协同优化;制造过程监控、预警、预测、应急处置;钢铁复杂生产过程智能自主控制软件;物料跟踪与在制品状态可视化;能源监控、优化、调度与碳足迹。

以创新“促替代”是主要方向。MES已经在工业软件竞争中打出了一片天地,需要借助工业互联网发展的契机,加快软件重构的步伐,奋力建长板,包括提高产品化水平,降低定制开发的比重;制定自主可控标准,推进综合集成应用;形成运行稳定、安全高效、接口丰富、界面友好、方便移植的工业软件系统,改善用户体验;利用AI技术融入更多智能化内涵;重构出可灵活部署的工业互联网版本,实现MES功能在工业互联网架构下的快速敏捷部署应用。

(3)管理运营类工业软件——努力“建长板”

虽然在计划排程、物流优化、财务管理等方面还有诸多研究开发工作有待深入,国内ERP软件厂商依托贴近用户需求和使用习惯方面形成的比较优势。因此,依托现有市场机制,进一步增“长板”功能、拓“长板”领域,在这方面,工业软件企业应该抓住当前难得的机遇期,在政府政策的加持下,努力获得需求方的理解和支持,获取更多的应用场景。

“建长板”重点方向:全程协同的高级计划排程、大数据驱动的产品质量优化和成本控制、对存量软件资产的集成和“延寿”等;充分发挥贴近用户的既有优势,将数据融入传统业务功能,补足数据赋能不足;要在开发模式上,形成项目能力-产品能力-服务能力的提升;要努力推进质量工程,提升工业软件质量、丰富功能,还要推进品牌工程建设,弘扬自主品牌,扩大品牌影响力。

以创新“建长板”需加大力度。开发面向人类经验结构化的规则引擎和知识库,使得一线操作、技术和管理人员方便地将自身的经验结构化、显性化、计算机化,变成企业知识的一部分,以便实现基于规则的系统决策;为面向全流程质量的动态分析判定和优化管控提供切实可行的软件方法和工具;在工业互联网平台上,结合数字孪生技术、数据可视化技术、AR/VR技术、移动互联技术等,为企业实现计划层面的智慧型决策提供支持。

(4)服务保障类工业软件——倾力“求创新”

随着国家工业互联网战略的推进,新一代信息技术加速融入制造业,强力推动了制造型企业的数字化转型,新的服务模式和创新应用正不断地刷新我们对传统制造业的认知,这也给工业软件企业带来了新的机遇和挑战。在这些方面,国内技术的差距并不十分巨大,诸多方面国内外处于相同的起跑线上,关键是谁能尽快取得创新突破。因此,要倾力“求创新”。

“求创新”重点领域:完全无人值守的智能工厂;设备网络化运维和预测式维护;多制造基地资源平衡;工业互联网数据服务技术;供应链的互联与协同;碳足迹、碳分析、碳交易等。

中国工业软件的发展策略与思考

针对中国工业软件现状和发展趋势,我们是否应该重新做一些思考,检视深层次问题,有针对性地制定发展策略。我们要思考什么?

1)全社会都要消除“弯道超车”的思维方式,摒弃“运动式”开发模式。潜心研究,扎实推进,形成若干可量化评价、可市场推广的软件成果。

2)要针对不同类型的工业软件,分类施策、精准施策,切忌四面出击、全面开花,如:研究开发类工业软件已经失去了仅凭市场方式实现赶超的机遇窗口,要解决开发“主体”缺位和开发机制设计问题,而其他工业软件发展中,市场仍然是主体,政策发力点为工业软件应用获得更多的场景。

3)中国制造业规模大、市场化程度高、应用场景极为丰富是独有的巨大优势,要最大限度发挥到极致,扎实转化为工业软件发展的助推器、加速器。

4)严肃对待工业软件的技术和品牌双重挑战。推进工业软件质量工程和品牌工程建设,通过服务“促替代”,发挥优势“建长板”,打造若干自主可控的核心技术并实现产业化、产品化、服务化。

5)回归工业软件发展以知识为核心之本源。以知识积累和知识库构建为基础、以产线(工序)数字孪生系统为重点、基于工业互联网,利用大数据与工业机理相融合,实现对工艺过程和制造流程的动态智能优化,实现钢铁制造自主决策、自主应对制造过程中的不确定性的“超级自动化”过程,显著改善行业/企业的运营效率。

猜你喜欢
长板工业软件
禅宗软件
互联网时代“长板”是初创企业宣传“痛点”
玩家;长板少女阿秀
软件对对碰
一种建筑模板单弯可调式紧固件1
工业人
掌握4大工业元素,一秒变工业风!
谈软件的破解与保护
“工业4.0”之思考
丰富多彩的Android软件