工業(yè)軟件失落的三十年,，這里的黎明靜悄悄

竹筠俠 · 發(fā)表于 2020-8-4 16:31:13

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導(dǎo)讀：對(duì)于中國(guó)工業(yè)來說，工業(yè)軟件豈止是短板,，已經(jīng)是“斷”板,，是“斷”命之板。一邊是差距增大,，一邊是國(guó)際頂級(jí)CAE公司一年研發(fā)=我國(guó)15年的全部投入,。當(dāng)許多人都在沉迷工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能,、大數(shù)據(jù)來推動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的時(shí)候,，沒有人意識(shí)到這些概念如果脫光了一層一層衣服，最內(nèi)核的就是工業(yè)軟件,。發(fā)展自主的高端CAD,、CAE軟件，已經(jīng)成為人們心中認(rèn)定的不可能之事,。

放冷箭卻受到國(guó)家資助

2018年 7月底,，數(shù)百名電子工程師在舊金山狂歡。美國(guó)國(guó)防部主導(dǎo)的“電子復(fù)興計(jì)劃ERI”的首次峰會(huì),，在這里拉開帷幕,，并為“電子復(fù)興五年計(jì)劃”，選出了第一批入圍扶持項(xiàng)目,。

在這里,，最為扎眼的是一家電子設(shè)計(jì)軟件EDA的公司,，一方面它獲得了最高的資助，另一方面它是該類別扶持項(xiàng)目中唯一公司,。

正是這個(gè)Cadence,，在4月份率先響應(yīng)美國(guó)商務(wù)部號(hào)召，對(duì)中興搶先表態(tài),、發(fā)出冷箭。

而這次,，這家美國(guó)電子設(shè)計(jì)軟件巨頭,，再次獲得國(guó)防部2400萬美元撥款。

而此刻中興恢復(fù)生產(chǎn)了,，芯片解禁了,。實(shí)際上，很少有人知道,，盡管中興每年進(jìn)口六七十億美元的芯片,，但如果采購名單上不過數(shù)百萬的電子設(shè)計(jì)軟件被停用，那上百億的芯片都不過是硅土,。

這就是工業(yè)軟件的厲害之處,。這才是中國(guó)制造業(yè)最大的短板。

當(dāng)智能制造和工業(yè)4.0的目標(biāo)越來越聚焦在數(shù)字化設(shè)計(jì),、數(shù)字化工廠和數(shù)字運(yùn)營(yíng)服務(wù)的時(shí)候,，“數(shù)字建模和仿真”再次成為一切數(shù)字化工業(yè)背后最為閃耀的明星。最為重要的研發(fā)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的兩個(gè)軟件工具,，CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）和CAE（計(jì)算機(jī)輔助仿真）,，成為中國(guó)信息化最熟悉、然而現(xiàn)在看上去卻是最為瘸腿的領(lǐng)域,。

此一刻,，我們發(fā)現(xiàn)，中國(guó)在數(shù)字建模與仿真領(lǐng)域的建樹,，跟國(guó)外工業(yè)軟件相比,，簡(jiǎn)直不值得一提。

中國(guó)的工業(yè)設(shè)計(jì)軟件,，曾經(jīng)走過什么樣的歷史,？

一段艱難起步的小日子

20世紀(jì)80年代初，中國(guó)人對(duì)工業(yè)軟件的認(rèn)識(shí)幾乎是零,。伴隨著昂貴的IBM大型機(jī),、VAX小型機(jī)、Apolo工作站的引入,，上面附帶的某些CG,、CAD軟件,，這樣工業(yè)軟件算是嶄露頭角。

最早能引進(jìn)這些昂貴的計(jì)算機(jī)硬件的有實(shí)力的研究所或高校,，也就由此開始了模仿和開發(fā)工業(yè)軟件的征程,。當(dāng)然早期開發(fā)的軟件，大多數(shù)是二維CAD繪圖軟件,，能開發(fā)三維造型軟件的單位比大熊貓的數(shù)量要少兩個(gè)數(shù)量級(jí),。

曾經(jīng)有過一段還算不錯(cuò)的小日子。從“七五”到“十五”（1986年—2005年）,，國(guó)家對(duì)于國(guó)產(chǎn)自主工業(yè)軟件一直是有扶持的,，當(dāng)時(shí)主要的扶持渠道是國(guó)家機(jī)械部（機(jī)電部）的“CAD攻關(guān)項(xiàng)目”、國(guó)家科委（科技部）的“863/CIMS,、制造業(yè)信息化工程”,。

國(guó)家機(jī)械部、國(guó)家科委早期重點(diǎn)支持的是二維CAD,，后來發(fā)展到簡(jiǎn)單實(shí)用的“兩甩”,，即甩圖板、甩賬本,。對(duì)于技術(shù)難度不算太高的二維CAD的扶持,，還是取得了一些成效的，出現(xiàn)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(chǎn)品,。即使在開發(fā)難度比較大的三維CAD領(lǐng)域，也出現(xiàn)了北航的熊貓CAD系統(tǒng)（后來的金銀花）等,。

此后國(guó)家機(jī)械部逐漸淡出對(duì)CAD的支持,，而由國(guó)家科技部接手，彼時(shí)863項(xiàng)目聲名大噪,，國(guó)產(chǎn)CAX軟件公司也跟著頗有斬獲,。一個(gè)二維CAD軟件小陽春的局面呼之欲出。

而在CAE領(lǐng)域,，也出現(xiàn)了一個(gè)百花齊放的大好開局,。20世紀(jì)80年代后期。以北航,、清華為代表的一批高校和科研人員開始做相關(guān)的軟件開發(fā),。這些人中，以唐榮錫老師,、孫家廣老師,、梁友棟老師,、周儒榮老師為代表，成為國(guó)內(nèi)第一代從事CAD軟件開發(fā)的標(biāo)志人物,。

隨著CAD/CAE軟件在制造業(yè)的推廣普及,，清華大學(xué)、浙江大學(xué),、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先后開展CAD/CAE軟件自主研發(fā),，取得了一些研究成果,，包括中科院的飛箭、鄭州機(jī)械所的紫瑞,、大連理工的JIFEX、中航的APOLANS,、HAJIF等商業(yè)化和大企業(yè)自用軟件,。

一時(shí)間也是熱鬧。

一次悄無聲息的CAD調(diào)包

從“十五”和“十一五”開始,，科技部對(duì)研發(fā)設(shè)計(jì)軟件的重點(diǎn)支持,，轉(zhuǎn)到了三維CAD。而在“十二五”（2011年）以后,，中國(guó)的信息化開始走兩化融合的道路,，該工作轉(zhuǎn)由工信部負(fù)責(zé)，863合并到國(guó)家重點(diǎn)科技研發(fā)計(jì)劃中,，科技部也不再分管信息化工作,。這是一個(gè)重要的分水嶺。由于工信部并不對(duì)認(rèn)為屬于基礎(chǔ)科研的工業(yè)軟件研發(fā)進(jìn)行補(bǔ)助,，國(guó)家對(duì)三維CAD研發(fā)的資金投入幾乎沒有了,。

工信部從分管工作而言，不能直接以資金支持企業(yè)研發(fā)的,，只能通過搞兩化融合支持企業(yè)上信息化,，通過試點(diǎn)示范和兩化貫標(biāo)等方式，給企業(yè)補(bǔ)貼,，重點(diǎn)支持對(duì)象的是制造業(yè)企業(yè),。國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件研發(fā)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,。通過企業(yè)應(yīng)用拉動(dòng)信息化建設(shè),，推動(dòng)了制造業(yè)信息化的普及，也培養(yǎng)了一批人才,，但它也帶來的一個(gè)間接的后果,，即國(guó)家補(bǔ)貼的大量?jī)苫诤腺Y金都去買了國(guó)外工業(yè)軟件,。

如果從CAD產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看，可以說CAD被無聲無息地被調(diào)包了,。自此以后,，近十年來，國(guó)家部委層面幾乎再也沒有明確的資金投入支持國(guó)產(chǎn)自主CAD/CAE軟件了,。

《自主CAE涅槃》一書中提到,，在20世紀(jì)80年代，中國(guó)的CAE發(fā)展也是自成一派,。具有諷刺意味的是,，隨著CIMS如火如荼的發(fā)展、帶來的并非是自主工業(yè)軟件的崛起,，而是國(guó)外工業(yè)軟件的長(zhǎng)驅(qū)直入,，而隨后兩化融合的大舉投入，國(guó)外工業(yè)軟件愈加興旺發(fā)達(dá),，此時(shí)正是三維CAD開始勃發(fā),，CAE開始更加發(fā)力的時(shí)候，中國(guó)自主軟件則步步后退,。在高端CAD領(lǐng)域,，PTC、UG（現(xiàn)在屬于西門子）,、CATIA已經(jīng)確立了壟斷的位置,，中低端的Solidworks、Autodesk,、SolidEdge則牢牢把手,。

中國(guó)的CAD、CAE都潰不成軍,。以CAE為例,，當(dāng)年一款飛箭軟件以其獨(dú)到的有限元仿真語言，獨(dú)樹一幟,。但在多年尋求商業(yè)化而無果的境遇下,，目前盡管已經(jīng)更名成元計(jì)算，但仍然尷尬地掙扎著,，空有好技術(shù)卻被擱于冷倉,。

而在最近幾年，當(dāng)工業(yè)4.0變成德國(guó)的國(guó)家名片,智能制造到了舉國(guó)熱浪的階段,，人們重新認(rèn)識(shí)到,，工業(yè)軟件在其中舉足輕重的作用。然而,，中國(guó)曾經(jīng)有過起步發(fā)展的CAD/CAE軟件,，卻早已經(jīng)陷入“失去的三十年”,。

一筆CAE研發(fā)投入的小賬

隨著整個(gè)設(shè)計(jì)研發(fā)數(shù)字化技術(shù)主流的發(fā)展轉(zhuǎn)向三維CAD/CAE一體化，由于國(guó)家對(duì)此重視不足,，整個(gè)行業(yè)對(duì)三維CAD/CAE的資金投入強(qiáng)度一直非常低,。在十五、十一五期間,，在三維CAD軟件研發(fā)方面的總投入大概是4000萬—5000萬的規(guī)模,，CAE則主要通過國(guó)家自然基金委有一些面上的項(xiàng)目，一年可能有一千萬左右的投資弱度,。再加上十二五搞兩化融合的一些間接性的促進(jìn),，估計(jì)在三個(gè)五年計(jì)劃之中，國(guó)家對(duì)三維CAD/CAE等核心工業(yè)軟件研發(fā)的投入強(qiáng)度不足2億人民幣,。

國(guó)家投入的這些資金與國(guó)外軟件廠商的投入相比,可以直接被瞬間碾壓,。全球最大的CAE仿真軟件公司Ansys2016年在研發(fā)的投入強(qiáng)度為3.5億美元，大約為20億人民幣,。

這個(gè)等式是這樣的：

一個(gè)CAE公司一年研發(fā)=一個(gè)國(guó)家15年的全部投入

換言之,，國(guó)外一個(gè)CAE仿真軟件公司一年的研發(fā)投入，相當(dāng)于中國(guó)政府在三個(gè)五年計(jì)劃（十五,、十一五和十二五）在三維CAD/CAE軟件研發(fā)方面投入總和的10倍,�,？紤]到這是一家公司持續(xù)十多年年的集中投入,，而我國(guó)政府項(xiàng)目是采用了分散的撒胡椒面方式，更加凸顯出美國(guó)和中國(guó)在軟件投入上的差別之巨大,。

一份不曾上交的答卷

美國(guó)的國(guó)家戰(zhàn)略一直把“數(shù)字化建模和仿真”作為核心戰(zhàn)略,。美國(guó)幾乎每年都有新報(bào)告，遞交到美國(guó)高層,，反復(fù)強(qiáng)高調(diào)“建模與仿真”的技術(shù),。這也得到美國(guó)政府積極的回應(yīng)和普遍的重視。

幾十年來,，美國(guó)產(chǎn)業(yè)界從來沒有停止過吶喊,，也從來沒有停止過行動(dòng)，從1995年開始加速數(shù)字化建模和仿真創(chuàng)新戰(zhàn)略,，到2005年布什的報(bào)告提出計(jì)算科學(xué),，到2009年依靠建模和仿真，到2010年高性能計(jì)算談到建模和仿真,，以及到現(xiàn)在先進(jìn)制造伙伴計(jì)劃,，都是在圍繞著工具模塊化和開放式的平臺(tái)。

2014年美國(guó)總統(tǒng)科技委員會(huì)確定的11個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域有一個(gè)打分,，根據(jù)對(duì)國(guó)家的影響等指標(biāo),，這其中,，可視化、信息化和數(shù)字制造是三大關(guān)鍵領(lǐng)域之一,，這里面都是圍繞著數(shù)字化建模和仿真,。而在最新的美國(guó)制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)NNMI，跟智能制造最相關(guān)的兩個(gè)創(chuàng)新中心,，一個(gè)是數(shù)字化的設(shè)計(jì)與制造,，一個(gè)是清潔能源的智能制造。無論是國(guó)防部牽頭,，還是能源部牽頭,，基本上都是圍繞著數(shù)字化建模和仿真這個(gè)核心技術(shù)。

然而在中國(guó),，核心自主工業(yè)軟件,，從來未曾得到高層的重視。

借鑒美國(guó)總統(tǒng)科技顧問委員會(huì)給總統(tǒng)辦的報(bào)告,，中科院在2006年的時(shí)候曾經(jīng)給國(guó)務(wù)院上交過一份報(bào)告,；緊接著科技部有一個(gè)香山會(huì)議，會(huì)后報(bào)告也往上呈交,，但基本上都是沒有下文,。2010發(fā)改委在做“十二五”規(guī)劃的時(shí)候，當(dāng)時(shí)說要討論CAE的發(fā)展,，后來還是不了了之,。以后還有多次人大代表做提案往上呼吁，但高層決策者似乎從來沒有真正地認(rèn)為核心自主工業(yè)軟件有多重要,。

一晃多年過去,，而在今年，中興事件意外捅開了一個(gè)窟窿,。芯片的重要性,，軟件的重要性，終于成為裘衣鮮鞍下面的黑窟窿,。

此一刻,，我們才發(fā)現(xiàn)，自主CAD/CAE的國(guó)家報(bào)告,，從來未曾得到重視,，這是“一份從來沒有上交的答卷”。

刻骨銘心的工業(yè)誤判

工業(yè)軟件的本質(zhì)是工業(yè)品,。它從來都是工業(yè)的結(jié)晶,，而非IT的產(chǎn)物。工業(yè)軟件是工業(yè)化長(zhǎng)期積累的工業(yè)知識(shí)與訣竅的結(jié)晶，是工業(yè)化進(jìn)程的不可缺少的伴生物,。而在中國(guó),，很多時(shí)候，它卻被簡(jiǎn)單地認(rèn)為更多是IT軟件屬性,，跟其他管理軟件,、甚至互聯(lián)網(wǎng)一起發(fā)展。這是一個(gè)天大的誤判,。

而且,，這個(gè)誤判對(duì)制造業(yè)的發(fā)展而言，是一個(gè)致命的誤傷,。如今西門子,、GE、施耐德等工業(yè)巨頭都在拼命并購軟件,，打造軟硬一體化的公司,。僅就代碼行數(shù)而言，世界上最大的軟件公司,，不是微軟,，不是 SAP，而是制造業(yè)的翹楚,、全球最大的軍火商洛克希德馬丁公司,。

時(shí)至今日，每一件工業(yè)品,，幾乎都是工業(yè)軟件的結(jié)晶,，每一臺(tái)裝備，離開了軟件都不能運(yùn)行,。但是,，每一種國(guó)外工業(yè)軟件里面究竟有什么,，卻是誰也說不清,。這是一個(gè)失控的數(shù)字世界。貌似強(qiáng)大的“中國(guó)制造”,，恰恰就是站立在失控的工業(yè)軟件的數(shù)字世界之顛,。

對(duì)于中國(guó)工業(yè)來說，工業(yè)軟件豈止是短板,，已經(jīng)是“斷”板,，是“斷”命之板。

黎明靜悄悄

伴隨著數(shù)字化,、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的深入發(fā)展,，中國(guó)正在向智能制造迅速轉(zhuǎn)型。中國(guó)制造業(yè)缺少核心工業(yè)軟件，將是一柄達(dá)摩克利斯之劍,，長(zhǎng)懸于中國(guó)制造之項(xiàng)頂,。沒有自主核心工業(yè)軟件的支撐，中國(guó)制造強(qiáng)國(guó)只能是一夢(mèng)之醉,。

而此刻,，整個(gè)行業(yè)卻呈現(xiàn)可怕的沉默。當(dāng)許多人都在沉迷工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),、人工智能,、大數(shù)據(jù)來推動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的時(shí)候，沒有人意識(shí)到這些概念如果脫光了一層一層衣服,，最內(nèi)核的就是工業(yè)軟件,。更可怕的是，人們連吶喊的力氣都沒有了,。發(fā)展自主的高端CAD,、CAE軟件，已經(jīng)成為人們心中認(rèn)定的不可能之事,。

而美國(guó)電子復(fù)興計(jì)劃ERI中,，工業(yè)設(shè)計(jì)軟件仍然是穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)?shù)氖芤嬲摺Ｃ绹?guó)國(guó)防部高級(jí)預(yù)研局DARPA官方資料顯示,，在2018財(cái)年,，將有2.16億美元的資金流入電子復(fù)興計(jì)劃。在前面提到的峰會(huì)上,，世界電子設(shè)計(jì)軟件EDA的三大巨頭的Synopsys也獲得610萬美元,。

美國(guó)國(guó)家對(duì)軟件的扶持，可謂直截了當(dāng),。

表：美國(guó)ERI資助的金額

而在中國(guó),，一切都是無聲。

工業(yè)軟件的黎明靜悄悄,，并無太陽升起,。