無論是手機中的App，還是汽車上的數(shù)字化駕駛界面，抑或是數(shù)字化圖紙和數(shù)控程序，它們都有一個共同的名字——軟件。而決定技術(shù)進化的核心要素要數(shù)工業(yè)軟件，工業(yè)軟件不僅作為數(shù)字化研發(fā)手段，支持了新產(chǎn)品、新工業(yè)、新材料的發(fā)展，也作為新型“零部件”大舉進入到產(chǎn)品之中，形成了產(chǎn)品本身的數(shù)字化。

工業(yè)4.0時代，每一個產(chǎn)品將承載其整個供應(yīng)鏈和生命周期中所需的各種信息，實現(xiàn)追蹤溯源。智能工廠能靈活決定生產(chǎn)過程，不同的生產(chǎn)設(shè)備既能夠協(xié)作生產(chǎn)，又可以各自快速地對外部變化作出反應(yīng)……軟件定義世界、硬件改變世界、數(shù)據(jù)驅(qū)動世界，工業(yè)軟件借力大數(shù)據(jù)，將給制造業(yè)帶來巨大顛覆，這已成為近期舉辦的第二屆工業(yè)軟件與制造業(yè)融合發(fā)展高峰論壇的共識。

工業(yè)軟件是智能系統(tǒng)的基礎(chǔ)

“工業(yè)軟件是在工業(yè)領(lǐng)域里應(yīng)用的各種軟件，其大體上分為兩個類型：嵌入式軟件和非嵌入式軟件。”國網(wǎng)電力科學(xué)研究院研究員王彥金表示，嵌入式軟件是嵌入在控制器、通信、傳感裝置之中的采集、控制、通信等軟件；非嵌入式軟件是裝在通用計算機或者工業(yè)控制計算機之中的設(shè)計、編程、工藝、監(jiān)控、管理等軟件。

工業(yè)軟件技術(shù)支撐了絕大部分的生產(chǎn)制造過程。全球正在出現(xiàn)以信息網(wǎng)絡(luò)、智能制造為代表的新一輪技術(shù)創(chuàng)新浪潮。而在這一浪潮中，傳統(tǒng)的行業(yè)界限將消失，并會產(chǎn)生各種新的領(lǐng)域和業(yè)態(tài)。創(chuàng)造新價值的過程也因軟件系統(tǒng)而發(fā)生改變，產(chǎn)業(yè)鏈分工將被重組。

“這個新型的產(chǎn)業(yè)鏈將使制造業(yè)不再僅僅是硬件制造的概念，而將更多地融入軟件技術(shù)、自動化技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)與新的服務(wù)模式中。”王彥金表示。

工業(yè)軟件技術(shù)使智能系統(tǒng)具有了五個典型特征，王彥金認(rèn)為這些特征可以提煉為狀態(tài)感知、實時分析、自主決策、精準(zhǔn)執(zhí)行和學(xué)習(xí)提升。

狀態(tài)感知是能準(zhǔn)確感知系統(tǒng)外部工況，如市場、客戶、輸入的實時運行狀態(tài)；實時分析是對獲取的實時運行狀態(tài)數(shù)據(jù)進行快速、準(zhǔn)確的推理與分析；自主決策是根據(jù)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，按照設(shè)定的規(guī)則，自主作出選擇和判斷；精準(zhǔn)執(zhí)行是對外部需求、企業(yè)運行狀態(tài)、研發(fā)或生產(chǎn)等作出快速應(yīng)對；學(xué)習(xí)提升是在系統(tǒng)運行和反復(fù)執(zhí)行的過程中，不斷通過深度學(xué)習(xí)而提升系統(tǒng)智能。

找問題比找方法重要

如果說工業(yè)軟件賦予智能系統(tǒng)走向智能化的特征，那么驅(qū)動智能系統(tǒng)運作的就是工業(yè)大數(shù)據(jù)了。在清華大學(xué)教授王建民看來，工業(yè)大數(shù)據(jù)是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)或工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心。

“工業(yè)大數(shù)據(jù)要找準(zhǔn)業(yè)務(wù)的切入點，在這個過程中，工業(yè)大數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)信息化時數(shù)據(jù)也是有很大區(qū)別的?！蓖踅裾f。傳統(tǒng)信息化的數(shù)據(jù)主要是推動已經(jīng)成型的現(xiàn)實業(yè)務(wù)，是后補進來的。而現(xiàn)在的工業(yè)大數(shù)據(jù)強調(diào)創(chuàng)新，要求在傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)之上發(fā)現(xiàn)新的問題。“所以對現(xiàn)在的企業(yè)而言，工業(yè)大數(shù)據(jù)找問題比找方法重要?！?

工業(yè)大數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)匯集在一起之后，究竟要解決什么問題？“無論從全生命周期角度還是端到端的角度，大多數(shù)都是為現(xiàn)實業(yè)務(wù)的升級，有了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)大數(shù)據(jù)之后，我們要更加關(guān)注未來工業(yè)形態(tài)中的問題。”王建民指出，在某些方向上，特別是跨界方向上，工業(yè)大數(shù)據(jù)將帶給我們很大機會。

“比如風(fēng)電廠從賣機器到現(xiàn)在賣系統(tǒng)，最后變成賣天氣預(yù)報的數(shù)據(jù)，未來，沒有好的數(shù)據(jù)服務(wù)能力就不能制造出讓用戶滿意的產(chǎn)品。這樣一種轉(zhuǎn)換就給我們未來的工業(yè)帶來很大的想象空間?！蓖踅裾J(rèn)為，在制造業(yè)利潤越來越低的情況下，工業(yè)大數(shù)據(jù)可以幫助中國企業(yè)提高產(chǎn)品在使用維護階段的利潤。最重要的是，利用數(shù)據(jù)進行跨界運營，能夠為企業(yè)帶來新的生存空間。

為什么工業(yè)大數(shù)據(jù)對當(dāng)下的中國企業(yè)來說，有著如此深遠的意義？在王建民看來，一個復(fù)雜裝備的生命周期分三個階段，即開發(fā)制造階段、使用維護階段、回收利用階段。

原來，制造企業(yè)將重心放在開發(fā)制造階段，企業(yè)的核心目標(biāo)就是將裝備設(shè)計制造出來。而產(chǎn)品售賣給消費者后，就和企業(yè)沒有關(guān)系或者變得無關(guān)緊要了。所以生命周期的第二、三階段，常常被企業(yè)忽略。但裝備的價值真正體現(xiàn)在用戶的使用體驗上，而不在于制造，盡管制造由質(zhì)量決定。但消費者在使用階段的流暢程度，才能反映出產(chǎn)品的最終功效，通過工業(yè)大數(shù)據(jù)正好能補全產(chǎn)品的生命周期。

積極發(fā)展信息物理系統(tǒng)

隨著計算技術(shù)、通信技術(shù)和智能控制技術(shù)的迅速發(fā)展，信息物理系統(tǒng)（CPS）已經(jīng)引起學(xué)術(shù)界及產(chǎn)業(yè)界的廣泛重視并快速發(fā)展。中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院研究員郭楠指出，CPS典型應(yīng)用場景包括生產(chǎn)制造、交通運輸、醫(yī)療健康、城市建設(shè)等，“尤其在制造業(yè)領(lǐng)域，發(fā)展CPS已經(jīng)成為發(fā)達國家實施‘再工業(yè)化’戰(zhàn)略、搶占制造業(yè)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革制高點的重要舉措”。

中國科學(xué)院院士何積豐曾如此評價CPS：從廣義上理解，CPS就是一個在環(huán)境感知的基礎(chǔ)上，深度融合了計算、通信和控制能力的可控、可信、可擴展的網(wǎng)絡(luò)化物理設(shè)備系統(tǒng)，它通過計算進程和物理進程相互影響的反饋循環(huán)實現(xiàn)深度融合和實時交互，來增加或擴展新的功能，以安全、可靠、高效和實時的方式監(jiān)測或者控制一個物理實體。

CPS要發(fā)展并不容易，中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院、中國信息物理系統(tǒng)發(fā)展論壇共同編寫的《信息物理系統(tǒng)白皮書2017》正是試圖解決CPS發(fā)展和應(yīng)用中面臨的諸多問題：統(tǒng)一認(rèn)識；梳理技術(shù)體系；總結(jié)典型應(yīng)用場景。

中國制造業(yè)正在發(fā)生深刻變革，商業(yè)領(lǐng)域的互聯(lián)網(wǎng)化正快速向制造業(yè)滲透，也給制造業(yè)帶來了革命性的變化。軟件定義作為時代發(fā)展最顯著的特征之一，是新一代信息技術(shù)的核心與靈魂。