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    中國軟件失落的三十年 這里的黎明靜悄悄

    林雪萍 · 2020-06-15 · 來源:風云之聲
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      【導讀:對于中國工業來說,工業軟件豈止是短板,已經是“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年的全部投入。當許多人都在沉迷工業互聯網、人工智能、大數據來推動制造業轉型升級的時候,沒有人意識到這些概念如果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,已經成為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”的首次峰會,在這里拉開帷幕,并為“電子復興五年計劃”,選出了第一批入圍扶持項目。

      在這里,最為扎眼的是一家電子設計軟件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目中唯一公司。

      

    林雪萍:中國軟件失落的三十年 這里的黎明靜悄悄

      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。

      而這次,這家美國電子設計軟件巨頭,再次獲得國防部2400萬美元撥款。

      而此刻中興恢復生產了,芯片解禁了。實際上,很少有人知道,盡管中興每年進口六七十億美元的芯片,但如果采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。這才是中國制造業最大的短板。

      當智能制造和工業4.0的目標越來越聚焦在數字化設計、數字化工廠和數字運營服務的時候,“數字建模和仿真”再次成為一切數字化工業背后最為閃耀的明星。最為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),成為中國信息化最熟悉、然而現在看上去卻是最為瘸腿的領域。

      此一刻,我們發現,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,曾經走過什么樣的歷史?

      

    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。伴隨著昂貴的IBM大型機、VAX小型機、Apolo工作站的引入,上面附帶的某些CG、CAD軟件,這樣工業軟件算是嶄露頭角。

      最早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。當然早期開發的軟件,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),國家對于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、制造業信息化工程”。

      國家機械部、國家科委早期重點支持的是二維CAD,后來發展到簡單實用的“兩甩”,即甩圖板、甩賬本。對于技術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。即使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(后來的金銀花)等。

      此后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軟件公司也跟著頗有斬獲。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、周儒榮老師為代表,成為國內第一代從事CAD軟件開發的標志人物。隨著CAD/CAE軟件在制造業的推廣普及,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先后開展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)以后,中國的信息化開始走兩化融合的道路,該工作轉由工信部負責,863合并到國家重點科技研發計劃中,科技部也不再分管信息化工作。這是一個重要的分水嶺。由于工信部并不對認為屬于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。

      工信部從分管工作而言,不能直接以資金支持企業研發的,只能通過搞兩化融合支持企業上信息化,通過試點示范和兩化貫標等方式,給企業補貼,重點支持對象的是制造業企業。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。通過企業應用拉動信息化建設,推動了制造業信息化的普及,也培養了一批人才,但它也帶來的一個間接的后果,即國家補貼的大量兩化融合資金都去買了國外工業軟件。

      如果從CAD產業發展來看,可以說CAD被無聲無息地被調包了。自此以后,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。具有諷刺意味的是,隨著CIMS如火如荼的發展、帶來的并非是自主工業軟件的崛起,而是國外工業軟件的長驅直入,而隨后兩化融合的大舉投入,國外工業軟件愈加興旺發達,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后退。在高端CAD領域,PTC、UG(現在屬于西門子)、CATIA已經確立了壟斷的位置,中低端的Solidworks、Autodesk、SolidEdge則牢牢把手。中國的CAD、CAE都潰不成軍。以CAE為例,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,目前盡管已經更名成元計算,但仍然尷尬地掙扎著,空有好技術卻被擱于冷倉。

      而在最近幾年,當工業4.0變成德國的國家名片,智能制造到了舉國熱浪的階段,人們重新認識到,工業軟件在其中舉足輕重的作用。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”。

      

    林雪萍:中國軟件失落的三十年 這里的黎明靜悄悄

      德國的工業4.0

      

    一筆CAE研發投入的小賬

     

      隨著整個設計研發數字化技術主流的發展轉向三維CAD/CAE一體化,由于國家對此重視不足,整個行業對三維CAD/CAE的資金投入強度一直非常低。在十五、十一五期間,在三維CAD軟件研發方面的總投入大概是4000-5000萬的規模,CAE則主要通過國家自然基金委有一些面上的項目,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,估計在三個五年計劃之中,國家對三維CAD/CAE等核心工業軟件研發的投入強度不足2億人民幣。

      國家投入的這些資金與國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年在研發的投入強度為3.5億美元,大約為20億人民幣。

      

    林雪萍:中國軟件失落的三十年 這里的黎明靜悄悄

      這個等式是這樣的:

      一個CAE公司一年研發=一個國家15年的全部投入

      換言之,國外一個CAE仿真軟件公司一年的研發投入,相當于中國政府在三個五年計劃(十五、十一五和十二五)在三維CAD/CAE軟件研發方面投入總和的10倍。考慮到這是一家公司持續十多年年的集中投入,而我國政府項目是采用了分散的撒胡椒面方式,更加凸顯出美國和中國在軟件投入上的差別之巨大。

      

    一份不曾上交的答卷

     

      美國的國家戰略一直把“數字化建模和仿真”作為核心戰略。美國幾乎每年都有新報告,遞交到美國高層,反復強高調“建模與仿真”的技術。這也得到美國政府積極的回應和普遍的重視。

      幾十年來,美國產業界從來沒有停止過吶喊,也從來沒有停止過行動,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,以及到現在先進制造伙伴計劃,都是在圍繞著工具模塊化和開放式的平臺。2014年美國總統科技委員會確定的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、信息化和數字制造是三大關鍵領域之一,這里面都是圍繞著數字化建模和仿真。而在最新的美國制造業創新網絡NNMI,跟智能制造最相關的兩個創新中心,一個是數字化的設計與制造,一個是清潔能源的智能制造。無論是國防部牽頭,還是能源部牽頭,基本上都是圍繞著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,從來未曾得到高層的重視。

      借鑒美國總統科技顧問委員會給總統辦的報告,中科院在2006年的時候曾經給國務院上交過一份報告;緊接著科技部有一個香山會議,會后報告也往上呈交,但基本上都是沒有下文。2010發改委在做“十二五”規劃的時候,當時說要討論CAE的發展,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為核心自主工業軟件有多重要。

      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,我們才發現,自主CAD/CAE的國家報告,從來未曾得到重視,這是“一份從來沒有上交的答卷”。

      

    刻骨銘心的工業誤判

     

      工業軟件的本質是工業品。它從來都是工業的結晶,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少的伴生物。而在中國,很多時候,它卻被簡單地認為更多是IT軟件屬性,跟其他管理軟件、甚至互聯網一起發展。這是一個天大的誤判。

      而且,這個誤判對制造業的發展而言,是一個致命的誤傷。如今西門子、GE、施耐德等工業巨頭都在拼命并購軟件,打造軟硬一體化的公司。僅就代碼行數而言,世界上最大的軟件公司,不是微軟,不是 SAP,而是制造業的翹楚、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。但是,每一種國外工業軟件里面究竟有什么,卻是誰也說不清。這是一個失控的數字世界。貌似強大的“中國制造”,恰恰就是站立在失控的工業軟件的數字世界之顛。

      對于中國工業來說,工業軟件豈止是短板,已經是“斷”板,是“斷”命之板。

      

    黎明靜悄悄

     

      伴隨著數字化、網絡化和智能化的深入發展,中國正在向智能制造迅速轉型。中國制造業缺少核心工業軟件,將是一柄達摩克利斯之劍,長懸于中國制造之項頂。沒有自主核心工業軟件的支撐,中國制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。當許多人都在沉迷工業互聯網、人工智能、大數據來推動制造業轉型升級的時候,沒有人意識到這些概念如果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,已經成為人們心中認定的不可能之事。

      而美國電子復興計劃ERI中,工業設計軟件仍然是穩穩當當的受益者。美國國防部高級預研局DARPA官方資料顯示,在2018財年,將有2.16億美元的資金流入電子復興計劃。在前面提到的峰會上,世界電子設計軟件EDA的三大巨頭的Synopsys也獲得610萬美元。

      美國國家對軟件的扶持,可謂直截了當。

      

    林雪萍:中國軟件失落的三十年 這里的黎明靜悄悄

      表:美國ERI資助的金額

      而在中國,一切都是無聲。

      工業軟件的黎明靜悄悄,并無太陽升起。

      林雪萍,南山工業書院創始人,北京聯訊動力咨詢公司總經理。

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