華商韜略》大陸的另一軟肋 至今未被充分重視!(周瑞華)

Home / 新聞新聞 / 華商韜略》大陸的另一軟肋 至今未被充分重視!(周瑞華)

華商韜略》大陸的另一軟肋 至今未被充分重視!(周瑞華)

西門子的安貝格工廠。(來源:e-a.hu)

2020年6月14日,哈爾濱工業大學飛行器設計專業的大三學生李棟,像往常一樣打開電腦,要完成自己的設計作業。

一封未讀郵件,加粗的字體,醒目又安靜地躺在郵箱裡。

竹香书屋 小说

郵件內容很短,卻瞬間擊中了他的心臟:「根據美國政府最新的進出口管制名單,無法爲您繼續服務了。」

發件人落款爲美國軟體開發公司MathWorks——與他日夜相伴的設計軟體MATLAB,就是來自該公司。

一、「卡腦袋」的工業軟體

接到這封郵件的,並不只是李棟一人。

他很快發現,同宿舍的、同專業的同學、機械專業的、車輛專業的,都收到了這樣一封「無法爲您服務」的郵件。

這讓大學生們陷入了茫然無措中,因爲這款名爲MATLAB的軟體,幾乎等於他們的左右手。

這是一款商業數學及科學計算仿真軟體,數值計算、機械化工、汽車航空等研究都少不了它,是不少理工科學生的「工科神器」。而且,由於它的數值計算和仿真模擬形成了一個完整的生態,幾乎沒有可替代性。

對於哈工大來說,MATLAB被禁用,意味着該校的教研工作將陷入「癱瘓」:哈工大師生在發表的論文中,不能使用利用MATLAB獲得的圖表、數據;學校已有的課件、科研項目都要大規模「轉碼」,未來幾年內,新科研產出的難度陡增。

一代天驕 一起成功

烏龍一場!Xbox宣布《FF14》測試版開跑又閃電下架:抱歉按錯了啦

類似MATLAB這種一朝遭禁,中國就痛苦不堪的軟體,其實爲數不少,它們有一個總分類:工業軟體。

雖然冠以軟體之名,但工業軟體的本質,其實姓「工」不姓「軟」,它的內核是工業的積累,是將工業所涉及到的物理、化學、力學、材料科學等知識,以及設計、製造、工藝的積累,用程序的形式表現出來。

按照用途,工業軟體可分爲研究設計類、生產管控類和管理運營類,其中技術含量最高的,是研究設計類,它包括解放設計師雙手、讓設計師在電腦上就能作圖的CAD(計算機輔助設計)、驗證設計出來的產品是否合格的仿真分析軟體CAE(計算機輔助工程),以及晶片設計軟體EDA。

這類軟體是工業製造的大腦和神經,離開了它的協助,下游的生產製造就成了「無源之水」。

在蘋果公司最新款的iPhone13手機上,採用了擁有150億個晶體管的A15仿真晶片,如果沒有EDA軟體,這150億個晶體管單靠工程師手繪的話,就是一個「不可能完成的任務」。

IPEF讨论半导体供应链或将形成初步文件 陆方坚决反对

晶片之外,大到飛機、輪船,小到一輛汽車的研發設計,都離不開工業軟體。它不僅能提高效率,還能極大地降低產品研發的成本。

谢京颖撇不伦恋「不觉自己有错」

以飛機爲例,在過去,一架飛機設計出來後,需要在風洞中利用人工氣流來模擬飛機飛行過程中,周圍氣流的分佈和運動。

這不光費事,還意味着高額的投入。

王全中行事冲动 小事上法院

一個完整的風洞,不光建設成本高達百億美元,運行成本也不容小覷,是出了名的耗電大戶。有人戲稱,「風洞一響,黃金萬兩」。

张淑芬帮美国第二先生挑礼物送贺锦丽 大展柔性外交

新中國成立之初,由於擔心影響西南地區的工業生產,中國圍繞着是否要停止風洞建設,還出現過不小的爭議。最後還是在錢學森的堅持下,才得以完整保留。

回收伯伯!喬許哈契森也看過自己的「口哨」迷因 不是很懂但很喜歡

今天,儘管資金不再構成阻礙,但有了計算流體動力學軟體CFD(Computational Fluid Dynamics),許多風洞實驗在軟體上就可以完成,成本可以降低數百甚至上千倍。

遺憾的是,這些「大腦」和「神經」都握在美國和少數歐洲國家手中:

CAD軟體,超過90%的市場在德國西門子、美國PTC、Autodest和法國達索手中;CAE軟體市場則是Ansys、Altair和MSC三家美國公司的天下;EDA軟體也基本上被新思科技(Synopsys)、凱登電子(Cadence)和明導(Mentor Graphics)三巨頭壟斷,全球市佔率超過60%。

副社长大人轻点宠~我的溺爱SSR老公~

2020年中國EDA軟件市場份額TOP4。(作者提供)

云林2万多户无预警停电「热到崩溃」 台电抢修中

這意味着,中國製造業使用的研發設計類工業軟體,95%捏在別人手裡。在地緣政治衝突背景下,這等於將中國製造業置於危險境地。

美國密西根大學研究CFD的Roe教授有一句狠話:

「現在CFD分析已經完全代替實驗用來設計工業產品,如果美國與歐盟真的會執行相關的政策,那估計中國飛機汽車製造商又要回去吹風洞了。」

卡脖子,是近年對晶片制約的比喻,在工業軟體的領域,這一卡,直接卡在了腦袋上。

日相菅义伟将卸任 自认已为各项改革指引方向

二、「空心化」的中國工業軟體

1979年年初,瀋陽的市民驚訝地發現,一片馬達轟鳴聲中,20輛公安摩托車的開路車隊,在大街上轟鳴而過。

北韩射弹钱从哪来?专家:海外挹注躲联合国制裁

但喜歡看熱鬧的市民很快發現,車隊護送的不是外賓,而是兩臺計算機。

健众细胞生医 南向布局跨国医疗产业

這是瀋陽鼓風機廠訂購的兩臺IBM 370/138大型計算機。與這兩臺計算機一起送來的,還有IBM的COPICS配套軟體和八本黑皮封面的說明書。

COPICS是IBM 1970年代初研發的一款企業信息管理系統,而這八本黑皮說明書,則成爲了中國工業軟體的理論啓蒙,在業內,它有個無人不知的俗稱:黑八本。

作爲瀋陽鼓風機廠的對口單位,北京機械工業自動化研究所(簡稱「北自所」)開始了技術攻關,以蔣明煒爲代表的北自所專家們,在消化、吸收「黑八本」的基礎上,研發出了中國第一代的企業管理系統,拉開了中國工業軟體發展的序幕。

1986年,工業軟體發展納入國家「863」計劃,這一消息對中國的工業企業、科研院校是一個極大的鼓舞。當時,清華、北航、中科院的師生們提出「甩掉繪圖板」的口號,投入到工業軟體的研發中。

台湾积层新厂 高效、智动化生产

這可能是中國工業軟體的第一個小陽春。

杨梅透天厝火警3儿女逃生 屋主疑纵火自己烧成焦尸

絕世神醫:腹黑大小姐

1990年代,在ERP領域,北自所創辦的北京利馬和王德銘成立的上海啓明,形成「北利瑪、南啓明」的南北格局;CAD/CAE領域也百花齊放,在國家機械部(機電部)「CAD攻關項目」、國家科委「863/CIMS」的支持下,涌現出熊貓CAD、中科院飛箭、大連理工JIFEX等商業和企業自用工業軟體。

數據顯示,90年代中後期,中國工業軟體的市佔率達到25%,在一些專項領域,甚至高達45%。

但工業軟體迅猛發展的勢頭,卻在進入新世紀後戛然而止。

隨着加入WTO,中國的大門也隨之打開,與國外高端設備一起進入中國市場的,還有國外的工業軟體。通過贈送、默認盜版等方式,國外工業軟體展開了對中國工業軟體的圍剿。

市場總是遵循典型的實用主義。面對界面更友好、速度更快、價格更便宜的產品,企業的天平傾向了國外工業軟體,中國工業軟體的市場份額從25%急劇下降到5%,工業軟體成爲「空心」產業:

立院藍白合不合?江啟臣成韓國瑜搭檔 保留民眾黨副院長空間

一是工業知識與經驗的空心化。企業的生產流程、工藝等數據沉澱在國外工業軟體,既幫助國外工業軟體持續迭代,又培養用戶習慣,對其形成依賴。工業軟體由此出現「強者恆強」的馬太效應,中國工業軟體生存空間進一步被壓縮。

知识图谱不能缺角 教育部责无旁贷

給哈工大帶來困擾的MATLAB軟體,它的代碼其實並不複雜,但多年來,通過用戶不斷使用中形成的技術與數據沉積,纔是它最深厚的壁壘。

其次是人才的空心化。通過向高校贈送軟體的方式,高校成爲國外工業軟體的推廣陣地,只教授學生工業軟體的操作,卻忽視了基礎研究人才的培養。

2021年發佈的《關鍵軟體人才需求預測報告》顯示,到2025年,中國工業軟體人才將出現12萬的缺口。但在現實中,國內真正從事工業軟體研發的人數很少。有數據顯示,中國EDA軟體研發,工程師加上學生,也不到1000人,而僅Synopsys一家公司,員工就有一萬人。

尼昂新高33分米切尔31+7 骑士40分大胜雄鹿

三、一次慘痛的誤判

南部水库蓄水率低于百年大旱同期 南水局:最强梅雨将到

2018年7月下旬,在美國舊金山,幾百個膚色各異、穿着格襯衫、牛仔褲、套頭帽衫的人,正在舉辦一場集會。

這些人的打扮,讓這場集會註定與時尚和潮流無關。但它的意義,卻遠邁任何流行音樂節。

這是美國電子復興計劃(ERI)的首次峰會。

ERI是摩爾定律走向終結之際,美國開啓的另一場科技強國運動。按照該計劃,美國將在自2017年的未來5年內,投資15億美元推動美國電子行業持續領先。

站在ERI背後的,是美國國防高級研究計劃局(DARPA)。

這個成立於1958年的機構,其創建的使命就是支持關乎美國國家安全、核心競爭力的前沿科技。大半個世紀以來,美國能在電子和半導體領域保持領先地位,背後少不了DARPA對半導體材料、精密製造和集成電路持續的支持與推動。

自2017年以後,目睹微電子技術越來越接近發展臨界點,DARPA又把美國的未來押在量子計算、AI、智能製造這些前沿技術上,並在2017年設立了ERI專項計劃。

在2018年的首次峰會上,ERI把最大一筆款項2400萬美元,撥給了美國EDA巨頭Cadence公司,另外一筆610萬美元的資助,則給了EDA三巨頭之一的Synopsys。這兩家公司獲資助的項目都與工業設計相關。

在美國,工業軟體被提升到了關乎國家戰略與命運的地位。

工業軟體的重要性是否是危言聳聽?美國的戰略計劃,是否有事實的依據?有兩組數據,很能說明問題。

2020年,全球EDA市場規模才115億美元,但它卻撬動了一個規模高達1267億美元的存儲晶片市場,實現了11倍的槓桿率。如果沒有EDA設計軟體,晶片也不過是一堆矽土。

字節跳動將TikTok員工遷至海外 地點包含美加

2021年,普華永道針對德國企業的一項調查顯示,德國市值最高的企業是SAP,市值高達1180億美元。而論營收,SAP 2020年的營業收入才311億美元,不到市值第二的西門子營收的一半,只有市值第三的大衆集團營收的十分之一。

SAP研發的企業資源管理軟體,其實在工業軟體中技術含量較低,但營收與市值的反差,卻是它在行業重要性的體現。

來自國家戰略、產業和資本市場的三重「高估值」,使得美國政府與企業默契地達成了一致——絕不吝惜在工業軟體領域持續投資。

NSF(美國國家科學基金會)在30年間,資助了1190個EDA軟體項目,平均一年40個;

被媒体抹黑后 颜宽恒脸书再发声网友反应曝光

CAE軟體第一大公司Ansys每年的研發投入,佔其營業額的17%~18%,光2019年的研發投入,就約3億美元。這個數字,是中國「十五」到「十二五」15年間,在CAD和CAE等核心工業軟體上投資金額的10倍。

小港运动中心选址惹议 环团再度拉布条抗议

驚人的數字差距背後,是理念上的差異。

排球/邁入10屆里程碑 亞瑟士盃今開放報名

中國對工業軟體最大的誤判,是把它當作軟體的分支,而非工業的大腦,自然也沒有給予足夠的重視。

即使到了2018年,在當年發佈的《戰略性新興產業重點產品和服務指導目錄》中,「工業軟體」也只出現在第四級目錄中,是「新興軟體和服務」方向下11個子項目之一。

這個定位,讓工業軟體失去了應有的資金支持。據業內人士反映,從「十二五」起,大陸國產自主工業軟體研發,就再也沒有從國家部委獲得資金支持。相反,本着「造不如買,買不如租」的理念,國家補貼給製造企業的錢,都拿去買國外的工業軟體了。

正是這種「拿來主義」,不僅讓中國的工業軟體比國際最高水平落後了30年,在材料、航空製造等領域,也一度因爲核心技術的缺失,不斷被「卡脖子」。

爲此,中國工程院院士倪光南呼籲:「關鍵核心技術是要不來、買不來、討不來的,大國重器一定要掌握在自己手裡。」

四、智能製造阿基里斯之踵

武漢市九省通衢,是全球製造業生產鏈上的重要節點。

在距離武漢市不到100公里的衛星城市裡,分佈着大量快反工廠。在這裡,衣服設計的迭代就如同網頁的迭代,是以秒來計算的。一件羽絨服從上線到完工,只需要130秒。

這種小批量、多款式、多批次生產的柔性供應鏈,是製造業向智能製造升級大背景下,對企業供應鏈的數字化改造。「小單快反」能夠實現,得益於上游工業設計軟體對市場數據的快速處理和反應。

李四川被點選下屆新北市長 蔣萬安:全力以赴為市民打拚

中國製造業正在向智能製造升級,未來會有越來越多類似武漢「快反工廠」的智能升級。但如果剝開智能製造大數據、人工智能的外衣,它的核心還是工業軟體。

在最早提出「工業4.0」智能製造的德國,最接近工業4.0這個目標的,是一家位於德國紐倫堡以東約60公里維爾斯河畔的工廠——安貝格工廠。

在這裡,每秒就能生產一個產品,產品合格率接近100%。其中,75%的工序由生產設備和電腦完成,工人只負責剩下的1/4工作。工廠建成以來,面積和員工數量沒有改變,產能卻提升了8倍。

這座最接近德國工業4.0的未來工廠,是西門子一手打造的。

很多人對西門子的印象,還停留在這是一家生產冰箱、洗衣機的硬體公司。事實上,西門子花了近二十年的時間,通過收購逐漸完成了向工業軟體公司的蛻變:目前,西門子是歐洲僅次於SAP的軟體公司,也是世界十大軟體供應商之一。

軟體,正是安貝格工廠的「大腦」。

中國《「十四五」智能製造發展目標》中,明確提出了中國智能製造的目標。但是「瘸腿」的工業軟體如果不能實現突破,將成爲中國智能製造的阿基里斯之踵。

MATLAB被禁用後,哈工大師生用Python、Octave這類產品,勉強替代了MATLAB數值計算部分的功能,但其配套的Simulink仿真模擬功能,幾乎沒有產品可以替代。

不少哈工大計算機學院科創俱樂部的學生很氣憤,提出「既然不讓用,我們自己搞」。但哈工大的老師並不樂觀:MATLAB本身的代碼、編程並不難,但幾十年使用過程中的積累和迭代,不是幾個學生寫代碼就能寫出來的。

寵物守護神、全台唯一「萬壽王菩薩」在八里!能和往生寵物的靈魂溝通?

工業軟體的體量小、研發週期長、投入大,這些特點決定了這是一條「慢」賽道,資本市場對它「愛不起來」。

這個行業裡,很多老牌企業,像數碼大方,A輪融資還停留在十多年前,2003年成立的三維CAD公司新迪數字,一直到2021年纔等來第一筆A輪幾千萬的融資。

這些「小打小鬧」的投入,對工業軟體的發展無異於「杯水車薪」,讓這個「爹不疼娘不愛」的行業,成爲中國改革開放以來,唯一一個與國外同行差距越來越大的工業技術領域,想要奮起直追,有很大的難度。

但這又是一個關乎整個工業體系的技術領域,除了「自力更生」別無他途,需要以舉國體制來實現突破,是通往製造強國之路上,那些必做的「難而正確的事」。

(本文來源:「華商韜略」公衆號,授權中時新聞網刊登)

英短不爽飼主說重話「臭臉回籠狠狠摔門」生悶氣 網笑:跟青春期逆子一模一樣

※以上言論不代表旺中媒體集團立場※