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工业软件是两化融合突破口

更新时间: 2008-06-17 13:56:33来源: 粤嵌教育浏览量:438

  国务院信息化专家咨询委员会常务副主任周宏仁:

  工业软件是两化融合的融合剂,它要提供一个网络化、协同化、开放式的产品制造平台。

  众所周知,在党的十七大报告中,中央提出了“五化”并举、“两化”融合的战略思想。这是一个非常重要的发展举措,对产业的发展将产生非常重要的影响,因为它指出了国家信息化在今后一段时间内的战略重点究竟在哪里,那就是促进“两化”的融合。

  工业化是一个发展的过程

  工业化的准确内涵是产业化。长期以来,我们把产业划分为三类:产业是农业,第二产业是工业,第三产业是服务业。工业化准确来说是产业化,因为不论是联合国,还是很多发达国家的产业分类体系和标准中是没有“工业”这一项的。所以我觉得要调整我们对工业和工业化方面的认识。产业化是一个不断发展的过程,在这个过程中,人类不断发明和引进先进的科学技术,提高劳动生产率。

  工业化是一个不断发展的过程,工业技术的发展也使工业化的内涵不断发生变化。例如,代工业化是机械化工业化。1775年前后蒸汽机的发明,拉开了人类历史上工业革命的序幕,也使人类文明进入了工业化时代。代工业化的主要特征是以机器产生的机械力代替人和家庭的自然力。

  19世纪上半叶电的发明和下半叶电动机和发电机的发明,不仅解决了机械能和电能之间相互转换的问题,也解决了能量的远距离传送问题,为产业的发展提供了新的能源,从而开启了电气化的工业化时代,即第二代工业化。

  20世纪30、40年代,武器系统控制发展的需求,使自动化技术得到了快速发展,工业化进入了第三代,即自动化的工业化。1946年,美国福特公司的机械工程师哈德首先提出用“自动化”一词来描述发动机气缸的自动传送和加工过程的自动操作。1952年,迪博尔德的《自动化》一书出版,他认为“自动化是分析、组织和控制生产过程的手段”。

  1971年微处理芯片的发明,导致工业化进入了第四代,即以数字化为基本特征、走向网络化和智能化的工业化。从那时起,各种各样、数以亿计的微处理芯片开始嵌入各种制造设备,计算机网络将各种制造设备连为一体,其中典型的代表是数字控制机床。

  1974年,使用微处理芯片和半导体存储器的第五代计算机数控装置研制成功,随后,由于各种数字控制机床的性能逐步提高,品种和加工范围不断扩大,对数字化、智能化和网络化的第四代工业化的形成和发展产生了革命性的影响。

  20世纪80年代初,IBM开始应用计算机辅助设计技术(CAD)。此后,计算机技术开始对传统的自动化技术进行了全面的数字化改造,使产品研发、设计、生产、测试、供销等各个环节实现了网络化和智能化,也使信息化与工业化进入了一个全新的发展时期。工业化的发展历程是先工业化,是自动化的工业化。我们不难看出来,传统意义上的工业化、自动化,跟数字化、智能化和网络化不是相互排斥的,而是一个相互渗透、相互融合的过程。数字化、智能化和网络化建立在机械化、电气化、工业化的基础之上,没有数字化、智能化和网络化就不能振兴制造业,只有大力推进信息化和工业化的融合,才能推动我们现代产业体系的发展。

  两化融合的重点是装备制造业

  国民经济各个产业部门的工业化和信息化都离不开制造业。装备制造业实际上是国民经济的“脊梁”,地位极为重要。可以说,如果没有全球的制造业,美国不可能在信息革命中于世界各国。2006年,在全球制造业份额中,美国占25.5%,居位,日本占了13.9%,西欧占26.1%,中国占12.1%。我们对自己“世界制造业大国”的身份不能感觉太好,我们和发达国家还有非常大的差距。

  谈到装备制造业,我们有必要弄清楚企业信息化的内涵。长期以来,我们所说的企业信息化,很大程度上是在企业的生产和管理的信息化这个层面上,比如,推进ERP(企业资源计划)软件的应用等。实际上,企业的信息化,一是研究和开发必须要信息化,包括设计、研究能力和现场的开发等。二是生产过程必须要信息化。三是装备的流程要信息化。当然,生产管理信息化也很重要,包括供销存量等。但是从信息化的内涵来看,把生产过程的信息化和生产管理的信息化做一个比较,我们会发现,生产过程的信息化是利用现代信息技术来改造各种零部件和整机的生产,使其具备信息化的特征。比如说,各种直接数字控制的机械制造设备。而从流程的角度来讲,包括产品设计、制造和测试在内的整个生产流程的信息化,包括直接数字控制的机械制造设备;从管理的角度来讲,主要是供销存量和客户关系管理。

  装备制造业信息化真正的难点在生产装备的信息化上。因为信息化的装备是“机械化、电气化、自动化”和“数字化、网络化、智能化”相结合,综合研究、设计和开发的结果,是科研和技术创新综合、集成的成果,其研发、开发和生产具有高技术、高成本、高投资、高风险特征,而且专业性很强。因此,生产装备的信息化往往使拥有这些装备的企业望而却步。换句话说,使用装备的企业没有能力来研发这些装备。管理的信息化则依赖于通用的网络和计算机技术,以及各种通用的软件。

  我们要重视大力发展信息化生产装备。各行业的CAD、CAPP(计算机辅助工艺过程设计)等系统,包括各种各样的数字和专用设计及计算机控制系统,它们的专业性都很强,但对提高各行业的劳动生产率却极为重要,需求量也很大。

  我们要认清行业信息化的战略要点,确定每一个可以利用现代信息技术提高劳动生产率的生产环节,进而为其开发信息化的制造设备。以“制衣”为例,首先要拿一个摄像机对着一个人拍,拍下来以后通过计算机处理,西装的尺寸和裁片的图形就可以出来。这就是一个非常关键的战略要点,这样才能确定一个人的整件衣服的尺寸和材料的大小。第二步就是要以裁片为依据。第三步才能对衣料做必要的处理,然后通过手工缝制。不难想象,这种现代化的制造业需要投入大量人力物力,没有国家的政策体系和战略引导是不可能完成的。

  软件业是重点发展领域

  没有工业软件就没有“两化”的融合,工业化就只能停留在机械化、电气化、自动化的水平。所以“两化”融合是促进软件产业调整升级的落脚点。我个人认为要大力发展工业软件。当然,发展工业软件并不是要否定操作系统、通用应用软件、中间件等其他软件的重要性。但是如果没有发达的工业软件产业,我们就无法永远拥有自己先进的信息化装备制造业。工业软件本身是集数字化、智能化的设计、制造、
检测、管理的一体化于一身的技术。制造业信息化包括数字化、智能化设计的方法及技术,计算机辅助工程分析与工艺设计技术,在线自动控制和智能化制造技术,设计、制造、检测、试验、管理的一体化技术,在整个生产过程中采用自动化、智能化的技术,全部通过一个平台来完成。这种工业软件的个特点是广泛采用模拟仿真技术。比如我们设计一个汽车的时候,可以在一个屏幕上做三维图形,这个图形可以任意翻转,这就是模拟仿真技术。第二是多学科交叉,也需要利用丰富的、多学科的知识来提供支持。

  而这种工业软件的终目标是要提供一个面向产品整个生命周期的网络化、协同化、开放式的产品设计和制造平台。工业软件是一个相当复杂的系统工程,难点在于它不是一般意义上的软件,而是科学研究和技术创新成果的表现,学术和技术水平的要求都很高。工业软件的诞生需要经过几个阶段。个阶段是建模,例如,用代数方程把所遇到的工业问题用一个数学模型展示出来,如果没有数学模型就无法计算。第二个阶段要对做出来的模型求解。第三个阶段要编出一套计算方法,无论用哪种方法,要算出结果。第四个阶段才是编程。这几个阶段往往包含科学研究,非常复杂和困难。有的可能很容易,但也往往需要科学家或者工程技术专家的直接和长期的介入。没有内行的参与,是写不出工业软件的。这一点非常重要。

  目前,相对于操作系统和通用软件而言,我国工业软件的发展还比较落后。2007年,在《中国信息年鉴》所介绍的几十个行业的信息化发展状况中,几乎没有一个行业提到该行业工业软件的现状及其与行业信息化的关系。2006年,我国软件产业的总产值约为4800亿元,其中嵌入式软件为1028亿元,但大部分用于数字电视、手机、PDA(个人数字助理)等产品,真正用于工业控制的软件很少。在工业软件领域,有一部分软件是嵌入式软件,还有一部分软件不属于嵌入式软件。

  发展工业软件要注重促进科学家和工程技术专家这两类专家的融合。但他们往往认为工业软件的开发和生产不是开发创造,不是技术创新,而只是科学技术成果的软件。如果他们不参与,就会影响工业软件的发展。我个人认为,上述观点是一个在工业时代看待科学技术的观点,而不是信息时代看待科学技术的观点。发展工业软件要有极大的创新性,必须有第的科学家和第的工程技术专家参与。为了推动工业软件的发展,一定要从政策上鼓励科学家、工程技术专家和软件专家共同组织研发。

  大力发展工业软件,既是对我国信息化提出的挑战,也是我国信息化向纵深和高水平发展、向核心领域前进的重要举措。对国家而言,发展工业软件具有战略意义,是我国软件业调整升级的方向。因此,有必要深入研究我国工业软件的发展现状,但我们现在的调查研究还不够。国家应该采取必要的政策及措施,以促进和加快我国工业软件的发展,从而达到推进“两化”融合的目的。

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