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來源： 中國航空新聞網(wǎng)                                             

2013年5月，麥肯錫在其發(fā)布的一份名為《展望2025：決定未來經(jīng)濟的 12 大顛覆技術(shù)》的報告中將知識自動化（automation of knowledge work）列為第2順位的顛覆技術(shù)，并預估其2025年的經(jīng)濟影響力大約在5.2-6.7億美元。在麥肯錫的報告中，知識自動化被簡單定義為：可執(zhí)行知識 工作的智能軟件系統(tǒng)；而索為作為一家長期致力于研發(fā)連接、驅(qū)動工業(yè)軟件的工程中間件的高科技公司對此作出了更具國內(nèi)行業(yè)背景的深入解讀。

一、工業(yè)技術(shù)與信息技術(shù)的失衡

盡管早在2010年，中國就已經(jīng)超過美國在產(chǎn)值上成為全球制造業(yè)第一大國；但平心而論，中國制造業(yè)實屬大而不強，目前仍處于工業(yè)化發(fā)展的中期階段，與西方發(fā)達國家比仍存在很大差距。工業(yè)技術(shù)體系水平較低、工業(yè)軟件領(lǐng)域缺乏話語權(quán)恰恰是中國制造業(yè)面臨的突出問題。

為何工業(yè)技術(shù)體系與工業(yè)軟件領(lǐng)域會成為中國制造業(yè)發(fā)展的短板呢？我們知道，信息技術(shù)和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展可謂現(xiàn)代工業(yè)體系前進的兩個輪子。近年 來，中國在信息技術(shù)領(lǐng)域已取得了長足的進展，自主研發(fā)和引進了大量先進信息技術(shù)，使高端制造業(yè)的信息化水平得到顯著提升；但在工業(yè)技術(shù)方面，中國卻依舊處 在追趕階段---只因工業(yè)技術(shù)本身作為基于知識管理的應用體系無法通過引進和購買來實現(xiàn)移植。譬如，在波音787研制過程用到的8000多種軟件，只有不 到1000種軟件是我們可以買到的商業(yè)軟件，而嵌入了波音公司多年積累的工程技術(shù)方法的其余7000多種軟件是買不來的。這也就導致了信息技術(shù)的輪子大， 工業(yè)技術(shù)的輪子小，工業(yè)技術(shù)和信息技術(shù)發(fā)展失衡的現(xiàn)狀，嚴重影響了工業(yè)化和信息化的深度融合。

如果將信息技術(shù)視為工具和手段，那么工業(yè)技術(shù)就是操作這些工具的方法和知識---就好比word是信息化，怎么在word里面寫文章是工業(yè) 技術(shù)。當工業(yè)技術(shù)缺乏信息技術(shù)的深度支撐，工業(yè)技術(shù)也就會呈現(xiàn)出經(jīng)驗性的、零散的、不成體系的特質(zhì)；而這將使得我們在研發(fā)過程中，即便配備了大量IT工 具，也依舊不得不大量依賴工程技術(shù)人員的經(jīng)驗和知識進行操作，讓工程科技人員普遍陷入“80%勞動，20%創(chuàng)造”的狀態(tài)，進而極大地阻礙了工程技術(shù)的持續(xù) 積累和發(fā)展。

與此同時，需要看到的國際現(xiàn)狀則是：在新一輪工業(yè)革命的背景下，西門子、達索等工業(yè)軟件巨頭通過不斷并購，向全產(chǎn)業(yè)鏈擴張，已建立起封閉的 生態(tài)系統(tǒng)。目前，其工業(yè)軟件和平臺已經(jīng)覆蓋需求、設計、仿真、試驗、工藝、生產(chǎn)、制造、服務等大部分鏈條，且與工業(yè)控制系統(tǒng)實現(xiàn)了互聯(lián)互通和無縫對接，主 導了新一輪制造業(yè)革命的核心工業(yè)平臺。由于中國高端制造業(yè)的CAD、CAE、PLM等基礎工業(yè)軟件幾乎全部被國外壟斷，特別是高端工業(yè)控制系統(tǒng)和數(shù)控裝備 也大多數(shù)來自國外；這使得中國企業(yè)在參與制定智能制造工業(yè)技術(shù)標準時話語權(quán)十分有限，也意味著中國制造業(yè)工業(yè)平臺再次被國外壟斷的可能和風險很大。

二、作為突破口的知識自動化

（一）知識自動化

    在索為看來，面對上述工業(yè)技術(shù)與信息技術(shù)失衡的國內(nèi)制造業(yè)現(xiàn)狀，麥肯錫報告中提出的知識自動化卻很可能是中國制造業(yè)達致工業(yè)技術(shù)與信息技術(shù)深度融合的契機:

在工業(yè)領(lǐng)域，知識自動化能將工業(yè)技術(shù)進行數(shù)字化表達和模型化，并將其移植到工程中間件平臺，以便驅(qū)動各種軟件、硬件和設備，從而完成原本需 要人去完成的大部分工作，將人解放出來去做更加高級、更具創(chuàng)造性的工作。同時，知識自動化還能通過對企業(yè)歷史數(shù)據(jù)和行為數(shù)據(jù)的深度挖掘，利用機器學習技術(shù) 把經(jīng)驗性知識進行顯性化和模型化表達，進而實現(xiàn)工程技術(shù)知識的持續(xù)積累，實現(xiàn)工業(yè)技術(shù)驅(qū)動信息技術(shù)，信息技術(shù)促進工業(yè)技術(shù)的雙向發(fā)展。這對于建立數(shù)字化的 工業(yè)技術(shù)體系，以及促進工業(yè)化信息化深度融合具有十分重要的戰(zhàn)略意義。所以，知識自動化在被視為國內(nèi)制造業(yè)突破口的同時，更應當被視為知識表達和知識智能 的一次重要變革---目前為止，只有它第一次實實在在地將知識直接輸出成了生產(chǎn)力，實現(xiàn)了人與機器的重新分工。

（二）工業(yè)軟件市場分析

一定程度上，工業(yè)軟件或可被視為工業(yè)技術(shù)與信息技術(shù)進行融合的直接產(chǎn)物。故而，在分析和討論知識自動化這一理念的提出與實施將會給工業(yè)軟件行業(yè)和國內(nèi)制造業(yè)帶來怎樣的突破與變革之前，索為首先梳理和描繪了工業(yè)軟件市場定位分布圖（見圖1）。

    圖1：工業(yè)軟件市場定位分布圖（來源：北京索為系統(tǒng)股份有限公司）

圖中可見，有5類工業(yè)軟件廠商。其一是PLM軟件，以西門子、達索和PTC三大廠商為代表，他們基本壟斷了高端裝備制造CAD 領(lǐng)域，并且憑借占有設計數(shù)據(jù)源頭的優(yōu)勢，大力開展和強化PLM（產(chǎn)品全生命周期）業(yè)務，覆蓋從設計、工藝到制造的環(huán)節(jié)，并通過大量并購，力求建立起完整的 軟件生態(tài)系統(tǒng)。其二是各學科領(lǐng)域的建模、仿真分析軟件，以MSC、Ansys、LMS（已經(jīng)被西門子收購）、法國ESI集團、Samtech（已被西門子 收購）等為代表。其三是以iSIGHT（已被達索收購）、Modelcenter等為代表的多學科優(yōu)化和設計自動化廠商。其四是面向資源管理和項目管理的 軟件，比如SAP、用友、金蝶等ERP軟件，以及P6（被Oracle收購）、IRIS等軟件。其五是通用中間件軟件，主要解決管理信息系統(tǒng)的集成問題， 如IBM、Oracle等。

通過上圖可以清晰地看到，各廠商主要集中在工具、系統(tǒng)和平臺三大領(lǐng)域，主要提供通用性、可復制型的產(chǎn)品和解決方案。在上層的業(yè)務領(lǐng)域即知識 自動化領(lǐng)域，反而由于差異化大、市場分散、技術(shù)難度大，各類企業(yè)均涉足較少，也尚未形成壟斷性的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。需要指出的是，該領(lǐng)域所對應的業(yè)務恰好亦對應著 不少國內(nèi)中小企業(yè)的迫切需求。

（三）知識自動化是中國發(fā)展工業(yè)軟件的突破口

如前所述，在工具、系統(tǒng)、平臺這些基礎和通用技術(shù)領(lǐng)域，廠商眾多，市場成熟；西門子、達索等國際工業(yè)軟件巨頭已經(jīng)形成排他、封閉和壟斷的生 態(tài)系統(tǒng)，這個領(lǐng)域已經(jīng)不利于創(chuàng)新技術(shù)的出現(xiàn)，也不適合國內(nèi)中小軟件企業(yè)的生存和發(fā)展。而在工程中間件和知識自動化領(lǐng)域，各廠商涉足較少，故而正是中國發(fā)展 工業(yè)軟件的良好土壤和市場突破口!（也正是基于以上對知識自動化的理解以及對工業(yè)軟件市場的分析判斷，索為才會在多年來一直堅持工程中間件的研發(fā)。）

索為理解的工程中間件是一種開放的工業(yè)軟件平臺，對下可以兼容集成各種工業(yè)軟件和設備，對上可以承載企業(yè)工業(yè)技術(shù)體系。當前基礎工業(yè)軟件市 場多廠并存，勢力均衡，工程中間件成為中國制定工業(yè)軟件集成平臺標準的一次重要機會。通過工程中間件的開放平臺，有利于建立開放生態(tài)環(huán)境，并促進規(guī)模性、 群發(fā)性的工業(yè)技術(shù)體系建設。一旦在工程中間件平臺建立工業(yè)技術(shù)的知識自動化體系后，底層用誰的工業(yè)軟件和工業(yè)控制系統(tǒng)已經(jīng)不重要，工業(yè)體系的技術(shù)安全和數(shù) 據(jù)安全也可以得到有效保證；因此，索為深信：如果中國的工業(yè)軟件企業(yè)能在工程中間件領(lǐng)域自主研發(fā)出相應的核心技術(shù)，那么中國在即將到來的工業(yè)4.0浪潮 中，將能夠在工業(yè)標準、平臺和等技術(shù)層面掌握較大的話語權(quán)和主動權(quán)。

對于索為而言，上述思路的誕生其實借鑒了計算機和互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展史。30年前的UNIX產(chǎn)業(yè)，是一種從硬件到操作系統(tǒng)到應用軟件的垂直產(chǎn) 業(yè)模式，IBM、SUN、HP等廠商互不兼容，誰也無法統(tǒng)一市場；新興的微軟英特爾聯(lián)盟，則是硬件、操作系統(tǒng)、應用軟件開放兼容的橫向模式。最終，微軟英 特爾聯(lián)盟打敗了UNIX產(chǎn)業(yè)，就因為橫向開放模式價格低、可替換、選擇豐富，產(chǎn)業(yè)規(guī)模也可以做大。再看最近十年的移動互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，幾乎再次重演了這一規(guī)律 ---蘋果的垂直和封閉模式，只讓蘋果一家公司獨大；而Android這種兼容開放的生態(tài)系統(tǒng)，則催生了一大批業(yè)界巨頭（從用戶量和行業(yè)規(guī)模 上，Android生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)遠遠領(lǐng)先于蘋果的生態(tài)系統(tǒng)）。本質(zhì)上看，工程中間件和知識自動化也是一種橫向開放的生態(tài)系統(tǒng)。如果能借鑒互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的模 式，集中力量抓緊時間建立百萬量級的工程APP，形成整個制造業(yè)工業(yè)技術(shù)的知識自動化體系，那么中國的工業(yè)技術(shù)體系，將走出一條不同于西方國家的模式，真 正實現(xiàn)工業(yè)技術(shù)的自主、可控與安全。

三、知識自動化的落地實踐

（一）知識自動化在美國

    自1994年，波音公司便發(fā)起了數(shù)字化制造改革（DCAC/MRM），把飛機的數(shù)十萬個零部件全部數(shù)字化，同時采用模塊化而非零部件級的層 級控制，形成了完全可控的數(shù)字化產(chǎn)品體系，并將大量的工業(yè)技術(shù)體系數(shù)字化，融合到企業(yè)工業(yè)軟件中，把信息化軟件的作用發(fā)揮到了極致。這項改革使得波音成為 了制造業(yè)數(shù)字化的先驅(qū)，也直接奠定了波音在飛機制造領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。

2014年2月，美國總統(tǒng)奧巴馬正式啟動了作為實施“再工業(yè)化法案”中最為重要的數(shù)字化制造與創(chuàng)新中心；而該中心推出的第一個最大的項目就 是：數(shù)字化制造的開源軟件代碼項目——“數(shù)字化制造公共平臺Digital Manufacturing Commons (DMC) ”。DMC是一個開放性軟件平臺，通過提供基于知識自動化的服務平臺，大大降低知識工作者的設計難度，從而能將精力放在創(chuàng)新上。相信在美國的創(chuàng)新設計和再 工業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略中，我們會越來越多地看到DMC的身影。

（二）知識自動化在德國

在德國，西門子基本主導了工業(yè)軟件平臺的發(fā)展。2007年，西門子收購了美國UGS，使其獲得了三項舉足輕重的入場券：3D設計軟件UG- NX，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理軟件Teamcenter，數(shù)字化工廠裝配系統(tǒng)Tecnomatix。2008年，西門子收購了德國的Innotec，代表著虛擬工廠 的廠房布局規(guī)劃及實際工廠的運行模擬成為可能。自2013年起，西門子試圖在虛擬設計工業(yè)軟件中，采用虛擬現(xiàn)實（VR）來實現(xiàn)人機的交互，先后收購了 LMS、VRcontext和Tesis軟件。Tesis可以跟SAP軟件、Oracle數(shù)據(jù)庫無縫集成，使得西門子的工業(yè)軟件平臺可以自由地與其他軟件 巨頭進行協(xié)同。2014年年底，西門子成功收購了Camstar，使其具備了對于工廠現(xiàn)場數(shù)據(jù)的強大分析能力。2015年6月，西門子正式推出Omneo PA性能分析軟件，提供大數(shù)據(jù)與云服務。2015年9月，在PLM大會上，西門子高調(diào)推廣Active WorkSpace，使得使用者隨時可以查看各種各樣的數(shù)據(jù)。

（三）知識自動化在中國

2006年起，索為便踏上了研發(fā)連接、驅(qū)動工業(yè)軟件的工程中間件（工業(yè)軟件操作系統(tǒng)）的征程。一路上，索為基于知識自動化的理念，通過知識 組件模型，建立了多個領(lǐng)域的知識自動化系統(tǒng)，如飛機總體設計系統(tǒng)、導彈綜合設計系統(tǒng)、發(fā)動機集成設計系統(tǒng)、裝甲車輛總體設計系統(tǒng)、船舶綜合設計系統(tǒng)、雷達 集成設計系統(tǒng)、核反應堆協(xié)同設計系統(tǒng)、工藝集成研發(fā)系統(tǒng)、基礎工藝數(shù)據(jù)庫等。目前為止，上述系統(tǒng)在航空、航天、兵器、船舶、電子、核電、汽車等領(lǐng)域的實際 應用已經(jīng)為索為贏得了良好的口碑；更重要的是，在實際應用中，索為切實觀察到：這些知識自動化系統(tǒng)通過對設計分析工作的組件化和自動化，在提高設計品質(zhì)的 同時大幅縮短了設計周期。

值得一提的是，2013年8月，中航工業(yè)在“統(tǒng)一IT架構(gòu)”的集團戰(zhàn)略中，決定采用索為的Sysware工程中間件以及知識自動化技術(shù)，作 為中航工業(yè)集成研發(fā)的統(tǒng)一框架，全面啟動了航空集成研發(fā)平臺的建設。這既是索為與中航強強聯(lián)合在集成研發(fā)領(lǐng)域的一次試水，同時也是中國工業(yè)軟件業(yè)在知識自 動化領(lǐng)域的初航。

四、突破的契機：知識自動化與中國工業(yè)體系的對接

對于國內(nèi)的中小企業(yè)而言，他們既缺乏高端研發(fā)設計能力，也無法將自身的專業(yè)知識和經(jīng)驗數(shù)字化，更難以形成對專業(yè)技術(shù)的深度積累。反觀國內(nèi)大 型企業(yè)，企業(yè)內(nèi)部條塊化分割嚴重，缺乏工具和數(shù)據(jù)的整合能力，加之復雜工業(yè)技術(shù)體系具有內(nèi)容分散、學科交叉明顯、知識體系龐大等特點，大型企業(yè)也很難獨自 勝任工業(yè)技術(shù)體系的構(gòu)建。因此，只有以政府為主導來建立知識自動化平臺，并系統(tǒng)性推動工業(yè)技術(shù)體系的建設，才能真正抓住前述知識自動化所帶來的突破契機， 才能讓知識自動化這一理念完成在中國工業(yè)體系內(nèi)的對接與落地；更不用說，這一平臺對于保障中國技術(shù)安全和數(shù)據(jù)安全有著顯而易見的戰(zhàn)略意義：

隨著中國與西方國家在工業(yè)4.0技術(shù)上的合作，西門子、達索等國際軟件巨頭已加快對中國制造業(yè)企業(yè)，尤其是高端制造業(yè)工業(yè)軟件平臺的占領(lǐng)和 滲透，給中國自主的工業(yè)軟件廠商以及各領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)服務廠商，都帶來了極大的市場競爭壓力。如果處于承上啟下位置的工業(yè)軟件平臺被國外工業(yè)軟件巨頭控制， 中國大量中小工業(yè)軟件廠商、專業(yè)技術(shù)廠商乃至整個行業(yè)，都將遭到致命打擊。

在這一背景之下，索為基于自身多年的實踐與觀察，認為在以下三個方面若能得到政府的助力，必將有助于中國工業(yè)軟件實現(xiàn)知識自動化領(lǐng)域的真正突破：

（一）政府主導建立知識自動化平臺

知識自動化服務平臺的建設和運營非個別企業(yè)所能勝任，應該由第三方產(chǎn)業(yè)促進機構(gòu)在整合國家部委、地方政府、產(chǎn)業(yè)園區(qū)、骨干企業(yè)等多方優(yōu)勢資 源和力量的基礎上，共同建設和運營，并在此基礎上探索和建立將個體技術(shù)知識通過平臺轉(zhuǎn)化為社會共性技術(shù)的激勵機制，通過云計算和服務化模式，在促進工業(yè)技 術(shù)的沉淀和積累的同時，同步實現(xiàn)其社會服務性。

（二）加大對工程中間件的投入

工程中間件是支撐知識自動化的核心軟件平臺，也是控制工業(yè)軟件體系的戰(zhàn)略性平臺，具有研發(fā)投入大、周期長、難度高、見效慢等特點；因此，需 要國家給予必要的政策和資金支持，并力爭在三到五年內(nèi)，形成一個完全自主的、覆蓋制造業(yè)重要領(lǐng)域的行業(yè)通用性工程中間件：一方面，能夠?qū)Ω鞣N國外工業(yè)軟件 進行連接和驅(qū)動；另一方面，可以不斷封裝和植入各領(lǐng)域工業(yè)技術(shù)和知識。

（三）為知識自動化建立配套的技術(shù)標準

目前，知識自動化領(lǐng)域尚未形成壟斷局面，索為及其他國內(nèi)工業(yè)軟件企業(yè)已與國際相關(guān)企業(yè)有過激烈的競爭。令人遺憾的是，盡管索為在部分技術(shù)領(lǐng) 域已經(jīng)走在了國際巨頭的前面，但卻苦于缺乏國內(nèi)相關(guān)技術(shù)標準的認證而在品牌上輸給國際巨頭。故而，索為希望知識自動化相關(guān)技術(shù)標準建設能在未來得到政府足 夠的重視：政府應同步建立起配套的行業(yè)技術(shù)標準，比如驅(qū)動技術(shù)標準、工業(yè)技術(shù)模型化標準、工業(yè)操作系統(tǒng)標準、工業(yè)技術(shù)體系標準等等---這既是中國建立知 識自動化產(chǎn)業(yè)生態(tài)的關(guān)鍵，也將是國內(nèi)工業(yè)軟件企業(yè)開拓海外市場的重要籌碼！

部分資料來源：姚翔、李義章，“知識自動化是實現(xiàn)IT技術(shù)和工業(yè)技術(shù)融合發(fā)展的突破口”賽普研究專報2015年第3期。