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1、工业软件相关技术发展综述及思量1工业软怫论1.1 工业软件的内涵两化融合的目标：将信息技术与工业过程密切结合起来，以实现产品设计数字化、过 程控制自动化、企业管理信息化、装备功能智能化；工业软件是信息化与工业化的融合 剂两化融合是以工业软件的应用来支撑的。工业软件，顾名思义就是利用信息技术手段将工业过程的控制逻辑、管理流程代码化，从 而驱动装备或者管理业务按照既定的逻辑自动高效的运行,以实现预定的功能。可以细分 为：面向企业经营的管理软件、面向创造过程的自动化控制软件和面向装置级的嵌入式软件。工业软件不同于普通的通用计算机系统软件或者基础软件,有其自身的功能需求和行业 特征；强调发展工业软件是
2、从两化融合的需求出发,充分认识这种具有特殊功能的工业 软件的重要性。没有工业软件就不可能在工业化的硬优势基础上形成信息化的软优势，也 就没有两化融合。惟独通过工业软件，才干使机械化、电气化、自动化等传统意义上的工 业化向数字化、智能化、网络化等信息化意义下的工业化转变。企业的信息化建设过程要根据业务流程需求，以及企业所处的发展阶段，来配置恰当、适 用的工业软件，而不能受软件供应商的商业策略摆布。同时,IT与业务的融合，也不仅仅是设 定一个技术目标按照需求购买一款软件、搭建一个网络、构建一个系统就可以了。它需要 针对企业发展的战略目标，在业务流程再造和优化的基础上按照工程需要配置各种工业软件 及
3、其他要素，如数字化设计、分析、创造、管理等软件，集成框架软件,面向特定领域的专业 化软件，数据、知识、流程、标准、规范等。1.2 工业软怫式动读取信息；第二个是传感网体系，这里面的主要技术是传感器技术和近距离通信技术；第 三个体系是M2M技术,M2M是重在强调广域网络传输的技术。此外，半导体、嵌入式等作 为支撑技术，在每一个体系中都有所涉及。在物联网发展应用中的关键软件技术嵌入式智能技术是将无感知物体转变为智能物体的关键技术,该特性使物体具备根 据外部环境变化进行反应的能力。嵌入式智能技术的特点是将硬件和软件相结合，利用了嵌 入式微处理器的低功耗、体积小、集成度高,以及嵌入式软件的高效率、高可
4、靠性等优点，综 合人工智能技术，推动物联网中智能环境的实现。嵌入式系统涵盖嵌入式硬件和软件两大部 分，硬件由嵌入式处理器、存储器与外围设备、现场总线组成，软件包括操作系统、文件系 统、图形用户接口等。物联网软件系统和智能算法是物联网计算环境的心脏和神经 是物联网生态系统的 重要组成部份，是确保物联网在多应用领域安全可靠运行的神经中枢和运行中心。在软件系 统方面，主要涉及物联网环境下处理海量感知信息的软件系统分层结构设计、体系结构组 成、各子系统的相互作用、可重构方法和技术，以及软件平台需求管理、并行开辟与测试管 理等。在算法方面,主要涉及物联网感知复琐事件语义模型建模算法、传感器节点感知跟 踪
5、、行为建模及感知交互算法，以及资源控制、优化、调度算法。3我国物联网发展战略的误区这些误区和困境具体表现在以下几个方面：首先,我们对物联网的认识仍然是混乱不清的。由于仍然处于发展初期，我们对物联网的 认识仍然存在着不少不统一的地方，概念炒作的成份较多。我们对物联网的表述有好几个概 念，如传感网、智慧地球等。特别是，在不少的表述中,有人将物联网与互联网对立，认为它们 是两个彻底不同的东西。例如,IBM的中国高层就认为，智慧地球=物联网+互联网。实际上, 物联网是一个比当前的互联网更为复杂、包含的范围更为广泛的人与人、人与物、物与物 的网络综合体，对网络传输提出了更高的要求，因此我们可以认为，物联
6、网应该是一个扩展 版、升级版的互联网。其次,我们仅仅是从技术、产业角度去认识和理解物联网。从相关部门的部署和各地方 政府的动作来看,我们主要是从传感、感应技术去对待物联网,希翼在一些硬件创造的标准 化、生产成本等方面率先取得国际优势。为此，通过成立产业创造联盟、设立相关工业园区 及其标准化工作组等形式入手，加强物联网建设。其实，硬件创造只是物联网发展的前端，而 后端的数据传输、信息处理与业务系统管理等则是整个物联网长链的高端、核心部份，而这 些恰恰是我国的弱项和劣势所在,是我们应该着力加以突破的地方。实际上，如果我们真正要 转变增长方式，就应该突破这种一味固守创造领域和成本低廉优势的习惯。第三
7、，当前我国的软件产业政策严重滞后,不利于物联网的深入发展。其具体表现就是, 我国的技术和产业层面缺乏对云计算对于物联网发展的重要性的应有重视。云计算是个非 常特殊的领域，既可以作为软件信息服务产业而单独发展,也是未来物联网充分发展的重要环 节。如果我们在云计算领域不取得控制权，那末未来的物联网还要像从前的互联网一样，继续 受到他人的制约。然而，这些年以来，我国软件信息服务业向来在强调动漫产业基地建设，过于重视承接来 自日本、美国的软件外包业务，在软件核心技术领域几乎没有多少作为。地方软件产业发展 的基本出发点就是增加本地的GDP及税收，从而导致国内软件企业和软件产业在发展核心技 术方面不思进取
8、，甘为他人做嫁衣,整个社会对哺育具有自主知识产权的系统软件、数据库管 理软件和重要的应用软件等采取漠视态度。可以想见,如果仍然照目前这种布局发展下去，我 国的物联网注定难逃失败的结局。第四，物联网游离于信息化发展战略之外。自从原来的国务院信息化工作办公室撤销以 后,信息化发展战略便从人们的视野中消失了，因此当人们谈论物联网的时候,就再也没有将 其与信息化联系起来。其实，如果我们将物联网看做是升级版的互联网的话，我们就会发现, 发展物联网,我们要做的工作太多！ 一方面，我们必须回过头去，继续审视我们在信息化建设 方面的缺失和不足；另一方面我们又必须迎头赶上，加强统筹，重修我们的信息化发展战略,
9、进一步克服重复建设、信息孤岛等弊端。实际上，与传统的互联网相比，物联网能够将信息化和工业化更加密切地结合起来，让两 化融合找到了实际的抓手和工具。毫无疑问,回归信息化才是物联网发展的正确选择。结语第八届中国国际软件和信息服务交易会发布的2022中国软件创新报告指出,软件行 业作为经济发展的先导产业，在经济复苏之初，又面临新的机遇和挑战，物联网、三网融合、 云计算、3G等将成为我国软件行业新的增长点。截至20XX5月，软件企业中，涉及物联网业 务的公司数量占总数量的13%0相信工业软件企业能在这次的机遇和挑战面前不断提高自己占领一席之地。就目前来看,国内的软件公司大致可以分为三类：第一类是从创造
10、业脱胎出来的软件公司，如宝钢的宝信、一汽的启明、中石化的石化盈科；第二类是生产通用软件的公司，如金 蝶、用友600588行情，股吧，信息化等;第三类是从院校研究所走出来的软件公司，如东 软、浙大网新、浙大中控等。三类企业各有特点：第一类软件企业有着行业的专业背景、多年积累的行业服务经验 和先进的IT技术，但因依附于母公司所以存在诸多限制，市场化发展相对缓慢。如何平衡母公 司与市场环境双重影响，消除可能作为母公司竞争对手的用户的疑虑，是其考虑的重点，市场 营销能力薄弱和靠山的负面影响是此类企业必须弥补的两个短板。第二类有着巨大的 市场发展空间，但不具备行业优势，如何专注于某一行业,满足用户的个性
11、化需求是其发展的 重点。而对于第三类企业,在基础研究方面更具有优势，具有自主知识产权的产品相对更多。 但是，如何将科研成果成功转化为技术成果，满足行业需求则是其需要考虑的重点。1.3 工业软件的开辟工业软件：即为工业+软件,工业是指需求，软件是指产品。工业软件的开辟需要大力创新，因要求对行业更为贴近，工业软件产品的开辟也将与其他 类型的软件产品不同。究竟应该如何开辟？这其实涉及两个方面：一个是开辟过程的特殊 性,一个是人材培养的特殊性。从宏观着眼需要熟悉行业知识的专家与软件开辟人员的密切配合,仅仅依靠软件人员是 编写不出工业软件的；应用需求不是现成的，它会以各种形式随时体现出来，如：透过口述、
12、 会议记录、文件传递、技术交流、或者用户日常繁杂的管理流程等，开辟软件有时候会需要 从极有限的信息中,找出打造系统的线索；所以在工业软件的开辟中,从市场和工程实践中 发掘企业需求的能力至关重要，要懂得行业，要能够用行业的语言与工业专家对话，并从对话 中提炼需求。从微观着眼，则要求企业在产品开辟之前进行调研，了解工业企业用户在应用上关注的焦 点，提高开辟的可靠性，满足企业信息化的要求。为了保证工业软件产品的可靠性，在技术线 路上要特殊关注前期的应用调研和后期的工程评价。1.4 国内工业软件的市场在积极的推动因素下，我国的工业设计软件业迎来了极大市场空间，在汽车、工程机械、 航空/航天、电子、家电
13、、国防军工、装备行业等行业都有广泛的应用。以汽车电子行业为 例，据国家统计局统计,20XX我国汽车需求将达600万辆,这将为CAD等设计软件带来近 3000亿元的市场。而管理类软件，如产品全生命周期管理软件PLM也日益受到重视,以每年 500万套设计软件的使用量来估算，未来将成就500亿元的大市场，我国的民族工业设计软件 企业也迎来发展的黄金期。凭借着可以替代国外软件的性能和相对低廉的价格,国产工业软件已成功杀出重围，开 始与海外著名软件品牌分庭抗礼，并浮现了像北京数码慷慨科技 CAXA 这样业界率先的、 具备自主知识产权的优秀工业设计软件企业。中国的市场长期以来国外软件居垄断地位Autode
14、sk、 UGS、 PTC和达索四巨头占领了 70%以上的市场份额,惟独国产软件一枝独秀进入第一梯队销售额占据6%的市场份额，使用率高达42%机械工业信息研究院CAD/CAM杂志调查数据，打破了国 外软件多年的垄断局面。另据20XX中国软件行业协会的调查报告显示：中国PLM市场占 有率CAXA已经成为国产品牌第一,仅次于Autodesk等国际厂商。目前CAXA的软件已经成 功应用于XX鼓风机、东风股分、中国二重、中石油、北方奔驰、XX航空、格力、新飞电 器和松下等知名企业，在装备、汽车、国防军工及电子电器等行业拥有25000家大中型企业 用户。总体而言，在CAD领域，以CAXA、皓辰和中望为代表
15、的一批国产软件，逐渐打破了 AutoCAD 一家独大的局面,平衡了软件市场价格，使中国企业真正得到了实惠。CAXA公司总裁雷毅表示，中国工业发展必然会带动国产工业软件的发展。首先是需求 牵引，中国从创造大国正在转向创造强国,工业也将成为整体上的工业强国。中国在家电、电 子装备、造船等工业领域正在浮现世界级公司,包括最近浮现一系列的公司并购案，中国公司 把自己的腿伸出去走国际化道路，并购国外的工业企业。其次是技术变革，会带来整个产业的 重新变动。我们看到最近互联网的应用而且是广泛的应用,SaaS的广泛应用，包括SOA、云 计算的浮现，终端设备正在向互联网模式转变，控制系统的进步,导致技术上浮现了
16、过去没有 听到、看到、用到的不少技术，在需求的强大牵引下,在技术变革下，中国工业软件势必迎来 新的机会和春天。但我们也应看到，软件行业虽然有望成为增长最快的支柱性行业，但离行业用户的需求仍 有比较大的距离。软件技术上我们已经走的比较快,但软件服务能力还需要加强，国产软件 本身产业规模也需要进行加强。陈英副司长指出。1.5 应用是促进工业软件提升之本提升企业信息化程度以促进两化融合是工业软件的使命，信息化不是点缀,而是加强企业 软实力的重要手段之一。真正的信息化不是企业建立了网络系统、上了 ERP,或者实现了网 上办公，而是渗透到企业生产过程和工程建设的各个环节,要从产品设计到市场销售、从计 划
17、管理到物流控制、从降低成本到节能减排等各个方面，都能体现信息化建设的效果。宝钢信息化建设之所以走在同行前列,归结于信息化建设与工程建设同步发展的指导思 想。企业信息化系统应该集控制、运行、计划、管理与优化为一体，确保充分发挥先进装备 和工艺的设计能力，同时提升企业在竞争环境下的快速响应和应对能力,从而使企业综合绩效 指标达到国际率先水平。工业软件的开辟也有一个不断完善的过程，而检验工业软件的最有效办法是工业企业的 应用实践。一个问题的两个方面：传统工业企业要真正故意愿通过工业软件等信息技术的应用提 升竞争力；工业软件的提供商要珍惜用户提供的应用实践的珍贵机会,说到底是一个服务的 问题。因此，工
18、业软件企业与传统工业企业的良性互动是双赢的关键。2具体的软件应用2.1 工业市场成为物联网重要应用领域从技术上理解，物联网是指物体通过智能感应装置，经过传输网络,到达指定的信息处理 中心，最终实现物与物、人与物之间的自动化信息交互与处理的智能网络；从物理上理解片巴 传感器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建造、供水系统、油气管道等各种 物体中，然后将物联网与现有的互联网整合起来,实现人类社会与物理系统的整合。很显然, 工业已经成为物联网应用的重要领域。2.2 面向企业经营的管理软件管理软件技术的不少新概念，新技术发展很快。管理软件在不断发展之中,中国的企业只 要有条件的多采用管理软件，
19、固然规模、水平差距很大。管理软件进入的门坎不高，国内都会 做但是要做好、做大很不容易,大型管理软件市场多数是国外几家大公司，像SAP、甲骨文。 用好管理软件跟中国的文化背景更加密切，所以国内软件厂商可以提供更加好的，性价比好的 服务,所以中国管理软件前景看好，在未来十年之中，新的管理模式新的管理思想是有很好的 前景。管理软件的核心数据库这个差距还是很大的，现在国家专项在做，要把数据库做好，从数 据库到数据库可能是要在世界上跟别人并起并坐不容易，但是把数据库和管理软件捆绑在一 块会比较好。目前,用友与IBM携手打造云计算合作实验室，将给云计算领域带来一股强心剂。王文京 指出：用友与IBM的合作将
20、在未来引领中国管理软件走进一个全新的云服务时代。2.3 面向创造过程的自动化控制软件作为物联网的原形，已经发展不少年了，最主要的应用领域就是在工业自动化控制领域。 比如，一个做集成电路芯片的企业,在流水线上面，特殊是芯片的封装，包括里面一些加工的过 程渚B是要求高纯净度，空间里面不能有杂质、灰尘这样,甚至于不可以进人。这个生产过程 靠工业机械人，整个的过程都是自动可控制的。依靠的就是传感器，网络启动控制的软件系 统,智能化的设备，这个领域在一个局域范围内物与物的网络,实际上是物联网第一代雏形，这 不是物与物的互联网，而是物与物局域网络。在控制设备和系统里面有大量的软件，包括数控、集散系统、生产
21、总线等等。对生产线 过程控制优化是信息化重要内容，数控系统是关键技术之一，可以说代表装备创造业水平。对流程工业来说，对钢铁、冶金、化工等设备控制，国内自动化系统已经为中小企业开始 以及大小企业提供装置，这个前景还是不错的。现在不少人开辟的算法,可以为我们软件企业 的相应软件核心技术、不少算法提供支持。现在总线控制系统得到工业广泛应用,这里面有硬件，也有软件，核心芯片还有差距，但现 在已经有相当多的单位开始做的，而且有越来越多的成功案例。2.4 面向装置级的嵌入式软件我们产品将信息技术与传统工业密切结合，使机械化、电器化装备具有自动化、数字 化、网络化、自动化的特征，嵌入式的东西包括处理器，硬件
22、平台，也包括软件平台，包括操作 系统支撑软件，这个形式嵌入到产品之中。在挪移通信，消费电子，汽车电子，工业控制,交通管 理控制等方面有不少企业做软件，做硬件。嵌入式系统在未来的五到十年甚至更长期是一 个大的市场。根据赛迪顾问的估计,20XX全球嵌入式系统是4000多亿美元,这个增速达到 17.5%,从国内来讲芯片差距还是很大的,但是有发展。可以在工业控制、总线上推广我们自 己嵌入式芯片。在未来五年到十年之中,中国在嵌入式系统方面都会有比较好的发展和前嵌入式软件在我们国家广泛的开辟应用,由于嵌入式系统必须密切结合应用，嵌入式软件 研发形势比较好，因为不可能由一个公司垄断。目前中国产业规模超过10
23、00亿人民币，到 20XX有望达到4650亿人民币。可以看到20XX到20XX有这样大的规模，这对软件来说有 很大的吸引。由于嵌入式系统不可能有少数几个大企业垄断，因为这涉及到众多领域知识必 须要跟应用结合，即使是一个小企业，吃透了某个特定行业的特定应用，用好嵌入式技术也同 样有发展。我们将来在工业软件，应用软件发展方面，这是非常有前景的一个方面。嵌入式系统的联网成为必然趋势，已经成为当今物联网的基础和核心。未来的嵌入式设 备为了适应网络互联的要求，必然要求硬件上提供各种网络通信接口。传统的单片机对于网 络支持不足,而新一代的嵌入式处理器已经开始内嵌网络接口，除了支持TCP / IP协议,还有
24、的 支持正EE1394、USB、CAN、Bluetooth. RFID或者IrDA通信接口中的一种或者几种，同时 也需要提供相应的通信组网协议软件和物理层驱动软件。软件方面,系统内核支持网络模 块以实现嵌入式设备随时随地以各种方式联入互联网。2.5 在物联网发展中的关键软件技术物联网三大技术体系根据功能，物联网技术可以分为三类：感知技术通过多种传感器、RFID、二维码、定 位、地理识别系统、多媒体信息等数据采集技术，实现外部世界信息的感知和识别；网络技 术通过广泛的互联功能，实现感知信息高可靠性、高安全性进行传送，包括各种有线和无线传 输技术、交换技术、组网技术、网关技术等；应用技术通过应用中间件提供跨行业、跨应 用、跨系统之间的信息协同及共享和互通的功能，包括数据存储、并行计算、数据挖掘、平 台服务、信息呈现、服务体系架构、软件和算法技术等。在这些技术中，目前存在着三个比较重要的体系，第一个是RFID体系，除了 RFID技术外还包括条码和二维码等，这个体系的技术主要用来识别物体,不能对物体进行控制，普通需要手