一、工业软件及其演变趋势
工业软件一般指专门用于工业领域,能提高工业企业研发、制造、生产、服务与管理水平以及工业产品使用价值的软件与系统。工业软件不同于普通软件,是工业创新知识长期积累、沉淀并在应用中迭代的软件化产物,其核心是工业知识。
孙家广院士指出:新一轮工业革命正蓬勃兴起,“以机械为核心的工业”正在向“以软件为核心的工业”转变。工业软件是制造业数字化、网络化、智能化的基石,是新一轮工业革命的核心要素。
工业软件自诞生以来,推动机械化、电气化、自动化的生产装备向数字化、网络化、智能化发展,经过几十年的发展,工业软件也在不断变化。
目前,工业软件呈现以下主要发展趋势:
从软件形态角度,工业软件朝着微小型化发展,软件模块-->软件组件-->APP-->小程序-->微小应用。
从软件架构角度,大平台、小应用成为发展趋势。一方面,在工业软件微小型化发展的趋势下,软件架构朝着网络化、组件化、服务化发展,从面向服务的架构到基于微服务架构;另一方面基础工业软件朝着平台化发展,工业软件向一体化软件平台的体系演变,特别是基于技术层面的基础架构平台。工业互联网平台就某种意义上的工业软件平台。
从软件开发角度,工业软件的开发环境已从封闭、专用的平台走向开放和开源的平台;开发模式从专业集中开发走向群智化协同开发,向大规模群体协同、智力汇聚、持续演化的软件开发模式演进。
从软件使用角度,工业软件朝着云化发展,软件和信息资源部署在云端,使用者根据需要自主选择软件服务。
从工业知识角度,工业软件朝知识化发展,从通用工业知识到特定工业知识,从工业知识创造、加工、使用的分离到统一。
二、工业互联网具有显著的软件定义特征
工业软件是工业互联网的灵魂。工业互联网包括平台、网络、安全三大体系。
对于工业互联网平台,从边缘层看,生产过程控制、通信协议的兼容转换、数据采集、边缘计算等都离不开工业软件的支持;从IaaS层看,数据、存储、计算等资源的利用都由软件来实现,软件定义基础设施已成发展趋势;从PaaS层看,工业PaaS平台本身是开源软件二次开发而来,平台上的开发环境、开发工具是一套云化的软件,平台上的微服务将工业技术、原理、知识模块化、封装化、软件化,是一系列可调用的、组件化的软件;从应用层看,工业APP本身就是面向特定工业应用场景的软件程序,是一系列软件化、可移植、可复用的行业系统解决方案,与工业SaaS一起支撑了工业互联网平台智能化应用,是实现工业互联网平台价值的最终出口。
对于工业互联网网络,5G窄带互联网、软件定义网络、时间敏感网络等基础设施处处离不开软件这一重要使能技术,通过软件定义的方式对网络基础设施进行重塑与重构,赋予其新的能力和灵活性;标识解析体系的编码与存储、解析、异构互操作等功能均主要由软件来实现。
对于工业互联网安全,正是各种软件组成了工业互联网,工业软件的安全性很大程度影响了工业互联网的安全性;目前工业互联网安全的潜在攻击方式多是通过恶意软件进行攻击,工业互联网的安全技术体系和管理体系也是围绕工业软件构建。
三、工业互联网提供了工业软件发展的新机遇
工业互联网带来了知识沉淀、复用与重构。安筱鹏博士指出:工业互联网通过提高工业知识沉淀与复用水平构筑工业知识创造、传播和应用新体系。通过工业互联网,创新的主体可高效便捷地整合第三方资源、创新的载体变成可重复调用微服务和工业APP、创新方式变成基于工业互联网和工业APP的创新体系。而工业知识是工业软件的基础,高质量的工业知识将有助于工业软件的发展。
工业互联网带了新的软件研发方式。传统工业应用软件往往开发难度大、开发要求高,不能灵活地满足用户个性化需求。工业互联网中,一方面传统架构的工业软件拆解成独立的功能模块,解构成工业微服务;另一方面工业知识形成工业微服务。工业应用软件未来的开发和部署将可能以围绕工业互联网体系架构为主。工业互联网适应工业软件网络化、APP化、云化、知识化等发展趋势。
工业互联网带来了新的软件生态。工业互联网以统一的架构体系,实现了对生产现场的SCADA 系统、嵌入式工业软件,工厂级的 ERP、PLM、SCM、MES 等系统,云计算、大数据处理平台,以及面向协同化制造、个性化交互等应用需求的上层应用软件的集中管理、协调配合和统一展现,对底层物理设备管控、核心数据处理和上层应用服务提供等至关重要。工业软件未来的开发和部署围绕工业互联网平台体系架构,动员社会力量,吸引海量第三方开发者,基于软件众包社会化平台,通过工业互联网进行共建、共享和网络化运营,形成新型工业软件生态。
工业互联网带来了新的价值呈现平台。基于工业互联网,面向特定工业应用场景,激发全社会资源形成生态,推动工业技术、经验、知识和最佳实践的模型化、软件化和封装,形成海量工业APP;用户通过对工业 APP 的调用实现对特定资源的优化配置。工业APP通过工业互联网,进行共建、共享和网络化运营,支撑制造业智能研发、智能生产和智能服务,提升创新应用水平,提高资源的整合利用。
四、工业互联网与工业软件是相对独立的体系
工业互联网所承载、包含的工业软件并不能包含所有工业软件门类;工业APP以及云化的形式并不适用于所有工业软件(比如某些大型CAD、CAE软件等,对耦合的要求不同)。工业互联网与工业软件是相对独立的体系。
五、小结
一方面工业软件是工业互联网的灵魂,另一方面发展工业互联网为工业软件提供了新机遇,但两者是相对独立的体系。我们应高度重视工业互联网给我们带来的发展工业软件的契机,在大力建设和发展工业互联网的同时,把工业软件的短板补齐,把工业APP的培育推向高潮!也唯有把工业软件做好,才能实现工业互联网高质量发展,正如浙江中控的褚健老师近日所言:国内工业互联网发展当前最大的难点并非硬件,而在于软件的开发。