智能制造新理念：“软件定义制造”系列之四

4、  工业软件技术给制造业带来巨大功能

 工业软件让知识载体和思考载体发生了改变，几只小小的芯片，就可以运行和存储百万行的软件代码。软件成为了知识的最佳载体，把原本需要人思考的过程和使用的知识／数据等都录入了计算机，按照人的思路和意志来进行处理，由此而最大限度地存储和延伸了人类的知识与智能(图9)。

图9 存储和延伸了人类的知识与智能

工业软件也重构了知识，形成知识泛在，软件本身就是人类知识的数字化结果，软件中所有的语句、函数、算法，所有的数据的输入与输入的时间与地点的选择，都是人脑思维过程中经常使用到的各种知识的显性表达。软件实际上已经对其所承载的知识，在使用过程中，进行了全方位的重构。重构后的新形态知识，可以藉由互联网而跨越时空来传播使用，并且由此而极大地增值。例如，一组产品设计数据，可能是网络上不同地方的多个团队／多个人协同生成，又被其他地方的多个团队／多个人优化和修改，然后发送到多个工厂去生产，或者发送给某个工作坊去做3D打印。

工业软件是一种以模仿为目的、很容易进行分布式部署并且很容易复制其工作模式的工具。今天计算机上所有的模仿、仿真与虚拟，都是软件所致。在工业界，人们用软件来模仿和增强人的行为方式与体验方式。在信息界，最早的模仿是模拟人脑的思考模式，由此而产生了人工智能。

工业软件能为数据增值，任何小数据／工业大数据，都依赖软件发挥作用。数据本身既是软件中的一部分，也是输入与输出。因为软件，数据已经成为企业的战略资源，成为了为工业软件赋能的新能量、新原料。

工业软件本身也是一个高速发展的领域，从个人软件小程序时代，发展到软件设计时代，再发展到今天的软件工程时代，软件自身在不断进化。其具有不限时空的可编辑性，不可见（隐性）的特点，将工业文明积累的知识、最佳实践、数学成果、思维模式嵌入软件，能让软件具有相对的权威性。图示化的界面使得软件具有良好的交互性，在许可的权限下，任意复制和部署。此外，软件是一个“准智能体”，正在智能化的过程中。

举一个工业软件关联设计的例子。过去，飞机外形在风洞试验的持续优化过程中，常常需要做一些小幅度的外形更改调整，引发内部所有有关联的结构件跟着改变。手工修改，非常麻烦。解决方案就是关联设计：通过定义飞机设计总体参数及传递上下游和各专业之间接口关系的骨架模型，实现设计信息的有效传递和控制。飞机外形一变，引发骨架模型的相应变更，设计软件基于特定算法，可以自动检测到装配关系上不匹配的零部件，并经过分析计算之后，做出自适应的更改，自动引导大约60％以上的相关结构件的自动变化，这就是一种典型的智能设计。一种典型的智能设计的GIS电压互感器传递过电压试验仪如图10。

图10     GIS电压互感器传递过电压试验仪

工业软件也为机器设备增值，机器发展到今天，包括以智能硬件形式存在的机器，没有软件，就是哑设备、笨设备，就无法工作。机器的价值，从衡量零部件的多少与精度，发展到同时衡量电路的多少与灵敏度，再发展到衡量芯片的多少，今天发展到衡量软件代码的多少与可靠度。同样体积、重量的机器，已经比过去多了千百倍的知识含量，大大提高了现代机器的价值。机器中软件含量越高，机器的价值越高，改动几行代码，就可以改变机器的功能。机器也在走向智能化的路途中。

工业软件还为管理过程增值，软件将企业的管理制度、作业规范、质量细则都嵌入了软件本身。比如质量阶段前移，极大地提高了产品质量，管理规范严格，极大地扩展了管理的广度与深度。软件使得管理模式上发生了根本性的变化，从以人管人，变成了用软件中的制度管人。软件管理了过去无法管理的很多企业行政事务。

当然，由于自身限制，工业软件也是优缺点并存的。容易部署，也容易被复制；容易进入，也容易被破解；容易编辑，也容易被感染；容易运行，也容易被干扰。开发过程长，属于高智力工作（募集人才不易），需要进行测试、维护、升级等。多数、多类软件的知识产权不掌握在中国企业。如果以发展演进的观点看待工业软件，现在的工业软件还相当不智能，亟待转型与升级。工业软件在技术模式与商业模式上并非是最先进模式，软件厂商应该向智能服务供应商转型。