在生產(chǎn)設(shè)備層面恭金，通過(guò)嵌入不同的傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)感知鸽拱。通過(guò)寬帶網(wǎng)絡(luò)竖习，通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行精確控制；在生產(chǎn)管理層面衣右，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)锁孟、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)茁瘦、寬帶網(wǎng)絡(luò)品抽、工業(yè)軟件、管理軟件等一系列技術(shù)構(gòu)成服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)甜熔，實(shí)現(xiàn)物理設(shè)備的信息感知圆恤、網(wǎng)絡(luò)通信、精確控制和遠(yuǎn)程協(xié)作纺非。

工業(yè)軟件，是指專(zhuān)門(mén)為工業(yè)領(lǐng)域所使用的軟件赘方，大致可以分為兩類(lèi)：

一類(lèi)是植入到硬件產(chǎn)品或生產(chǎn)設(shè)備之中的嵌入式軟件烧颖，它可以細(xì)分為操作系統(tǒng)、嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)和開(kāi)發(fā)工具、應(yīng)用軟件等炕淮，他們被植入硬件產(chǎn)品或生產(chǎn)設(shè)備的嵌入式系統(tǒng)之中拆火，達(dá)到自動(dòng)化、智能化的控制涂圆、監(jiān)測(cè)叶奈、管理各種設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行的目的，對(duì)應(yīng)工業(yè)4.0中生產(chǎn)設(shè)備中的應(yīng)用还纤。

另一類(lèi)則是對(duì)生產(chǎn)制造進(jìn)行業(yè)務(wù)管理的尸惭，各種工業(yè)領(lǐng)域?qū)Ｓ玫墓こ誊浖＠绮毫冢a(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)（PLM）男磅，從產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)苞惰、產(chǎn)品生產(chǎn)蜂澄、流通等各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)產(chǎn)品全生命周期進(jìn)行管理；各種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）咕诊、輔助制造（CAM）墨攻、輔助分析（CAE）、輔助工藝（CAPP）焚卖、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）等實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和管理過(guò)程的智能化汹魁、網(wǎng)絡(luò)化管理和控制，對(duì)應(yīng)工業(yè)4．0中生產(chǎn)管理中的應(yīng)用翠霍。

所以說(shuō)锭吨，工業(yè)4．0將工業(yè)軟件提升到了前所未有的高度。工業(yè)4．0將各種工業(yè)軟件充斥到制造流程之中寒匙，從供應(yīng)鏈管理零如、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理锄弱、企業(yè)管理等四個(gè)維度考蕾，提升“物理世界”中的工廠／車(chē)間的生產(chǎn)效率，優(yōu)化生產(chǎn)工程会宪。工業(yè)4．0中囊括了PDM（生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理）肖卧、SCM（產(chǎn)業(yè)鏈管理）、PLM（產(chǎn)品生命周期管理）掸鹅、CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）等軟件系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)塞帐，能夠?qū)⒎稚⒌母鞣N信息匯總分析，從而解決產(chǎn)品生命周期的不斷縮短巍沙、物流交貨周期的不斷加快以及客戶(hù)定制要求的多樣化的問(wèn)題葵姥，為制造工藝帶來(lái)決定性的影響荷鼠。

如果從任意一個(gè)緯度來(lái)看工業(yè)4．0，都有可能是完全不同的結(jié)果献舍。但是逛指，無(wú)論從哪個(gè)緯度，信息處理的關(guān)鍵點(diǎn)“信息”與物理現(xiàn)象的關(guān)鍵點(diǎn)“網(wǎng)絡(luò)”之間的連接處都是“工廠／車(chē)間”苟及。因此骤转，“信息物理系統(tǒng)”作為實(shí)體的操作設(shè)備，其作用是對(duì)于任何緯度的定位都是對(duì)等的夷钥，其接續(xù)性是特定的前提锚蛀。

同時(shí)，工業(yè)4．0時(shí)代迈竖，每一個(gè)產(chǎn)品將承載其整個(gè)供應(yīng)鏈和生命周期中所需的各種信息廊畔，實(shí)現(xiàn)追蹤溯源。每一個(gè)生產(chǎn)設(shè)備將由整個(gè)生產(chǎn)價(jià)值鏈所繼承脖煮，實(shí)現(xiàn)自律組織生產(chǎn)贬奢。智能工廠靈活決定生產(chǎn)過(guò)程，不同的生產(chǎn)設(shè)備既能夠協(xié)作生產(chǎn)蜀骗，又可以各自快速地對(duì)外部變化做出反應(yīng)……歸根到底悦追，這些都是軟件技術(shù)應(yīng)用的結(jié)果。

可以說(shuō)限寞，工業(yè)軟件技術(shù)支撐了絕大部分的生產(chǎn)制造過(guò)程忍啸。全球正在出現(xiàn)以信息網(wǎng)絡(luò)、智能制造為代表的新一輪技術(shù)創(chuàng)新浪潮履植。而在這一浪潮中计雌，傳統(tǒng)的行業(yè)界限將消失，并會(huì)產(chǎn)生各種新的領(lǐng)域和業(yè)態(tài)玫霎。創(chuàng)造新價(jià)值的過(guò)程也因軟件系統(tǒng)而發(fā)生改變凿滤，產(chǎn)業(yè)鏈分工將被重組。這個(gè)新型的產(chǎn)業(yè)鏈將使制造業(yè)不再僅僅是硬件制造的概念庶近，而將更多地融入軟件技術(shù)翁脆、自動(dòng)化技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)與新的服務(wù)模式鼻种。

從第一次工業(yè)革命到第三次工業(yè)革命反番，機(jī)器也經(jīng)歷了從“零件定義機(jī)器”到“軟件定義機(jī)器”的過(guò)程。

從機(jī)器本身的定義來(lái)看叉钥，它是是由各種金屬和非金屬部件組裝成的裝置罢缸，消耗能源，可以運(yùn)轉(zhuǎn)和做功码累。最初只有帶有動(dòng)力的工具譬椰、讓零部件運(yùn)動(dòng)起來(lái)的才能歸類(lèi)為機(jī)器绳练，而電子的出現(xiàn)改變了機(jī)器定義，沒(méi)有零部件運(yùn)動(dòng)的設(shè)備也可以被認(rèn)為是機(jī)器虑庇。機(jī)器零部件，從百年前的鋼鐵或金屬零件偶屯，逐漸變成了電氣控制元器件光丢，再變成了模擬電子元器件，再變成數(shù)字電子元器件（如芯片）冶习，最后變成了由軟件來(lái)執(zhí)行部分機(jī)器功能的裝置镰掐。

現(xiàn)代機(jī)器已經(jīng)脫胎換骨，包含各種新型“零部件”琐幔，而軟件就是嵌入在金屬之中的“思想者”炸诚、“統(tǒng)治者”與“定義者”。我們今天所討論的主題为稽，就聚焦在工業(yè)軟件碗屏。 工業(yè)軟件是在工業(yè)領(lǐng)域里應(yīng)用的各種軟件，可以分為機(jī)械自動(dòng)化疑苔、生產(chǎn)自動(dòng)化甫匹、企業(yè)管理信息化等不同的大門(mén)類(lèi)，也可以按用途分為CAX惦费、ERP兵迅、PLM、MES薪贫、OA恍箭、EB、MRO等瞧省。作為新形態(tài)的零部件扯夭，工業(yè)軟件發(fā)揮了關(guān)鍵作用，在由計(jì)算機(jī)變形發(fā)展出來(lái)的各種工控編程器臀突、工業(yè)計(jì)算機(jī)勉抓、嵌入式設(shè)備、各種測(cè)試儀器候学、醫(yī)療儀器藕筋、電視、廣播呕摹、娛樂(lè)設(shè)備蒂抒，以及以及手機(jī)、平板電腦二搀、可穿戴設(shè)備先兆、VR／AR等各種智能硬件中肢箕，軟件“體量”從幾十行代碼到幾十萬(wàn)行代碼不等，如果沒(méi)有軟件支撐爵例，上述設(shè)備已經(jīng)無(wú)法運(yùn)行牲支。

智能系統(tǒng)的五個(gè)典型特征，可以提煉為狀態(tài)感知豌淹、實(shí)時(shí)分析窥血、自主決策、精準(zhǔn)執(zhí)行措坐、學(xué)習(xí)提升牢辣。

狀態(tài)感知是能準(zhǔn)確感知系統(tǒng)外部工況，如市場(chǎng)拣播、客戶(hù)晾咪、輸入的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)；

實(shí)時(shí)分析是對(duì)獲取的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速贮配、準(zhǔn)確的推理與分析谍倦；

自主決策是根據(jù)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，按照設(shè)定的規(guī)則泪勒，自主做出選擇和判斷剂跟；

精準(zhǔn)執(zhí)行是對(duì)外部需求、企業(yè)運(yùn)行狀態(tài)酣藻、研發(fā)或生產(chǎn)等做出快速應(yīng)對(duì)曹洽；

學(xué)習(xí)提升是在系統(tǒng)運(yùn)行和反復(fù)執(zhí)行的過(guò)程中，不斷通過(guò)深度學(xué)習(xí)而提升系統(tǒng)智能辽剧。

對(duì)于基于科學(xué)效應(yīng)而構(gòu)成的初級(jí)智能系統(tǒng)送淆，只需要具備狀態(tài)感知→自主決策→即刻執(zhí)行的能力∨陆危基于計(jì)算內(nèi)核而構(gòu)成的恒定智能系統(tǒng)偷崩，需要做到狀態(tài)感知→實(shí)時(shí)分析→自主決策→精準(zhǔn)執(zhí)行。而基于人工智能而構(gòu)成開(kāi)放智能系統(tǒng)撞羽，除了狀態(tài)感知→實(shí)時(shí)分析→自主決策→精準(zhǔn)執(zhí)行之外欣挠，還要能做到不斷地學(xué)習(xí)提升，像alphaGO一樣蚀攘。

各種機(jī)器怕枣、設(shè)備、產(chǎn)品或管理系統(tǒng)都是人造系統(tǒng)嘴略，實(shí)踐表明庸既，人造系統(tǒng)正在不斷走向智能化。人造系統(tǒng)走向智能化有三個(gè)基本路徑：

第一，數(shù)字化一切可以數(shù)字化的事物技熊∏忝В基本做法是在物理設(shè)備中嵌入數(shù)字化計(jì)算內(nèi)核。從研發(fā)手段望吧、管理手段板刑、服務(wù)手段等環(huán)節(jié)的數(shù)字化，發(fā)展到產(chǎn)品俊炒、設(shè)備本身的數(shù)字化菌劲。各種芯片、傳感器子姜、智能微塵等都形成數(shù)字化計(jì)算內(nèi)核（嵌入式系統(tǒng)），把各種芯片楼入、傳感器哥捕、智能微塵等嵌入式系統(tǒng)，嵌入到設(shè)備嘉熊、產(chǎn)品或管理系統(tǒng)中遥赚。

第二，網(wǎng)聯(lián)一切可以聯(lián)接的事物阐肤≠旆穑基本做法是把不同要素以網(wǎng)絡(luò)形式聯(lián)接起來(lái)。首先是物質(zhì)（機(jī)械孕惜，如螺栓愧薛、導(dǎo)線(xiàn)）聯(lián)接，其次是能量（物理場(chǎng)衫画，如傳感器毫炉、WiFi）聯(lián)接，然后是信息（數(shù)字树季，如比特）聯(lián)接垄套，最終是意識(shí)（生物場(chǎng)，如意識(shí)）聯(lián)接令叉。在聯(lián)接范圍上沦浆，要從局部的、階段性的信息集成溜帐，發(fā)展到全企業(yè)将盾、全產(chǎn)品生命周期的信息集成。從企業(yè)內(nèi)部的信息（集成）聯(lián)接勃核，發(fā)展到與外部供應(yīng)商键羡、合作伙伴、客戶(hù)等的信息聯(lián)接。從軟件和數(shù)據(jù)之間的（集成）聯(lián)接慰奉，發(fā)展到與物理設(shè)備之間的聯(lián)接销泽，讓其變身成為可以入網(wǎng)的“終端”。最終發(fā)展到人证森、機(jī)辰令、物的全面聯(lián)接。

第三节值，加速知識(shí)流動(dòng)徙硅，形成知識(shí)泛在「懔疲基本做法是把人的思維過(guò)程與思考結(jié)果沉淀成為知識(shí)和算法嗓蘑，知識(shí)和算法嵌入芯片，芯片嵌入硬件（嵌入式系統(tǒng)）匿乃，硬件嵌入物理設(shè)備桩皿。萬(wàn)物互聯(lián)，是形成智能的基礎(chǔ)與前提幢炸。最終形成智能的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)的有序泄隔、自由的流動(dòng)。數(shù)據(jù)承載了信息宛徊，信息承載了知識(shí)佛嬉，知識(shí)觸發(fā)和形成了智能。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)無(wú)處不在闸天、知識(shí)在任何場(chǎng)景下以數(shù)字化形式調(diào)用（知識(shí)泛在）式暖呕，則可以形成：用盡可能多的數(shù)據(jù)流動(dòng)與盡可能少的成本物耗來(lái)滿(mǎn)足個(gè)性化定制的需求。智能制造的實(shí)質(zhì)侧碍，就是快速的闹、高質(zhì)量、低成本的大批量定制尤乎。

軟件讓知識(shí)載體和思考載體發(fā)生了改變翼养，幾只小小的芯片，就可以運(yùn)行和存儲(chǔ)百萬(wàn)行的軟件代碼波寓。軟件成為了知識(shí)的最佳載體缘嗦，把原本需要人思考的過(guò)程和使用的知識(shí)／數(shù)據(jù)等都錄入了計(jì)算機(jī)，按照人的思路和意志來(lái)進(jìn)行處理报逛，由此而最大限度地存儲(chǔ)和延伸了人類(lèi)的知識(shí)與智能烦草。

軟件也重構(gòu)了知識(shí)，形成知識(shí)泛在任疤，軟件本身就是人類(lèi)知識(shí)的數(shù)字化結(jié)果幽摔，軟件中所有的語(yǔ)句、函數(shù)、算法刮便，所有的數(shù)據(jù)的輸入與輸入的時(shí)間與地點(diǎn)的選擇空猜，都是人腦思維過(guò)程中經(jīng)常使用到的各種知識(shí)的顯性表達(dá)。軟件實(shí)際上已經(jīng)對(duì)其所承載的知識(shí)恨旱，在使用過(guò)程中辈毯，進(jìn)行了全方位的重構(gòu)。重構(gòu)后的新形態(tài)知識(shí)搜贤，可以藉由互聯(lián)網(wǎng)而跨越時(shí)空來(lái)傳播使用谆沃，并且由此而極大地增值。例如仪芒，一組產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)唁影，可能是網(wǎng)絡(luò)上不同地方的多個(gè)團(tuán)隊(duì)／多個(gè)人協(xié)同生成，又被其他地方的多個(gè)團(tuán)隊(duì)／多個(gè)人優(yōu)化和修改掂名，然后發(fā)送到多個(gè)工廠去生產(chǎn)据沈，或者發(fā)送給某個(gè)工作坊去做3D打印。

軟件是一種以模仿為目的铆隘、很容易進(jìn)行分布式部署并且很容易復(fù)制其工作模式的工具。今天計(jì)算機(jī)上所有的模仿南用、仿真與虛擬膀钠，都是軟件所致。在工業(yè)界末径，人們用軟件來(lái)模仿和增強(qiáng)人的行為方式與體驗(yàn)方式俺媳。在信息界，最早的模仿是模擬人腦的思考模式肉棕，由此而產(chǎn)生了人工智能驮桐。

軟件能為數(shù)據(jù)增值，任何小數(shù)據(jù)／工業(yè)大數(shù)據(jù)披腻，都依賴(lài)軟件發(fā)揮作用寝丹。數(shù)據(jù)本身既是軟件中的一部分，也是輸入與輸出唱撩。因?yàn)檐浖绫ぃ瑪?shù)據(jù)已經(jīng)成為企業(yè)的戰(zhàn)略資源，成為了為工業(yè)軟件賦能的新能量殃倒、新原料都璃。

軟件本身也是一個(gè)高速發(fā)展的領(lǐng)域，從個(gè)人軟件小程序時(shí)代梁泞，發(fā)展到軟件設(shè)計(jì)時(shí)代以舒，再發(fā)展今天的軟件工程時(shí)代，軟件自身在不斷進(jìn)化。其具有不限時(shí)空的可編輯性蔓钟，不可見(jiàn)（隱性）的特點(diǎn)永票，將工業(yè)文明積累的知識(shí)、最佳實(shí)踐奋刽、數(shù)學(xué)成果瓦侮、思維模式嵌入軟件，能讓軟件具有相對(duì)的權(quán)威性佣谐。圖示化的界面使得軟件具有良好的交互性肚吏，在許可的權(quán)限下，任意復(fù)制和部署狭魂。此外罚攀，軟件是一個(gè)“準(zhǔn)智能體”，正在智能化的過(guò)程中雌澄。

舉一個(gè)工業(yè)軟件關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)的例子斋泄。過(guò)去，飛機(jī)外形在風(fēng)洞試驗(yàn)的持續(xù)優(yōu)化過(guò)程中略雪，常常需要做一些小幅度的外形更改調(diào)整癌蚂，引發(fā)內(nèi)部所有有關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)件跟著改變。手工修改摩赎，非常麻煩在策。解決方案就是關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)：通過(guò)定義飛機(jī)設(shè)計(jì)總體參數(shù)及傳遞上下游和各專(zhuān)業(yè)之間接口關(guān)系的骨架模型，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)信息的有效傳遞和控制隘唁。飛機(jī)外形一變敌灰，引發(fā)骨架模型的相應(yīng)變更，設(shè)計(jì)軟件基于特定算法杏疑，可以自動(dòng)檢測(cè)到裝配關(guān)系上不匹配的零部件甥晦，并經(jīng)過(guò)分析計(jì)算之后，做出自適應(yīng)的更改参枯，自動(dòng)引導(dǎo)大約60％以上的相關(guān)結(jié)構(gòu)件的自動(dòng)變化敢亥，這就是一種典型的智能設(shè)計(jì)。

軟件也為機(jī)器設(shè)備增值辩溢，機(jī)器發(fā)展到今天惭舒，包括以智能硬件形式存在的機(jī)器，沒(méi)有軟件钞诡，就是啞設(shè)備郑现、笨設(shè)備，就無(wú)法工作荧降。機(jī)器的價(jià)值接箫，從衡量零部件的多少與精度攒读，發(fā)展到同時(shí)衡量電路的多少與靈敏度，再發(fā)展到衡量芯片的多少辛友，今天發(fā)展到衡量軟件代碼的多少與可靠度薄扁。同樣體積、重量的機(jī)器废累，已經(jīng)比過(guò)去多了千百倍的知識(shí)含量邓梅，大大提高了現(xiàn)代機(jī)器的價(jià)值。機(jī)器中軟件含量越高邑滨，機(jī)器的價(jià)值越高日缨，改動(dòng)幾行代碼，就可以改變機(jī)器的功能掖看。機(jī)器也在走向智能化的路途中匣距。

軟件還為管理過(guò)程增值，軟件將企業(yè)的管理制度馁捌、作業(yè)規(guī)范梗药、質(zhì)量細(xì)則都嵌入了軟件本身。比如質(zhì)量階段前移往蚕，極大地提高了產(chǎn)品質(zhì)量自凛，管理規(guī)范嚴(yán)格，極大地?cái)U(kuò)展了管理的廣度與深度纱栓。軟件使得管理模式上發(fā)生了根本性的變化费抚，從以人管人，變成了用軟件中的制度管人维愈。軟件管理了過(guò)去無(wú)法管理的很多企業(yè)行政事務(wù)伦朵。

當(dāng)然罢令，由于自身限制林狈，軟件也是優(yōu)缺點(diǎn)并存的。容易部署媒埃，也容易被復(fù)制菜碌；容易進(jìn)入，也容易被破解题山；容易編輯兰粉，也容易被感染；容易運(yùn)行顶瞳，也容易被干擾玖姑。開(kāi)發(fā)過(guò)程長(zhǎng)，屬于高智力工作（募集人才不易）慨菱，需要進(jìn)行測(cè)試焰络、維護(hù)戴甩、升級(jí)等。多數(shù)闪彼、多類(lèi)軟件的知識(shí)產(chǎn)權(quán)不掌握在中國(guó)企業(yè)甜孤。如果以發(fā)展演進(jìn)的觀點(diǎn)看待工業(yè)軟件，現(xiàn)在的工業(yè)軟件還相當(dāng)不智能畏腕，亟待轉(zhuǎn)型與升級(jí)缴川。工業(yè)軟件在技術(shù)模式與商業(yè)模式上并非是最先進(jìn)模式，軟件廠商應(yīng)該向智能服務(wù)供應(yīng)商轉(zhuǎn)型描馅。

最后把夸，可以說(shuō)無(wú)軟件，不智能艺扑。

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