上周在深圳參加了一個極客社區(qū)的會議,有受了點(diǎn)讀書人和技術(shù)極客的熏陶,讓我這顆已經(jīng)干涸如“深冬老臘肉”的事業(yè)心,又增添了一味獨(dú)門香料。
說來慚愧,回到西安之后,一直在惡補(bǔ)機(jī)電系統(tǒng)建模和數(shù)學(xué)方面的基礎(chǔ)知識,仿佛是回到了十七年前上大三的時候,在2號樓空蕩蕩的階梯教室里生啃胡壽松的《自動控制原理》。我發(fā)自內(nèi)心的覺得,外語和數(shù)學(xué)是要往死里學(xué)的,前者是將人帶出偏狹的梯子,后者是幫人沖破膚淺的鉆頭。
在討論現(xiàn)代性的時候,掌握話語權(quán)的那波人往往有意無意地在淡化一個顯而易見的事實(shí):從文化意義上講,當(dāng)代這波人真正能談得上優(yōu)于古人的地方,在于由STEM學(xué)科調(diào)動起來的精氣神。其他的種種,相對于古人,不值一提。
市場工作的“一個中心”是“價值”,兩個基本點(diǎn)是“虛”與“實(shí)”。大而化之地講,價值源于利益增殖和利益維護(hù)。任何需求分析的第一步肯定是利益分析。看不清利益點(diǎn)的人根本就不可能分清楚“虛”與“實(shí)”的界限,就更別提“虛實(shí)相生”的高端操作了。
擋人財路,白頭如新;一起發(fā)財,傾蓋如故。說來容易,然而,若沒有一顆冷靜、清凈、沉靜、干凈的心,若認(rèn)識不到燦爛星空和道德法庭的煌煌天威,又怎么能真的在紛繁復(fù)雜的局面中,看清涉眾的利益所在呢?
多說無益,匆匆?guī)资d光陰而已,還是要走能夠凝練精氣神、調(diào)動精氣神的路徑。確實(shí)有很多東西可以寫,也確實(shí)很難著墨。仙緣深者親緣薄,靈秀聚處妖精多。志在刪述,不羨仙神。
書歸正傳,既然更新了,就要有點(diǎn)干貨。上半年用了一個周的時間,稍微梳理了一點(diǎn)國產(chǎn)工業(yè)軟件的陳年舊事。剛才整理電腦的時候看到了,于是就有了這篇推文。
第一個階段,從1956年到1986年,“自給自足”
這一時期非常明顯的體現(xiàn)了工業(yè)軟件作為服務(wù)業(yè)的本質(zhì)特征:工業(yè)部門遇到的技術(shù)問題,必須通過計算來解決;于是就開發(fā)程序,以充分利用計算機(jī)的算力。
在這一時期,與計算機(jī)的交互靠的是打孔紙帶,而算力也是很稀缺的,如果以今天的詞匯來形容,毫不夸張的說,所有的用戶都需要親自開發(fā)軟件,所有的軟件開發(fā)都是知識軟件化,所有的軟件都是工業(yè)軟件。
在美國,戰(zhàn)爭時期計算彈道以及破譯密碼等計算任務(wù)需要有非常高的計算效率,就推動了電子計算機(jī)的迅速發(fā)展;加工直升飛機(jī)螺旋槳葉片和超音速飛機(jī)翼盒等新型航空金屬結(jié)構(gòu)件的需求推動了數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,在數(shù)控技術(shù)發(fā)展中開發(fā)的數(shù)控編程技術(shù)跟計算幾何以及人機(jī)交互圖形顯示技術(shù)的結(jié)合催生了CAD技術(shù)。這一點(diǎn)一定要注意,我們現(xiàn)在看到的CAD軟件,這個技術(shù)路線是服務(wù)于加工制造的,并沒有涉及到狀態(tài)空間,更不能說覆蓋了“設(shè)計”的本質(zhì)。
在中國,“兩彈一星”等國防科研任務(wù)對計算機(jī)的需求直接催生并加速了國產(chǎn)計算機(jī)的研制和中科院計算所的誕生,而中科院計算所三室的馮康等人在解決劉家峽水電站建設(shè)中遇到的壩體計算問題時,獨(dú)立創(chuàng)立了“有限元計算方法”。1965年前后是中國CAD/CAM技術(shù)的起源。從六十年代中期開始研究CAD/CAM技術(shù)在造船、航空工程中的應(yīng)用。航空625所數(shù)模課題組大約從1965年開始從事飛機(jī)數(shù)模軟件的研制,發(fā)展為1994年1月通過鑒定的微機(jī)版CADS系統(tǒng)。船舶領(lǐng)域大約從1967年開始將計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于曲線曲面。
我將1986年定為這一階段的結(jié)束。因?yàn)槲覐囊环葙Y料上看到,到了1986年左右,我國大部分工業(yè)行業(yè)都已經(jīng)引進(jìn)了CAD工作站和圖形設(shè)備,軟件開發(fā)環(huán)境與技術(shù)水平已經(jīng)發(fā)生了根本性的變化。
第二個階段,從1979年春天到1990年底,現(xiàn)代cad/cae/cam設(shè)備引進(jìn)與技術(shù)學(xué)習(xí)階段
吳偉仁院士在國防科工局質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)化司任職時,撰寫“軍工制造數(shù)字化”的文章,指出我國的軍工制造業(yè)數(shù)字化“船舶工業(yè)早,航空工業(yè)好”。
1979年4月日,航空工業(yè)部代表團(tuán)出發(fā)考察美國飛機(jī)工廠的數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用狀況,考察了道格拉斯公司的CADD軟件、洛克希德公司的CADAM軟件以及其他多種軟件,對CAD技術(shù)在飛機(jī)生產(chǎn)中的應(yīng)用有了完整、深刻的認(rèn)識。
1983年2月,航空工業(yè)部先遣小組應(yīng)邀前往德國MBB公司軍用機(jī)分部洽談共同研制“飛機(jī)三維幾何設(shè)計、數(shù)控加工和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理”集成系統(tǒng)。此項(xiàng)目1984年正式實(shí)施,由625所牽頭,派出20人在MBB開發(fā)了4年時間,使用IBM主機(jī)、5080圖形終端、Fortran77和C語言研制了LOGICA復(fù)雜曲面設(shè)計系統(tǒng),完成了原定計劃這就是中德合作的CADEMAS計劃。
1985年4月,中國航空精密機(jī)械研究所與香港太古電訊電子公司在北京聯(lián)合舉辦第一屆“微機(jī)CAD技術(shù)交流會”,會議重點(diǎn)推介了IBMPC/XT的CAD系統(tǒng)。這一時期,IBM的圖形工作站被國內(nèi)各行業(yè)大量引進(jìn)。航空工業(yè)之前在國產(chǎn)計算機(jī)上開發(fā)的軟件(軟件化的工業(yè)技術(shù)),開始移植到更先進(jìn)的進(jìn)口計算機(jī)和圖形設(shè)備上。
1986年12月31日《洪都科技》報道,320廠研制的計算機(jī)輔助幾何設(shè)計/輔助制造(CAGD/CAM)小型系統(tǒng)軟件NCP33曲面加工系統(tǒng)在1984年通過部級成果鑒定,并被推廣到601所、611所、603所,在10號工程風(fēng)模制造中發(fā)揮作用。系統(tǒng)最初利用的是國產(chǎn)719電子計算機(jī)、國產(chǎn)SHJ-3A數(shù)控繪圖機(jī)等,使用ALGOL-60語言;1985年轉(zhuǎn)換為使用FORTRAN-77語言在IBM-PC/XT計算機(jī)以及IBM-4341計算機(jī)上實(shí)施的版本。西飛研制了數(shù)模和數(shù)控加工編程系統(tǒng)AD80和NC87,西飛研制的“飛豹”就是用AD80的孔斯曲面建立全機(jī)數(shù)模,并用N87繪制全部理論模線和結(jié)構(gòu)模線并加工飛機(jī)零件,然后又通過自編的接口程序?qū)D80數(shù)模等價轉(zhuǎn)換成CATIA的貝塞爾曲面。在這個技術(shù)基礎(chǔ)上,創(chuàng)造新的軟件。
1987年1月1日《科技日報》報道,中國科技報與中央電視臺共同推選出的1986年我國十項(xiàng)重大科技成果,第一項(xiàng)是航空603所的“計算機(jī)輔助飛機(jī)設(shè)計制造管理系統(tǒng)”。1986年5月1日,《南京航空航天大學(xué)學(xué)報》報道了南航自研的B-SURF三維CAD系統(tǒng)及其在無人機(jī)研制中的應(yīng)用。南航與成飛合作在B-SURF的基礎(chǔ)上研制了C-SURF曲面造型加工系統(tǒng),建立了殲7改飛機(jī)的外形數(shù)模,繪制結(jié)構(gòu)模線,并加工了工藝裝備和飛機(jī)零件共1600件。1996年1月,成飛完成了部級鑒定的FA-CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)。這一時期,經(jīng)過“六五”和“七五”的科技攻關(guān)計劃,再加上中國工業(yè)界與歐美國家的密切交流與合作,可以認(rèn)為中國工業(yè)界已經(jīng)掌握了CAD/CAM技術(shù)的概念,已經(jīng)具備了大范圍推廣應(yīng)用2維CAD以提升的基礎(chǔ)。
第三個階段,從1990年到2000年,全國范圍內(nèi)推廣二維CAD技術(shù)
1991年,時任國務(wù)委員宋健提出“甩掉繪圖板”,“甩圖板”工程開始。全國“CAD應(yīng)用工程”協(xié)調(diào)指導(dǎo)小組是由國家科委、國家計委、國家經(jīng)貿(mào)委、國防科工委、中科院、國家教委、國家技術(shù)監(jiān)督局、機(jī)械部、電子部、建設(shè)部、航空總公司以及全國電子信息系統(tǒng)推廣辦公室等部門聯(lián)合組成。工程目標(biāo)是到2000年在國民經(jīng)濟(jì)的主要部門的科研、設(shè)計單位和企業(yè)大面積普及CAD技術(shù),甩掉圖板,實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計和產(chǎn)品設(shè)計的現(xiàn)代化,提高設(shè)計工作效率和質(zhì)量,擴(kuò)大我國CAD市場,建立我國的CAD產(chǎn)業(yè)。
“九五”期間,“計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)應(yīng)用工程研究開發(fā)及應(yīng)用示范”已建立600多個CAD應(yīng)用示范企業(yè),累計培訓(xùn)CAD技術(shù)應(yīng)用人員50多萬人,在全國33個部門、省市大面積推廣應(yīng)用,使工程設(shè)計行業(yè)和機(jī)械設(shè)計行業(yè)應(yīng)用CAD技術(shù)的普及率和覆蓋率分別達(dá)到90%和40%以上。
開發(fā)出大型商用集成電路設(shè)計工具:“熊貓2000系統(tǒng)”。設(shè)置的專項(xiàng)包括:集成電路CAD技術(shù)研究與開發(fā)(一期)、石化應(yīng)用軟件典型示范工程及產(chǎn)品開發(fā)、CAD應(yīng)用工程技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用示范、國道主干線設(shè)計集成系統(tǒng)開發(fā)研制、CIMS推廣應(yīng)用與示范工程等。
眾多國產(chǎn)CAD企業(yè)如雨后春筍般的建立起來。產(chǎn)生了凱思(中科院軟件所)、開目(華中理工大學(xué))、CAXA(早期叫北航海爾、華正,發(fā)源于北航)、凱圖CAD(華中理工大學(xué))、中國CAD(深圳喬納森)、高華CAD(清華大學(xué))等自主平臺的二維CAD系統(tǒng),以及基于AUTOCAD二次開發(fā)的InteCAD(天喻CAD的前身,華中理工大學(xué))、艾克斯特(清華大學(xué))、天河CAD(清華大學(xué))、浪潮CAD(華天軟件的前身,山東大學(xué))、大天CAD(浙江大學(xué))、中望CAD、天舟CAD、大恒CAD等系統(tǒng),開創(chuàng)了一段國產(chǎn)二維機(jī)械CAD發(fā)展的黃金時代。
這個階段,也是外商大巨舉進(jìn)入中國市場的時期。1994年,北京國際CAD展覽會是我國首屆CAD展示會,參會的有autodesk公司、EDS公司、美國IMAG工業(yè)公司、Viewlogic系統(tǒng)公司、美國PTC公司、大恒、華勝、華遠(yuǎn)、清華計算機(jī)、華中理工大學(xué)CAD中心、中軟等國內(nèi)外廠商參展。
第四個階段,從2001年到2010年,是“制造業(yè)信息化”工程的實(shí)施
“十五”科技攻關(guān)計劃設(shè)立了“制造業(yè)信息化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)及應(yīng)用工程”(簡稱“制造業(yè)信息化工程”),以“九五”期間開展的CAD/CIMS應(yīng)用示范工程為基礎(chǔ),在全國范圍內(nèi)重點(diǎn)推廣應(yīng)用以CAD為代表的單元技術(shù)、以CIMS為代表的集成技術(shù),從關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、推廣應(yīng)用、技術(shù)服務(wù)等多方面建設(shè)我國制造業(yè)信息化的發(fā)展體系與環(huán)境。
“十一五”期間,雖然沒有了科技攻關(guān)計劃,但制造業(yè)信息化科技示范工程仍舊在實(shí)施。我們見到了“制造業(yè)信息化科技示范工程”的“十二五”規(guī)劃,也得知科技部曾舉辦過“制造業(yè)信息化十三五戰(zhàn)略規(guī)劃討論會”,然而,并未見到實(shí)施的跡象。
通過制造業(yè)信息化工程,創(chuàng)造了巨大的市場空間,也培育大量管理類工業(yè)軟件軟件廠商以及優(yōu)秀的咨詢服務(wù)機(jī)構(gòu)。然而,產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的道路堵在了三維CAD,堵在了全三維設(shè)計技術(shù),堵在了制造系統(tǒng)集成,堵在了協(xié)同設(shè)計和并行工程等研發(fā)模式,堵在了“虎頭蛇尾”的B2B業(yè)務(wù)模式。可謂是玄風(fēng)日盛,代理崛起,脫實(shí)向虛,產(chǎn)業(yè)凋零。
在這樣的大背景下,以全中國第一架全三維數(shù)字樣機(jī)為開端,持續(xù)十年的“飛機(jī)制造業(yè)數(shù)字化工程”為整個工業(yè)體系的數(shù)字化事業(yè)探索了道路,涵養(yǎng)了元?dú)狻?/p>
第五個階段,從2008年開始,持續(xù)到現(xiàn)在
工信部組建之初,即提出了“工業(yè)軟件”的概念。這是一個歸納性的術(shù)語,在最初是用來統(tǒng)籌技術(shù)類軟件、管理類軟件、工控軟件等幾個領(lǐng)域,將它們統(tǒng)合為新興信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)下的一個行業(yè),由新成立的軟件服務(wù)業(yè)司進(jìn)行行業(yè)管理。
科技部和工信部是截然不同的兩種運(yùn)行思路,一言以蔽之,對于企業(yè)來說,科技口以計劃預(yù)算投喂企業(yè),而工信口通過產(chǎn)業(yè)政策塑造行業(yè)與市場,通過行業(yè)自律和市場競爭對企業(yè)進(jìn)行優(yōu)勝劣汰。
科技口的基本管理單元是項(xiàng)目,而項(xiàng)目的優(yōu)劣是評出來的;工信口最小的關(guān)注對象是商品和商業(yè)解決方案,成交與否取決于消費(fèi)者的選擇。這就是“轉(zhuǎn)階段”的基本出發(fā)點(diǎn)。
2017年是“工業(yè)技術(shù)軟件化產(chǎn)業(yè)”元年,2020年是“工業(yè)軟件”元年,我們已經(jīng)可以清楚地看到工業(yè)技術(shù)軟件化行動對工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)的推動。2021年10月11日,中國船舶科學(xué)研究中心、深海技術(shù)科學(xué)太湖實(shí)驗(yàn)室發(fā)布了系列船舶工業(yè)CAE軟件,包含兩個通用軟件:三維水彈性力學(xué)分析軟件(ICS-THAFTS)、海洋結(jié)構(gòu)分析通用軟件(ICS-SAM);三個專用軟件:船舶流體力學(xué)CFD軟件(ICS-NaViiX)、船舶第二代完整穩(wěn)性衡準(zhǔn)評估軟件(ICS-HydroSTAB)、螺旋槳先進(jìn)設(shè)計系統(tǒng)(ICS-PRADS)。
2021年12月30日,首屆“國防科技工業(yè)軟件高峰論壇”在云端舉辦,航天科工集團(tuán)發(fā)布一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的工業(yè)軟件,包括了云架構(gòu)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理平臺、系統(tǒng)設(shè)計與仿真軟件、云雀協(xié)同研發(fā)平臺、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)邊緣云、健康管理云服務(wù)平臺等系列工業(yè)軟件。時任航天科工總經(jīng)理、黨組副書記劉石泉表示,航天科工將繼續(xù)大力推動工業(yè)技術(shù)軟件化,將航天系統(tǒng)工程及航天專業(yè)技術(shù)優(yōu)勢凝結(jié)為具有航天特色的工業(yè)軟件成果。
筆觸就停在這里了。在這一時期,在數(shù)字經(jīng)濟(jì)的旗幟下,弄潮的主力軍是“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”。很多本是用來滿足長尾需求的工程軟件,也扯著各種各樣的旗子往“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的路徑上歸攏。史海沉鉤,何談春秋,十年后再看吧。
我曾畫了一幅圖,歸攏了不同主體的行動。這個圖的源文件,在四月份的時候也發(fā)給了幾位關(guān)心產(chǎn)業(yè)發(fā)展的老師。這里還是要特別感謝一下知名不具的馮老師,素未謀面,領(lǐng)域也沒有交集,但在我寫公眾號的大半年以來,總是時不時地支持和鼓勵。寫到這里,想起來了。
上面這幅圖,是國家層面、原國家科委以及后來的科技部發(fā)展國產(chǎn)工業(yè)軟件的措施。
2008年工信部成立后,才有了我們現(xiàn)在講的“工業(yè)軟件”這個詞。在軟件司/信軟司/信發(fā)司的領(lǐng)導(dǎo)下,工信部一所和電子五所重拳出擊。很多人覺得工業(yè)軟件發(fā)展得不好,但問題是,結(jié)合歷史想一想,在自然狀態(tài)下,產(chǎn)品化的工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)也許本來是不會存在的。舉個最簡單的例子,2006年,做得很不錯的新洲三維毅然轉(zhuǎn)行做起了工程服務(wù)。并不能以在當(dāng)前環(huán)境中形成的視角去看過去發(fā)生的事。工信部提工業(yè)軟件之后,至少扶起來一個數(shù)碼大方。
中科院系統(tǒng)的輝煌,還是在于研制國產(chǎn)計算機(jī)。現(xiàn)在很多講“自主”的原教旨主義者很搞笑。講真,真要講全自主,是要在“信創(chuàng)”的基礎(chǔ)上講的。有的“國產(chǎn)基礎(chǔ)軟件”用了一堆GPL協(xié)議的開源軟件,還要講點(diǎn)情懷、講點(diǎn)“根技術(shù)”,也就能騙騙大學(xué)里面既沒有經(jīng)過工程毒打、也沒有經(jīng)過社會毒打的孩子們。
產(chǎn)業(yè)生態(tài)這部分圖要分成兩張。上面這第一章,我把壓艙石給到“e-works”成立這個事件。遙想當(dāng)年我才從工程師轉(zhuǎn)到市場工作時,正是從e-works的工作中對整個產(chǎn)業(yè)的概況有了宏觀了解。黃博士他們在2020年左右寫的工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)文章,列舉了一千多家企業(yè)。e-works樹立了一個產(chǎn)業(yè)服務(wù)機(jī)構(gòu)的樣板。扎根這樣的土壤和環(huán)境,是他的成功,也是他的遺憾。都在說為什么沒有西門子,沒有達(dá)索系統(tǒng)。有沒有想過,為什么沒CIMData,沒有ARC?
產(chǎn)業(yè)生態(tài)第二張圖,各種會議和大賽。市場工作者要多參會,工程師們要多參賽。還是要珍惜這個好年景。
正如吳院士點(diǎn)評軍工數(shù)字化:“船舶工業(yè)早,航空工業(yè)好”。不是說航天不好,航天要保密,航天是工程數(shù)字化。不信去看看陳月根先生編著的《航天器數(shù)字化設(shè)計基礎(chǔ)》,領(lǐng)略一下航天人全面深入嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度。如果要講商業(yè)航天,航天是要向航空學(xué)習(xí)的,成本、質(zhì)量、效率、產(chǎn)量、用戶體驗(yàn)等等。我好像看過1978年還是1979年,航空工業(yè)跟洛克希德飛機(jī)公司交流數(shù)字化制造技術(shù)的會議紀(jì)要,好像是五本,我只看過一本。航空301所在很早的時候也編寫過飛機(jī)數(shù)字化工程相關(guān)的煌煌巨著。我們在外部也只能從類似于范玉青教授他們編寫的《大型飛機(jī)數(shù)字化制造工程》這樣的大本子書中管中窺豹。航空工業(yè)寫了很多書,制訂了很多標(biāo)準(zhǔn)。我至少有30%的數(shù)字化認(rèn)知,是被航空工業(yè)出版的各種材料喂出來的。我覺得有必要把航空工業(yè)的圖放大一點(diǎn)看。
上圖是1975年之前做的事。
上圖是90年代之前做的事。
上圖是90年代之后做得事。
我真的是有點(diǎn)感慨,有很多人只是認(rèn)識幾個領(lǐng)導(dǎo),拿了幾個學(xué)位,見過幾個產(chǎn)品(也許就是我自己),就敢在各種專家面前瞎逼逼,就敢各種指點(diǎn)江山。并不是什么“江山父老能容我”的情懷讓這些水貨大行其道,說不定真的只是因?yàn)檎妗皩<摇眰兠Φ脹]時間看這些低層次無意義的事。
外資進(jìn)退。心情很復(fù)雜,不想講。有不是建立在開放合作交流基礎(chǔ)上的現(xiàn)代化嗎?
懷念老先生們!我上周還在說,這年代怕是再也培養(yǎng)不出那般純粹可愛的讀書人了,且行且珍惜吧。很多時候,人只要能正視自我的局限,克服自身的傲慢虛榮,就比很多人擁有更大的成功概率了。
‘
Modelica相關(guān)的書,還是要看一下陳立平、周凡利、丁建完三位寫的那本《工程物理系統(tǒng)建模與仿真》。
期前一段時間太懶了,還是要穩(wěn)定更新的。