突破工业软件,谁是尖刀公司?

工业软件火热,万物沸腾。而目前工业软件的定义过于宽泛,实际上导致了很多伪工业软件的存在。我习惯把工业软件分为工业物理软件和工业管理软件。后者,如ERP和SCM,并不是解决问题的重点。前者侧重于开发设计CAD、仿真CAE、电子自动化设计软件EDA或工艺仿真软件等工具软件,而这些才是真正的硬骨头。只有把工业软件的定义聚焦在真正的工业内核上,才能有更好的发展。然而,目前过于宽泛的定义不利于解决核心研究问题。国内有个软件排名,Top10里只有华为、海尔、中兴、浪潮、海信是制造业。这类软件基本都是嵌入式软件。没有这些软件,硬件就不行。但是这些软件其实和我们担心的软件关系不大。这也不关我的事。我们讨论的是可以自主服务的研发工业软件,这是中国最需要突破的地方。

那么,工业软件的攻击者是谁呢?目前,这个答案似乎并不那么确定。正常情况下,需要供应商突破。但这个回答也似是而非。工业软件的发展从来都不是单打独斗,更像是一场接力赛。没有基础数学和物理的研究,工业软件就会缺乏基础;没有用户的反馈,工业软件永远不会有光明的未来。很多工业软件失败是因为没有用户。不是人技不如人,而是人用不如人。没有战斗的地方,就没有上帝的力量。

那么,工业软件是如何伪造的呢?从历史上看,主要有四个来源,即大型工业企业、大学、工程咨询公司、企业家的创业行动。

工业软件,如辅助设计的CAD,辅助仿真的CAE,起源于航空、汽车行业。这两个行业成了工业软件最有耐心的保姆。GE在20世纪五六十年代开始开发最早的财务软件,成为第一个开发自己软件的企业。于是,企业自己开发软件成了一件时髦的事情。后来很多工业企业也加入了自研软件的行列。这种现象在CAD领域尤为明显。

后来这些软件逐渐形成商业化的能力,脱离了工业企业的怀抱,成为专注于工业软件的公司。当然也有并购和灭绝。

但工业软件最早的发展源头,其实有着特殊的历史原因。软件最早的商业化程度很低,因为需求也很低,没有企业可以靠软件独立生存。所以企业必须自己开发软件,开发者本身规模也很大。仿真软件ANSYS源于西屋核电,EASY5源于波音。

但是这条路,后来开始变得贫瘠。走进去,不再重来,是时代的选择。在当时,一个企业拥有大型软件是核心竞争力的表现。而且软件的开发也可以通过一个团队的人来完成。现在的软件代码,几千万行,关系非常复杂,超出了内部团队的能力。如果不能同时实现对外销售,那将是一个巨大的黑洞。

软件开发是一种成本,而维护是另一种高成本。可以说,自研软件的时代窗口已经永久关闭。大型工业企业不太可能坚持开发自己的软件。这是一条血路,因为维护一个系统太复杂了。上世纪90年代,福特汽车公司曾因部门经理的个人好恶而阻挠ADAMS软件的引入,执意自行开发一套多体动力学仿真软件。所以吃了不少苦头,拖了三四年。最后,它不得不转身拥抱亚当斯。

中国也有类似的情况。航空哈吉夫和风洞基地的软件还在苦苦支撑。虽然在内部起到了一定的作用,但毕竟无法与民用软件技术打通,只能依靠国家昂贵的复水来实现持续更新。

一般来说,很多企业会自己开发一部分软件,但都是小规模的软件,很难不担当重任,实现技术外溢。

目前资金如此充裕。许多国内大型工业企业将重新考虑这条道路。对于嵌入式软件来说,可以理解。就像头号军火商洛马需要开发很多机载软件一样。但是,如果你想开发国外的工具替代软件,这将是一个棘手的问题。

现在软件高度复杂,系统维护成本高,用户少。工业软件是一堆知识。开发者和用户叠加的越多,软件就会越好。再大的公司也负担不起这样的研发费用。更何况工业软件产值少得可怜。明智的决策者不会选择这条路。对于大企业来说,从零开始开发可以商业化的大型工业软件的时间窗口已经永久关闭。以前工业软件比较简单,孤胆英雄和明星团队就能搞定。然而,现在已经不是过去的样子了。软件的复杂程度就不用说了,不确定性很大,绝不是现有国企风险体系所能承受的。工业软件可能是所有创新产品中最不稳定的工业产品。而且投资周期长,投资大,但规模小,国企很难解决。

工业软件与大学有着密切的关系。这是因为工业软件需要深厚的数学基础、物理方程求解能力和计算机技术相互交融。这也让很多工业软件成为大学里流淌出来的圣火。一开始,这些大学的经费几乎都来自政府资助的项目。与美国国家航空航天局相似,美国国家航空航天局有320多个国家实验室,这些实验室也是各种过程软件的发源地。这就解释了政府资金和早期工业软件的关系。

目前流程工业的流程模拟和管道软件中的英国AVEVA软件(已被施耐德电气反向收购)原是英国剑桥大学CAD中心的项目。一开始也是从机械CAD开始,后来逐渐往厂房设计方向发展,围绕流程行业的缠绕管道阀门开创了完全不同的方向。

以非线性有限元计算闻名的ABAQUS(2005年被达索系统公司收购)也出自剑桥大学。数学和力学等丰富的基础学科的繁荣为英国带来了许多软件公司。在计算机辅助世界制造CAM领域,英国是最好的。像Darcon(被Autodesk收购)和EdgeCAM(被Heicks Kang收购)都是过去的佼佼者。

在化工行业流程模拟领域几乎独占鳌头的Espen Aspentech,来自麻省理工学院的流程工业。在爆炸领域独树一帜的Ls-Dyna来自美国国家实验室利弗莫尔。伯克利在CAE软件和电子设计自动化软件EDA的开创性工作中发挥了重要作用。那时,他们的源代码被慷慨地赠送出去了。中国很多早期的CAE火种都是这些源代码的受益者。

但在中国,这条路已经成了死胡同,很多行者已经绕道而行。学院派,无论是CAD、CAE还是化工流程模拟,都已经和海外学校不相上下了。中国的工业软件起点没有差距,至少是齐头并进的。

在目前的工业软件中,最不舒服的焦点软件属于电子设计自动化软件EDA,但这类软件对中国学术界来说是一种先见之明。早在1978年,在桂林召开了“数字系统设计自动化”学术会议,这是我国EDA的开端。作为一项全国性的大型计算机学术活动,来自67个单位的140多名代表参加了会议。可谓史无前例。当时EDA主要集中在PCB设计领域。清华大学的计算机系已经做了布局,北京理工大学也较早开设了EDA学科。桂林会议18论文成果涵盖了EDA领域的方方面面,如电路分析、模拟技术、PCB布线等。毫无疑问,当时的中国学者和专家在技术掌握和理论探讨方面几乎与外国并驾齐驱。虽然当时硬件支撑环境很差,但邮电学院的老师几乎手无寸铁,他们只是简单地用手摇电脑和手工计算,就能完成上万个数据进行逻辑综合。

当时EDA大发展的原因和30年后的今天惊人的相似。当时负责技术瓶颈的组织,被称为巴黎协调委员会(又称巴统),禁止EDA软件进入中国。没有先进的工具,IC设计很难发展。国内对IC-CAD工具的需求可以说是求贤若渴。于是在1986的7月,电子设计也迎来了春天。当时,电子工业部决定在北京、上海、无锡建立三个集成电路设计中心。这是国产工业软件从35年开始的春天。有没有似曾相识的感觉?

随后,中国迎来了IC-CAD的播种季,这是一个大战的时代。北京集成电路设计中心聚集了来自17个单位的120人在一个工厂集中攻关。

当时的电子工业部真的是一个技术娴熟的创新者,它巧妙地连接了创新链。八五期间国家把IC-CAD产业化的任务交给了华大设计中心,在1995完成了熊猫系统的最终版本。中国自主可控的“熊猫系统”一鸣惊人。当时有56套熊猫系统在国内26家ic设计单位应用,并成功打入国际市场。当时EDA软件三巨头之一的门拓也将自己的软件与熊猫系统进行了整合。

历史不会重演,但会重演。

中国目前工业软件的落后从来不是因为落在了起跑线上。相反,在起步的位置上,中国软件也是受人尊敬的同行。来华洽谈知识产权问题的美国商务部副部长专程来到华大设计中心考察,对中国拥有自主知识产权的“熊猫系统”表示赞赏。就CAD而言,北航学派早期在几何建模方面的从业者,也曾得到过法国贝塞尔曲线发明者的恭敬的学术交流。

北航曾经创立了金银花的CAD软件,是当时科研项目结晶最好的钻石之一。它也勇敢地走出了校门,来到了广东。但是学术软件却得不到业界的响应。学者挑战市场的努力,就像堂吉诃德挑战风车。不能说没勇气,只能说不合适。

渐渐的,学院派慢慢退出了轨道。只有北航的海尔(现数字大方)、中科大的苏州童渊、大连理工大学的力学分析软件等少数几个苗子还在守住自己的地盘。

中国的学者与美国、法国和其他工业软件强国一起,为未来播下了种子。只是后来国外学院的成就迅速改变了产权,成功地把大旗交给了为冒险而存在的企业家,从而站稳了脚跟。这对于工业软件来说是惊心动魄的一跳,在中国从来没有过。这证明中国的产学研交接出现了严重失误。换句话说,中国的工业土壤证明了这不是一个适合播种工业软件的地方。作为最特殊的工业产品之一,工业软件的真实面目一直鲜为人知。

工程公司是工业软件中一支独特的新生力量,他们为工业软件做出了很大的贡献。日本过程自动化的领导者横河电机正在经历一场激烈的数字化转型。最明显的举动就是频繁收购工业软件。其2016收购的KBC软件来自英国一家工程咨询公司,面向全球油气、炼化领域。流程模拟软件是技术咨询过程中必不可少的分析工具,KBC公司不断加大在该领域的投入。他还参与了许多并购。这类软件最大的特点就是充满了对工艺知识的理解。满满的行业知识点。这是日本横河电机所看重的。第二年,横河知识专家正式上线,解决炼油装置远程效率监控。

因在预处理方面领先的网格技术而在仿真领域取得巨大成就的Altair公司,也是第一个为福特汽车公司提供咨询的顾问。

很多人都没有注意到,加拿大的工业软件其实很强大。作为世界第六大国,power软件也有领先地位。比如接地仿真软件CDEGS,电磁暂态仿真软件PSCAD,大型电网仿真软件DSA-Tools等等。其中,配网仿真软件CYME是输配电和工业电力系统的分析工具,在国内应用广泛。这是一个非常复杂的电力行业软件,包括几十个模块。它是加拿大的一家电力工程解决方案提供商,开发了这款软件。

国际顶级船级社,如必维(BV)都是通过船舶审查软件和数字资产管理软件Digital AIM来提高核心竞争力。韦科是一家全球性的法律和合规咨询公司,专注于EHS(环境、健康和安全)咨询和认证。自2016起,收购了一系列管理安全屏障、防止主动失误的软件,从而将石化的风险变成了高级防呆的自锁系统。

以IT服务外包和咨询闻名的EDS公司(原通用汽车的子公司)为了更好地服务于汽车行业,于1991从麦道公司手中接管了高端CAD三家公司之一的UG。但2003年,UG不得不被吐槽给贝恩资本,2006年又被转让给西门子,成为目前最重要的工业软件集团的基石。这应该是EDS最痛苦的一次出售。贝恩两年易手,轻松赚了20多亿美元。曾经,EDS还吃掉了战略领域的知名咨询公司科尔尼咨询。是工程服务公司,一直重视工业软件的支撑价值。

这恰好是中国最陌生的地区。中国的工程公司向来不重视工具,很少贡献一款知名软件。在国际大牌工程咨询公司,没有工业软件是不可想象的。石油服务公司斯伦贝谢(Schlumberger)于2018年收购了加拿大VMG过程模拟公司,以便更好地为石油化工公司提供强大的石油模拟平台。想想看,如果没有统一的方法论和工具,一个工程公司只是一个体力劳动的超级包工头。

在中国,工程咨询服务公司从来没有向市场提供过工业软件的种子。因为这里根本什么都没有,而且五谷不收,是一个空卷。这不是最重要的。最重要的是,即使面对未来,你也没有警惕性。

这个行业有很多代码创业者。他们从编码开始。类似仿真软件ANSYS最初是西屋公司的工程师,世界第二大仿真公司Autel Altair的创始人也是第一任顾问。主宰工厂管理和建筑软件的宾利软件,出自杜邦公司的一位工程师。电子设计自动化软件EDA的领军人物Synopsys和CADENCE,开创参数化CAD设计的美国PTC公司,都有创始人的痕迹。

在中国,工业软件发展的四条道路只留下了一个狭窄的入口,那就是创业者。无论是已经上市的中望,还是CAD绘图软件下载量惊人的苏州陈豪(APP的活跃度其实在500强之内),还是挑战AVEVA、鹰图的流程行业资产管理软件北京达美盛,背后都有创业野兽精神的支撑。中国的工业软件世界几乎完全由孤胆英雄支撑。每一个工业软件的背后,都有一个走过漫漫长路的受害者——创业者。没有他们信念的支撑,现在国内工业软件市场是一片焦土。

从另一个角度看,中国工业软件是一部个人血泪史。换句话说,基本上是靠民营企业支撑的。大学、大企业、工程公司可能在中间挣扎,但在商业化的道路上几乎全军覆没。

女娲炼五色石补天。目前,这些带着几把枪坚持游击战的灾民,正迎来一个崭新的五色石。然而,在补天行动即将展开之际,一批荷枪实弹的新面孔从天际飞来,颇有深意。我不知道他们从哪里来的,但这些人只是听到了资本的号角。

从工业软件的发展源头来说,是一个四面通风的地方。在中国,它就像诸葛亮为著名的吴栋留下的石门阵,有生有死有震有伤。一门是出入命,其余都是凶门。只有企业家设法在圣门占有一席之地。其他三个领域,尤其是编制,几乎没有什么建树。这是一个发人深省的现象。这种已经熄灭的灯,可能没必要再开了。工业软件是一种非常特殊的工业产品,其独有的周期长、风险高、投入大、收益低的特点,绝不是行政长官的意志所能超越的,也不是建制派用短期利润指标所能承担的风险。

工业软件的开发就像排球队的布局。毫无疑问,袭击者应该是一名企业家。一是高校,从基础入手,做好基础研究的传递和人才的培养;设定者是大用户企业,提供最好的给料位置。三者之间,完全合作。工业软件是一场怎样的战斗?它是不知疲倦的软件供应商、一流的反馈用户和耐心的大学和学院的结晶。这也是对中国工业化分工合作精神的一大考验。

作者

林雪平:南山科技学院创始人,北京联讯电力咨询公司总经理。