+倪光南（中國(guó)工程院院士）

關(guān)于這個(gè)問題，我在這里首先引述習(xí)近平總書記在去年8月關(guān)于高質(zhì)量發(fā)展區(qū)域經(jīng)濟(jì)方面的一個(gè)重要指示：“要充分發(fā)揮集中力量辦大事的制度優(yōu)勢(shì)和超大規(guī)模的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，打好產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級(jí)化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化的攻堅(jiān)戰(zhàn)”，其中特別講到兩個(gè)方面，一個(gè)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級(jí)化，一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的現(xiàn)代化，這兩個(gè)目標(biāo)，我覺得也是中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的主要攻堅(jiān)目標(biāo)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是為了提升高質(zhì)量發(fā)展，把我們從制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變?yōu)橹圃齑髧?guó)，把一般制造轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄苤圃?。所以這兩個(gè)目標(biāo)是非常重要的，目前，“產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化”已得到重視，前一段時(shí)間我們?cè)诠I(yè)互聯(lián)網(wǎng)強(qiáng)調(diào)的也是做的很有成績(jī)的，是關(guān)于產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化方面的工作，但是對(duì)于“產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級(jí)化”的問題，仍有強(qiáng)調(diào)的必要，我覺得這是我們的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。因此，我們應(yīng)該探討一下能不能加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級(jí)化方面的事情。

“產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級(jí)化”，是中國(guó)制造進(jìn)入價(jià)值鏈高端的關(guān)鍵。這個(gè)簡(jiǎn)單來看，就是說假如產(chǎn)業(yè)鏈打通了，但是并不一定整個(gè)價(jià)格就會(huì)有所提高，比如這里講中國(guó)傳統(tǒng)制造，現(xiàn)在做得很好，那么我們?cè)诋a(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈、銷售各方面都打通以后，可能效率很高了，在市場(chǎng)上也能拿到很多的增值。但在研發(fā)這方面如果不做，比如iPhone在中國(guó)制造，只能分到1.18%的價(jià)值份額，而市場(chǎng)+研發(fā)則占據(jù)了超過98%的份額，那么如何提高你的價(jià)格？不管效率如何高，生產(chǎn)如何快，假如不能提高自身的質(zhì)量，提高自己的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，那么就升不到高質(zhì)量的環(huán)境，也就是高附加值的研發(fā)，各種各樣的環(huán)節(jié)就很難進(jìn)入。只有產(chǎn)業(yè)鏈的現(xiàn)代化很難改變制造端的價(jià)值格局。

工業(yè)軟件經(jīng)過幾十年的發(fā)展和應(yīng)用，現(xiàn)在對(duì)制造業(yè)有著強(qiáng)大的支撐，我覺得這是非常有利的地方。但我們卻面臨著一個(gè)短板，就是卡我們脖子的供應(yīng)軟件，像去年的華為不使能用ANSIS的事件，就非常值得我們警惕。

就工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)而言，大家看到，我們注重應(yīng)用層，應(yīng)用層數(shù)據(jù)都是管理，我們?cè)诖蛲ㄌ岣弋a(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化方面做了很多工作，取得很多成效。但是我們?cè)诠I(yè)基礎(chǔ)高級(jí)化方面的一些環(huán)節(jié)做的工作很少，它作為平臺(tái)上的APP，大部分偏重于大數(shù)據(jù)的一些應(yīng)用。大數(shù)據(jù)是很重要，但不是全部。這些應(yīng)用通過大數(shù)據(jù)會(huì)對(duì)整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)管理方面的很多環(huán)節(jié)有作用，比如質(zhì)量的環(huán)節(jié)、經(jīng)濟(jì)的環(huán)節(jié)，但是未必能夠成為我剛才說的價(jià)值鏈的高端。比如說做不出非常精密的加工、發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的加工，那將使我們諸多新的大發(fā)動(dòng)機(jī)的研制都會(huì)受到阻礙。因?yàn)檫@些產(chǎn)業(yè)鏈打通以后還不夠，我們?cè)谶@方面還沒有足夠的能力。

這里提到了一些工業(yè)軟件，但我認(rèn)為我們的工業(yè)軟件還不是管理軟件，我們所做的工業(yè)軟件還達(dá)不到發(fā)達(dá)國(guó)家像SIEMENS、DaSSault、ANSYS的工業(yè)鏈水平，有關(guān)工業(yè)軟件，我們?cè)谡麄€(gè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系的體現(xiàn)不夠。

那么我們的方向在哪里？以德國(guó)工業(yè)4.0為例，它比較強(qiáng)調(diào)CPS，CPS就是信息物理系統(tǒng)，它比較強(qiáng)調(diào)工業(yè)軟件的作用，我下面會(huì)講到這方面。

再看一下美國(guó)。美國(guó)最有名的GE的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)非常強(qiáng)調(diào)數(shù)字孿生。我想這是因?yàn)樗墓I(yè)能力和互聯(lián)網(wǎng)兩個(gè)方面都有很好的基礎(chǔ)。就像我們的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)比較偏重于產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化，比較不夠的、不做的就是工業(yè)軟件相關(guān)的工業(yè)技術(shù)高級(jí)化，我們反過來看，數(shù)字孿生這個(gè)技術(shù)現(xiàn)在提出來可能要注意是不是對(duì)我們來講很有意義。

我們回顧一下，其實(shí)當(dāng)時(shí)美國(guó)的國(guó)防部長(zhǎng)提出將數(shù)字孿生技術(shù)用于航空器，比如火箭，需要通過傳感器去設(shè)計(jì)很多數(shù)據(jù)，分析以后，需要知道哪些部件還有問題，要維修，所以要建模，就是把一些數(shù)據(jù)傳進(jìn)去，能夠經(jīng)過建模分析以后得出結(jié)論，因?yàn)橛行〇|西不一定能夠回收，但你要知道它有沒有問題，或者哪里需要改進(jìn)等等，就需要用孿生技術(shù)做建模把這些數(shù)據(jù)放進(jìn)去，反饋出來后就又可以進(jìn)行改進(jìn)，知道哪些問題可能有需要提高的地方，哪些東西可靠性不夠。作為維修測(cè)試的輔助手段，這是早期，但是情況在變化。

到了現(xiàn)在，就像剛才我說的GE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，他們強(qiáng)調(diào)的已經(jīng)是軟性技術(shù)的擴(kuò)大化，用一般的話來講，有點(diǎn)像CPS的意思，就是我們有兩個(gè)空間，一個(gè)虛擬空間，一個(gè)實(shí)體空間，希望將來發(fā)展到虛擬空間和實(shí)體空間是對(duì)應(yīng)的，實(shí)體空間有一個(gè)加工系統(tǒng)，比如一個(gè)加工機(jī)床、一個(gè)車間、一個(gè)生產(chǎn)線，可大可小，我們需要在虛擬空間有個(gè)對(duì)應(yīng)的模型，我們有實(shí)體空間的實(shí)物，虛擬空間也有一個(gè)通過仿真建模的相應(yīng)的實(shí)物。實(shí)體空間的產(chǎn)品裝配以后有一個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)，虛擬空間同樣通過我的經(jīng)驗(yàn)、仿真，可以知道這個(gè)東西怎么樣。這個(gè)項(xiàng)目如果做得好，有希望將實(shí)體空間里的一個(gè)生產(chǎn)線，在虛擬空間里通過建模完成全部流程，實(shí)體產(chǎn)品不用出來，我這個(gè)生產(chǎn)線在虛擬空間運(yùn)轉(zhuǎn)。

這有什么好處呢？以發(fā)動(dòng)機(jī)為例，我看到有些工業(yè)軟件做得好，它可以在綁定以后，發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際上在虛擬空間已經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)了，它的速度、溫度、應(yīng)用都知道，你可以進(jìn)行改進(jìn)。改進(jìn)以后，再試，這個(gè)時(shí)候?qū)嶓w空間可以什么都不做，等到虛擬空間幾十次幾百次試錯(cuò)以后，最后的數(shù)據(jù)灌到實(shí)體空間之中，基本上就可以直接成功或者只需很少的調(diào)整。當(dāng)然調(diào)整以后我們還可以反饋，使建模仿真更加真實(shí)。

所以，我認(rèn)為現(xiàn)在的軟件比過去范圍大得多，真正能使得這兩個(gè)空間能夠?qū)?yīng)的很好，這要看我們的技術(shù)，如果對(duì)應(yīng)的好，就能產(chǎn)生極佳的效果。我看到一個(gè)案例，比如說燃?xì)廨啓C(jī)，它用計(jì)算機(jī)從設(shè)計(jì)到綁定做得很好以后，它可以運(yùn)轉(zhuǎn)起來，最后經(jīng)過溝通不斷地改進(jìn)，把效率提高了8%～9%。

實(shí)際上在實(shí)體空間很難完成的很多實(shí)驗(yàn)，都可以放在虛擬空間完成，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)以后再改個(gè)葉片，改好之后生產(chǎn)出來，再做一個(gè)試驗(yàn)……而在計(jì)算機(jī)的虛擬空間就可以輕松做到這一點(diǎn)，可以試錯(cuò)幾十次甚至幾百次，最后將一個(gè)滿意的結(jié)果拿到實(shí)體空間真正做出來，再反饋、再檢驗(yàn)，再準(zhǔn)確地不斷提升。

所以輸入孿生技術(shù)應(yīng)該很重要，真正把現(xiàn)在的信息技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)融合起來。所以我覺得德國(guó)4.0強(qiáng)調(diào)CPS，美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)強(qiáng)調(diào)數(shù)字孿生有道理，他們有這個(gè)基礎(chǔ)。

我們?nèi)?，缺在什么地方？我們最大的缺陷就是工業(yè)軟件是短板。這個(gè)是數(shù)字孿生技術(shù)里面很重要的，特別是CE的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，能夠把制造加工過程中的物理過程在電腦上重現(xiàn)，這是很難的。這里面大數(shù)據(jù)有用嗎？大數(shù)據(jù)沒有因果關(guān)系，大數(shù)據(jù)看結(jié)果，可以做幾萬次以后告訴你分布情況、質(zhì)量如何，而基于內(nèi)在的東西它不能告訴你。所以我覺得工業(yè)軟件是繞不過去的，特別是關(guān)于核心的一些仿真非常重要，舉一個(gè)例子：我要沖一個(gè)東西出來，左邊的模具一個(gè)材料沖下去，沖出來一個(gè)東西，大家看的是最后結(jié)果，看到的是沖出來的東西，這個(gè)過程如果用軟件來看，就可以知道這個(gè)過程。

如果是動(dòng)態(tài)圖，就可以看到?jīng)_壓的過程中應(yīng)力的分布，根據(jù)顏色看出應(yīng)力的分布形狀，因?yàn)檫@個(gè)形狀也看出是不規(guī)則的，一般認(rèn)為出來應(yīng)該很整齊的，不整齊但它也能仿真出來，就說明這個(gè)軟件做得比較準(zhǔn)。

我們就需要這類軟件，數(shù)字軟件可以覆蓋每一個(gè)環(huán)節(jié)，真正達(dá)到所謂孿生的作用。同樣，比如拉伸，怎么來體現(xiàn)整個(gè)拉斷過程，電腦上能看出逐步變化、變形、應(yīng)力的分布以及最后斷裂的情況。你不需要把真正的材料拉了，在拉的過程之中，也可以知道它的應(yīng)力的情況，拉伸的材料或者拉伸的工藝有什么問題，所以數(shù)字孿生是我們最需要的。

工信部要實(shí)施國(guó)家重大工程，我認(rèn)為重點(diǎn)在兩個(gè)方面，一個(gè)是基礎(chǔ)軟件，包括工業(yè)軟件、工業(yè)技術(shù)的軟件化，還有云計(jì)算，包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，其實(shí)這兩方面我覺得也是數(shù)字孿生的角度，這兩個(gè)方面在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)這樣一個(gè)大欄目里業(yè)務(wù)應(yīng)該是可以融合在一起的。

最后我提幾個(gè)建議供大家參考：第一，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，我們要特別注意高級(jí)化，因?yàn)閯e人現(xiàn)代化做的比較好。第二，我們應(yīng)該實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)軟件的協(xié)調(diào)發(fā)展、融合發(fā)展或是工業(yè)技術(shù)軟件化等等。此外，我覺得工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)字孿生技術(shù)的平臺(tái)，也許可以作為一個(gè)載體，使工業(yè)軟件和工業(yè)文化能夠融合在一起。