道路艱難-但必須走的路一定要走

過去一年里貿(mào)易戰(zhàn)以及我們科技公司所遇到的潛在風(fēng)險，讓我們更為清晰地看到“自主創(chuàng)新、掌握核心科技”的重要性，這是原本應(yīng)該走的路，只是過快的市場擴(kuò)張讓我們都沒有來得及走，在過去40年里，中國的高速增長使得“有”產(chǎn)品就可以去賺錢，這在帶來高速成長與繁榮的同時也使得我們忘記了自主創(chuàng)新的道路。然而，市場的飽和—體現(xiàn)在過剩的產(chǎn)能，必須會隨著這種發(fā)展而到來。

其次，科創(chuàng)的高附加值才能應(yīng)對新競爭形勢下的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，無論是知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)的力度、環(huán)保的高壓、嚴(yán)格的社保管控、不斷高漲的人力資源成本，這些都導(dǎo)致了過去的模式無以維繼，必須走向新的道路。

再次，走在荒原上的產(chǎn)業(yè)，在3C、高鐵、家電等眾多領(lǐng)域，我們的高產(chǎn)能帶來的規(guī)模效應(yīng)已經(jīng)使得全球范圍的競爭對手被幾乎消滅，原本的跟隨變成了領(lǐng)導(dǎo)者，這個時候—必須依賴于長期的發(fā)展戰(zhàn)略引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)，否則，就會有被潛在顛覆的危險，不僅來自于自身產(chǎn)業(yè)，跨界的力量也是極其巨大的。

科技創(chuàng)新何以如此之難？

回到制造業(yè)，事實(shí)上，并非是很多企業(yè)沒有意愿要進(jìn)行創(chuàng)新，而是缺乏對創(chuàng)新的認(rèn)識，這種創(chuàng)新的認(rèn)識包括幾個方面：

（1）很多企業(yè)認(rèn)為創(chuàng)新是投入巨大而回報甚微：顯然，這不是正確的，因?yàn)槊绹且蕾嚻鋭?chuàng)新而能做到在科技領(lǐng)域如此地位，實(shí)現(xiàn)對我們所謂“卡脖子”這樣的格局，這個回報不高嗎？--為什么會認(rèn)為創(chuàng)新就是沒有回報呢？

（2）缺乏對創(chuàng)新本身的方法認(rèn)識：創(chuàng)新包括方法論的支撐，顯然這方面的課程與訓(xùn)練在市場上較少，而且，精益研發(fā)管理如達(dá)到華為IPD這樣的投入對大多數(shù)企業(yè)也并不多。

（3）風(fēng)險控制：事實(shí)上，很多已有的工具和方法本身就是為了降低創(chuàng)新中的風(fēng)險的，例如并行工程，數(shù)字建模、虛擬調(diào)試、數(shù)字孿生，這些本身都是為降低風(fēng)險而設(shè)計。

（4）人才的匱乏：目前在制造業(yè)的人才匱乏比較嚴(yán)重，因?yàn)槠髽I(yè)大多數(shù)缺乏創(chuàng)新，因而陷入了惡性的價格競爭，導(dǎo)致利潤下降，無法雇傭高級的研發(fā)人才，這個惡性循環(huán)使得大量的優(yōu)秀人才都流向了BAT、金融，像一流的大學(xué)如清華北大交大中科大這些很多學(xué)生要么出國留學(xué)要么進(jìn)入政府機(jī)關(guān)、或者進(jìn)入金融圈。

今天，制造業(yè)討論的各種發(fā)展，無論是基礎(chǔ)的智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能的發(fā)展，其本質(zhì)是借助于不同的技術(shù)來解決制造業(yè)中的“質(zhì)量”、“成本”與“交付”這些精益制造所談的核心問題，而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)主要是通過數(shù)字化將整個制造流程可復(fù)用，而人工智能則聚焦于解決制造流程中的非線性、不確定性、干擾，而這些傳統(tǒng)的機(jī)理模型無法有效解決，獲得最優(yōu)值，而隨著IT技術(shù)的發(fā)展，這些問題的解決能力獲得了長足進(jìn)步，而成本也不斷下降，這是今天討論智能制造、人工智能的原因，切記，這些都是解決問題的方法與工具，用于解決不同的問題，不能把它當(dāng)做制造本身。

上圖顯示，從數(shù)據(jù)到信息、知識、洞見、智慧、影響力的過程，對于工業(yè)軟件也是這樣的，從現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集感知生產(chǎn)的機(jī)器與系統(tǒng)，到形成有用的信息、知識的封裝、產(chǎn)業(yè)的獨(dú)特理解與見解，再到智慧與影響力--這是一個必然的經(jīng)歷的過程--一個必須走的路，不要試圖跨越，佛陀證悟是在十?dāng)?shù)年的苦修后完成的，而非靈光一現(xiàn)。

制造創(chuàng)新是一個追求高效與經(jīng)濟(jì)的過程

科學(xué)在于“探索未知”，尋找解決問題的可能性，而工程則在于“收斂”—在科學(xué)基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際尋找最為經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)路徑。

創(chuàng)新絕非靈光一現(xiàn)，那是創(chuàng)意設(shè)計所需的，而對于制造業(yè)創(chuàng)新而言，就是如何實(shí)現(xiàn)制造過程的高效，經(jīng)濟(jì)，而這個必須借助于工程方法與工具，因此，創(chuàng)新是一個嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪^程，需要大量的可復(fù)用的知識，否則，任何知識如果都需要從0開始，那么就完全不具備任何的經(jīng)濟(jì)性可言，也就沒有任何競爭力。

基于建模的過程就是一個嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪^程，包括V-Model的設(shè)計在歐美已經(jīng)非常成熟，但是，除了在航空航天、軍事工業(yè)等一些國家必須要求自主控制的核心領(lǐng)域，其它領(lǐng)域?qū)@些都了解較少。

創(chuàng)新源自正向設(shè)計

在過去的很長一段時間里，中國制造業(yè)的創(chuàng)新模式主要包括“引進(jìn)消化”，就像在上世紀(jì)70年代我們引進(jìn)了勞斯萊斯的“斯貝”發(fā)動機(jī)，花費(fèi)了4億美元，也包括像吉利汽車并購沃爾沃汽車，獲得的圖紙都有數(shù)噸之重，第二種是市場換技術(shù)，例如汽車工業(yè)、高鐵、燃?xì)廨啓C(jī)等市場，依賴中國強(qiáng)大的市場，要求國外廠商采用合資工廠的方式來進(jìn)行生產(chǎn)制造，希望在這個過程中能夠獲得技術(shù)，第三種就是以“填補(bǔ)空白”為導(dǎo)向的科技攻關(guān)，重大專項(xiàng)得國際科研投資。

但是，實(shí)際上，引進(jìn)消化本身都是要經(jīng)歷復(fù)雜的驗(yàn)證過程，并且很多軟件也不符合中國的實(shí)際情況，這導(dǎo)致這種消化吸收往往難以取得成效，市場換技術(shù)實(shí)際上也并未真正換來技術(shù)，而填補(bǔ)國家空白的科技攻關(guān)，隨著研究院所的市場化，他們也開始賺快錢，做了大量國外產(chǎn)品技術(shù)的“系統(tǒng)集成商”工作，其實(shí)也并未真正掌握核心技術(shù)。

我們把這些所謂的引進(jìn)消化、市場換技術(shù)、科技攻關(guān)所采用基本上都是“逆向工程”，如測繪、模仿、引進(jìn)吸收—但是，沒有自己主動原創(chuàng)性的設(shè)計，對于產(chǎn)品逆向設(shè)計過程沒有經(jīng)歷需求工程和系統(tǒng)設(shè)計等階段，往往造成對產(chǎn)品“知其然，不知其所以然”，甚至對產(chǎn)品所用技術(shù)也是如此。這種狀態(tài)嚴(yán)重影響了產(chǎn)品設(shè)計中的創(chuàng)新，談不上真正的創(chuàng)新。

企業(yè)的發(fā)展歷程中，逆向設(shè)計是必須經(jīng)歷的一個階段。但超越源于創(chuàng)新，創(chuàng)新源于正向設(shè)計。

圖2-正向與逆向設(shè)計的不同

原創(chuàng)性設(shè)計，往往需要從“Why“的根源上進(jìn)行開始，如果不能清晰的了解到“Why“，我們所測繪、逆向工程所獲得的圖紙，就無法形成具有”靈活性“—響應(yīng)變化能力的機(jī)器，而另一個方面，也是隨著國外的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)，更多的采用了”軟性“，如工藝控制軟件、補(bǔ)償算法、材料、安裝環(huán)節(jié)等不大易于直接復(fù)制的環(huán)節(jié)，因此，現(xiàn)在企業(yè)也的確提出了只能仿制較早的機(jī)型，而新的很多就難以仿制了，還有一個原因也在于我們在局部領(lǐng)域已經(jīng)成為了全球最大的，也開始進(jìn)入了全球市場，這樣就必須遵循全球的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)的約束，必須自主控制技術(shù)，否則，也會遇到在國外難以銷售，被追溯的境地。

工業(yè)軟件的本質(zhì)是知識的復(fù)用

如果我們討論“正向設(shè)計”與創(chuàng)新是一個嚴(yán)謹(jǐn)而高效的過程，那就必須與今天熱議的“工業(yè)軟件發(fā)展”緊密相關(guān)，在傳統(tǒng)的機(jī)器與系統(tǒng)設(shè)計中，比較“燒錢“的環(huán)節(jié)主要在測試驗(yàn)證，因?yàn)楸仨氉龀鰧?shí)際的機(jī)器，然后帶上負(fù)載的材料進(jìn)行測試，而且要試各種材料，在不同行業(yè)都是一個需要大量燒錢的過程，因此，國內(nèi)很多OEM機(jī)器制造商通常都是在客戶現(xiàn)場測試，比如印刷要測試各種紙張、薄膜，塑料則同樣有大量的材料，包括制藥也存在從大量的藥物配方進(jìn)行組合篩選最優(yōu)的過程，就像當(dāng)年愛迪生進(jìn)行1000多種材料測試最合適的燈泡燈絲材料一樣。

在每個行業(yè)都會存在這樣的測試驗(yàn)證，測試的類型分為材料、機(jī)械、控制、工藝這種底層技術(shù)，也包括像物流、數(shù)據(jù)流（如阿里的雙11數(shù)據(jù)負(fù)載測試），燃?xì)廨啓C(jī)的負(fù)載測試，手機(jī)玻璃的壓力測試、無所不在的測試驗(yàn)證消耗時間，而且有些測試成本高昂，因?yàn)闇y試材料很貴，就像新型火箭炮測試，一個齊射就幾百千萬的消耗。有些測試甚至并不能隨便去做，如核爆炸、鉆井平臺在海嘯中的動態(tài)平衡，以前車輛都要進(jìn)行風(fēng)動測試，都是成本極高的。

因此，才產(chǎn)生了大量的各種建模仿真軟件，建模主要是對物理對象進(jìn)行機(jī)械，并抽取數(shù)學(xué)模型，仿真則是在動態(tài)情況下隨著負(fù)載、輸入值的變化等對輸出評估的過程。

而工業(yè)軟件，本身之所以難，在于它是大量的工業(yè)知識的積累，是制造業(yè)從材料、工藝、機(jī)械、控制、應(yīng)用等多個層級的協(xié)同問題的集中體現(xiàn)，而任何一個工藝都必須經(jīng)過大量的工業(yè)現(xiàn)場測試驗(yàn)證過程、經(jīng)過收斂形成最經(jīng)濟(jì)的道路，這包括很多方面：

（1）.制程工藝的知識

（2）.控制工藝

（3）.測試驗(yàn)證方法體系

（4）.工具系統(tǒng)

而工業(yè)軟件則是這些知識的一種封裝，其旨在“復(fù)用”，即，將人在大量的工業(yè)制造過程中的知識以軟件形式設(shè)計為高效工具、工藝、測試驗(yàn)證等的復(fù)用。 

軟件形式的工藝就是這種知識的封裝，那么在整個制造業(yè)中，這種知識包括了機(jī)械的建模、工藝的建模、測量感知系統(tǒng)、控制與傳動系統(tǒng)等等的大量軟件及平臺，平臺通常扮演的是“集成”的角色，提供開發(fā)環(huán)境，大量可復(fù)用的機(jī)械或工藝模型，包括了像CAD/CAE/CAM/CAPP這類基礎(chǔ)的設(shè)計軟件，也包括電子類的如電路板設(shè)計、芯片設(shè)計，建模仿真等大量的軟件，還包括了大量的運(yùn)營維護(hù)軟件，在汽車工業(yè)、電子工業(yè)這些軟件扮演著非常重要的角色，否則，就無法高效率、低成本的實(shí)現(xiàn)工藝的設(shè)計與運(yùn)營。

2018年，上海有兩起知識產(chǎn)權(quán)侵權(quán)案，均是與達(dá)索相關(guān)的，這兩個案子中的企業(yè)都是使用了盜版的達(dá)索，分別被判處950萬和1050萬的裁決賠償，為什么他們不愿意買正版，我想最為主要的原因在于他們使用該平臺的最基本功能“繪圖”—為什么非要用這個軟件繪圖？因?yàn)槠涔?yīng)鏈上下游廠商都用這個軟件，因此，他們?nèi)绻挥眠@個繪圖的話，可能就很難與供應(yīng)商溝通。

工業(yè)軟件應(yīng)該如何發(fā)展？

1.必須重視知識產(chǎn)權(quán)

知識產(chǎn)權(quán)的重視不足，不能讓侵權(quán)的企業(yè)獲得高額的賠付，看上去國外的軟件可以被很便宜的，五塊一張光盤的形式被大量使用，但是，這種缺乏保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)的機(jī)制傷害的可不僅僅是別人的軟件無法獲得版權(quán)收入，而更為致命的是傷害著自身國內(nèi)的軟件、工藝企業(yè)的創(chuàng)新動力，因?yàn)榇蟛糠謺r候企業(yè)研發(fā)的“風(fēng)險”可能并非是研發(fā)投入方面的失敗帶來的風(fēng)險—而更大的風(fēng)險來自于知識產(chǎn)權(quán)不能得到保護(hù)，能夠風(fēng)險就太大了，投入1個億，最終自己的研發(fā)人員被挖走然后帶走，或者抄襲者打官司消耗精力而且往往又受到地方保護(hù)，不了了之，亦或僅賠付個幾十萬，總之，沒有得到保護(hù)的知識產(chǎn)權(quán)才是最大的風(fēng)險。

2.管理與技術(shù)融合

做技術(shù)的總認(rèn)為技術(shù)是“硬核”，對管理往往比較忽視，但是，管理包括敏捷開發(fā)、項(xiàng)目管理、軟件工程、測試與驗(yàn)證方法等都是必須緊密結(jié)合的，一個成功的項(xiàng)目源于良好的規(guī)劃，必須有全局的架構(gòu)設(shè)計，才能分解好模塊，最終測試組裝整個軟件，在IT行業(yè)這些經(jīng)過軟件工程訓(xùn)練的工程師非常多，而在工業(yè)領(lǐng)域，由于工程師往往是半道出家，由于傳統(tǒng)的教育專業(yè)劃分太細(xì)，導(dǎo)致了需要橫向集成的時候，各個專業(yè)如機(jī)械、電氣都轉(zhuǎn)向開發(fā)軟件，然而卻沒有良好的軟件工程訓(xùn)練導(dǎo)致做出來的軟件可復(fù)用性、友好性都很差，這也導(dǎo)致了工業(yè)軟件很難有良好的產(chǎn)品。

3.建設(shè)創(chuàng)新的土壤-文化

創(chuàng)新文化無論對于一個國家還是一個組織、企業(yè)都是必須鼓勵的，而工程師文化本身就是一種創(chuàng)新文化，重視工程師的工作價值、給予工程師良好的工程思維訓(xùn)練、規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)的職業(yè)習(xí)慣，并給予充分的信任、開放的環(huán)境，讓他們發(fā)揮自己的才華，這些都是文化基礎(chǔ)所能帶給產(chǎn)業(yè)的力量。

而今天，由于企業(yè)本身的決策中就“快錢”思想太濃郁，使得工程師往往要在非常短的時間里“仿制”別人的機(jī)器與系統(tǒng)，而這使得工程師沒有發(fā)揮自己想法的空間，而這種環(huán)境下無法真正訓(xùn)練出優(yōu)秀的工程師，也導(dǎo)致了工程師在企業(yè)里的話語權(quán)非常輕，沒有決策力，沒有良好的工程師文化氛圍，也就沒有創(chuàng)新的文化，也就無法形成持續(xù)的知識積累，而缺乏這些基礎(chǔ)，工業(yè)軟件自然無法良好的發(fā)展。