四、工業(yè)技術決定數(shù)字技術的工業(yè)屬性
通常大家認為數(shù)字技術具有 ICT 屬性,而不是工業(yè)屬性。本文通過研究分析后得出的結論恰恰相反,數(shù)字技術必須建立在高度發(fā)達的工業(yè)基礎之上,其本質(zhì)和內(nèi)涵都是由工業(yè)技術決定的。
眾所周知,光刻機是關鍵、核心工業(yè)裝備,沒有光刻機就無法制造超大規(guī)模集成電路芯片。其實,芯片制造是由一系列工業(yè)技術決定的,除光刻機之外,僅從材料上看,晶圓制造的主要材料包括硅片、光掩模、光刻膠、光刻膠輔助材料、濕電子化學品、拋光材料、電子特種氣體、拋光材料、濺射靶材及其他材料,封裝材料包括封裝基板、陶瓷基板、引線框架、鍵合絲、包裝材料及芯片粘接材料等各種工業(yè)產(chǎn)品。
從上述簡單事實可知:沒有光刻機、各種工業(yè)材料和裝備,就沒有各式各樣的電腦(臺式機、膝上機、平板、服務器、手機、工業(yè)機等)和網(wǎng)絡,就沒有各類數(shù)字化技術。換言之工業(yè)軟件、傳感器、芯片、網(wǎng)絡等數(shù)字技術,并不是因其用于工業(yè)才具有工業(yè)屬性,而是從其出生的那一刻起,就先天帶有工業(yè)基因,由工業(yè)技術所承載、所決定。
工業(yè)和信息化部原副部長楊學山曾提出過相同的觀點。他認為,“數(shù)字產(chǎn)生于實體”“無論何種數(shù)字或數(shù)字能力,都基于工業(yè)技術發(fā)生、發(fā)展”。本文認為,數(shù)字技術由工業(yè)技術決定,基于工業(yè)技術發(fā)展,數(shù)字技術具有間接的工業(yè)屬性。說到底,軟件屬性、網(wǎng)絡屬性、大數(shù)據(jù)屬性、ICT 屬性,本質(zhì)上是以工業(yè)屬性為基礎所展現(xiàn)出來的多元化屬性。
五、工業(yè)軟件必然具有工業(yè)屬性
在工業(yè)軟件的基因傳承上,軟件是數(shù)字原生產(chǎn)品。由于工業(yè)技術決定了數(shù)字技術,即使是非工業(yè)軟件,也具有間接的工業(yè)屬性,工業(yè)軟件具有直接的工業(yè)屬性。
在工業(yè)軟件的內(nèi)容發(fā)展上,無論是交互式 工業(yè)軟件,還是嵌入式工業(yè)軟件,都在不斷增強其自身的工業(yè)內(nèi)容,例如 CAX 類工業(yè)軟件可以對物理實體對象各個方面的特征進行可視化 建模和行為模擬,如系統(tǒng)架構模型、結構幾何模型、應力分析模型、動力學模型、疲勞損傷模型、控制模型、嵌入式軟件模型等。這些數(shù)字化模型是對工業(yè)系統(tǒng)中物理實體行為的精準抽象和封裝,是將大量工業(yè)技術原理、行業(yè)知識、基礎工藝、模型機理等通過抽象轉(zhuǎn)化為規(guī)則化、模塊化的數(shù)字表達,從而實現(xiàn)在數(shù)字空間中對物理產(chǎn)品的工業(yè)屬性和狀態(tài)(比如形狀、運動、特性等)進行模型化表達。
在工業(yè)軟件所實現(xiàn)的工業(yè)控制上,筆者在《鑄魂:軟件定義制造》前言中寫道:未來的智能制造,是每一個原子都可以被軟件給出的比特數(shù)據(jù)精準控制的制造。這種控制體現(xiàn)在機器、材料的構成上,比特數(shù)據(jù)將會恰當?shù)匕才藕涂刂泼恳粋€原子的位置以及原子之間的相對位置,會精準地控制每一個零件的形狀和屬性,精準地控制各個零件所在位置,還會精準地控制這些零件之間的相互運動以及耗能等。
綜上所述,工業(yè)軟件是工業(yè)化的頂級產(chǎn)物。它如容器一般盛裝了人類工業(yè)知識,展現(xiàn)了工業(yè)機理和計算依據(jù),承接了工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù),輸出了輔助決策的可視化數(shù)據(jù)和操控設備的數(shù)字指令,同時,也展示和確定了工業(yè)軟件所具有的強大工業(yè)屬性。
六、如何判斷工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)屬性
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)軟件的關系密不可分。第一,二者都帶有“工業(yè)”這個與生俱來的標簽,因為工業(yè)軟件和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),都是誕生于工業(yè)領域,例如早期的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)誕生于工業(yè)現(xiàn)場總線,后演變成為工業(yè)以太網(wǎng)。第二,在機器設備的 PLC 和 CU 中就有嵌入式工業(yè)軟件,它們往往以固件的形式運行在機器設備的嵌入式系統(tǒng)中,打包在設備中整體銷售,不單獨計算或統(tǒng)計,因此大多不為人知。第三,伴隨著軟件工具上云、業(yè)務統(tǒng)上云、工業(yè) APP 的開發(fā),很多傳統(tǒng)架構的工業(yè)軟件已經(jīng)開始有部分或全部功能向云端遷移。新型架構的工業(yè)軟件在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上安家落戶。第四,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在朝著“工業(yè)操作系統(tǒng)”“工業(yè)安卓”的方向發(fā)展,成為一種新型的工業(yè)基礎類軟件。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是工業(yè)軟件的一種新型應用,基本功能由工業(yè)軟件決定,因此工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)原生具有工業(yè)屬性。
七、小結
本文提出的工業(yè)屬性屬研究階段結論,對于系統(tǒng)認識系列的“工業(yè) XX”事物,有較強的指導意義。
第一,凡是包含41大類、207 中類、666小類工業(yè)知識(如常識、經(jīng)驗,訣竅、標準、機理模型、算法、最佳工藝數(shù)據(jù)、標準等)并服務于“41-207-666”產(chǎn)品的研發(fā)設計、生產(chǎn)制造、運維保障和經(jīng)營管理的軟件,都是工業(yè)軟件并具有工業(yè)屬性。
第二, 當一個軟件中的數(shù)據(jù)源于工業(yè)現(xiàn)場,優(yōu)于工業(yè)模型,應用于工業(yè)終端,這些數(shù)據(jù)必然具有工業(yè)屬性,而處理這些數(shù)據(jù)的軟件必然是工業(yè)軟件且具有工業(yè)屬性。進一步分析后認為:數(shù)字技術具有間接的工業(yè)屬性。軟件屬性、網(wǎng)絡屬性、大數(shù)據(jù)屬性、ICT 屬性本質(zhì)上是以工 業(yè)屬性為基礎所展現(xiàn)出來的多元化屬性。
第三,工業(yè)軟件是工業(yè)化的頂級產(chǎn)物。它如容器一般盛裝了人類工業(yè)知識,形成了豐富、完整的數(shù)字化工業(yè)知識體系,具有超越工業(yè)實體的、更為強大的工業(yè)屬性。
第四,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基本功能由工業(yè)軟件決定,因此工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)原生具有工業(yè)屬性。
工業(yè)軟件的工業(yè)屬性具有豐富而深刻的內(nèi)涵,目前的研究還處于初級階段。研究工業(yè)屬性的方式、方法和技術路徑有很多,本文僅從幾個方面做了一些初步思考。只有厘清事物發(fā)展的規(guī)律和相互關系,界定工業(yè)屬性的明確內(nèi)涵和范疇,才能讓研究漸入佳境。本文旨在起到拋磚引玉作用,讓工業(yè)屬性研究走向深入。
作者簡介
趙敏,走向智能研究院執(zhí)行院長,英諾維盛公司總經(jīng)理,工業(yè)軟件工程化技術及應用工信部重點實驗室學術委員會委員,中國發(fā)明協(xié)會發(fā)明方法研究分會會長,創(chuàng)新方法研究會常務理事,正高級工程師,研究方向:兩化融合、智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)軟件著名專家、U-TRIZ 創(chuàng)始人;
楊春暉(通信作者) ,工業(yè)和信息化部電子第五研究所副總工程師,工業(yè)軟件工程化技術及應用工信部重點實驗室主任,全國信息技術標委會軟件工程分委會委員、國際標準化組織 IECTC56 專家,中國電子學會可靠性分會副主任委員,中國工業(yè)技術軟件化產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副秘書長,正高級工程師。















