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<div style="background:#F3F3F3;border:1px solid #ccc;width:95%;margin-left:6px;margin-bottom:5px;padding:5px;font-size:12px;color:#000"><div class="tL">以下是引用黄培在2016-06-29 11:56的发言:</div><div class="tL" style="padding-top:10px;">这篇开山之作,真正诠释了“智能”的内涵,值得仔细学习。</div></div>感谢黄总的点评和推荐! --计算机辅助创新
制造技术与信息技术、自动化技术、智能化技术与互联网技术正在逐渐融合。赵总的文章深刻地揭示了技术演进与融合的规律。 --黄培
太厉害了,从实物的本质分析起,完善智能 20字箴言! --bikingfree
这篇开山之作,真正诠释了“智能”的内涵,值得仔细学习。 --黄培
--计算机辅助创新
--计算机辅助创新
学习了,查了下,网上很多人翻译成实体物理系统了 --sally.yin
赵兄十分严谨。我个人感觉cyber对应的是信息空间,physical对应的是实体空间(最好别翻译为物理),因此是否翻译为“信息与实体融合系统”? --黄培
方法无高低,知识有深浅 --【匿名用户】:E-works热心网友

软件不软,实力“五器”
本文标签: 软件 工业软件 软装备 知识 代码 信息化 两化融合 替代器 粘接器 赋能器 映射器 创新器 


何为软件?不同的组织和个人对软件有着不同的定义和理解:“软件是一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合”;“软件是与计算机系统操作有关的程序、规程、规则及任何与之有关的文档及数据的完整集合” “软件是包含程序的有机集合体,程序是软件的必要元素”;“广义的软件是指除了为了运行某一所需的除硬件设备以外的一切无形材料,如计算机程序、规章制度等”。

不管采用哪一种定义,基本上一个可以在硬件中运行的软件,其构成要素是算法、数据、指令、代码、程序等非物质化的要素。通常,在不借助显示介质的情况下,软件是看不见、摸不着的隐性事物,因此在人们的印象中,软件似乎是一种“柔弱之物”。其实,软件既不软,也不弱,恰恰相反,软件有着常人难以想象的巨大作用和强硬实力。人类社会已经到了离不开软件的地步。

一、软件分类

软件种类成千上万,总量无以计数,可能没有人能够说清楚世界上到底有多少种软件。一般来说国内业界认为软件大致可划分为三个基本类别:系统软件应用软件和介于二者之间的中间件

系统软件是诸如计算机、手机、工控机、PLC硬件系统中常见的操作系统类的软件,它负责管理和协调计算机系统中各种不同用途的硬件,为了同一个用途而共同工作,让计算机成为一个提供计算能力的通用基础设施。因此,所有用户和其他应用软件都可以把计算机当作一个整体看待而不必单独考虑底层的每个硬件是如何工作的。

应用软件则是根据用户和所服务的领域提供不同的应用功能。例如,办公软件、工业软件、语言处理软件、图象处理软件、网络管理软件、游戏软件、安全与保密软件、间谍与病毒软件、软件评测软件等。

中间件是一种独立的系统软件或服务程序,分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源,中间件位于客户机服务器的操作系统之上,管理计算资源和网络通信(IDC定义)。

而在维基百科上则把软件划分为四类,即系统软件、应用软件、设备驱动软件、恶意软件。不管怎么分类,系统软件和应用软件都是必不可少的基本类别。

仅仅是应用软件类中的工业软件,就是一个大家族,可以细分成很多种不同用途的软件,如机械自动化、生产自动化、企业管理信息化等不同的门类。如果再细分,则有CAXERPPLMMESOAEBMRO等专用软件,以及用于PLCDCSPAC/PLMCSCADA、工控机、嵌入式系统、信息安全、生产安全、工控供应链、工业以太网、现场总线、无线通讯、低//高压变频器、运动控制、机械传动、电机、电气连接、工业机器人、机器视觉、离散传感器、分析测试仪表、显示控制仪表、工业电源、机箱机柜、低压电器等领域的专属用途软件。

二、软件渗透

今天,伴随着计算机应用范围的全面覆盖,软件应用的范围越来越广,渗透到了社会的方方面面的每一个角落,每一根神经末梢。同时,由计算机发展出来的各种工控编程器、工业计算机、嵌入式设备等,各种测试仪器、医疗仪器、电视、广播、娱乐设备等,以及手机、平板电脑、可穿戴设备、VR/AR等各种智能硬件等,甚至在鼠标、显示器、游戏机、数码相机、光驱、硬盘、键盘、路由器、电子书、交换机、“猫”、U盘、主板、打印机、绘图仪等,都或多或少地加入了软件这个必不可少的组成部分。在那些看得见或看不见的角落里,软件都在发挥着我们想象得到或者想象不到的作用。在这些设备中,软件“体量”或大或小,从几十行代码到几十万行代码不等。

“假如没有软件”——已经成了一个有点儿吓人、难以想象、绝不可随意尝试的假设。因为如果没有软件支撑,所有的由操作系统控制和应用软件运营的设备都会瘫痪,所有的计算机、手机、工控机、机器人、数控机床、飞机、卫星、导弹、高铁、汽车等都将成为摆设。如此的话,电力系统会瘫痪,现代化工厂会停工,列车会停驶,银行证券保险等金融系统会错乱,网络服务会消失,所有人的手机都成了一块废铁,所有已记录的数字化数据都不可读。总之,一个没电、没网、没手机、没生产、没服务、缺了无数基本要素的社会,必定是一片混乱!

人类已经即将进入“软件化生存”的新时代(笔者在“软件加速工业文明的发展”一文中首提此概念)。未来,开发软件的能力,标志着一个国家的工业能力;使用软件的能力,标志着一个社会人的生存能力。

三、软件五器

事物总是辩证的、对立统一的。软件亦是如此。在人们的感觉与想象中,软件是很“软”的。

软件因其“软”而具有高度的灵活性、动态性、可变通性和可调配性。凡是装有软件的系统,总是能够呈现出较强的系统功能、较高的使用性能、较大的适用范围、较好的集成度和较快的修改与优化。

根据笔者多年的观察和思考,软件并非只有软的特性,而是软硬兼备,实力不凡,卓尔超群。笔者给软件做出了“五器”的评价与定位,以期恰如其分地反映软件的巨大作用:

1)软件是替代器,替代了过去的机械零件、机电零件、电子元器件,甚至是人和企业等系统要素,由此而产生高柔性、高效率

2)软件是粘接器,通过自动有序的数据流动,把不同零部件、不同系统要素连接、集成在一起,由此而产生新产品、新系统

3)软件是赋能器,可以让原有事物的逻辑变得更加强劲有效,让不易实现、不可实现的事物变得可以实现,由此而产生新动力

4)软件是映射器,把物理世界的事物尽量以数字化形式予以精确映射,模拟其形、其态,其变化与运动规律,由此而产生新认知

5) 软件是创新器,可以在数字虚体空间赋予人类无限想象力,激发人们创造出自然界原本并不存在的事物,由此而产生新创意、新事物

软件不软,机器/装备、企业、组织或个人都可以因为掌握了更多的软件而具有更强硬的竞争实力。不仅如此,软件还是走向智能系统的必备阶段。一个没有软件的系统,最多是以初级智能系统,无法成为智能水平较高的开放智能系统。(参见《三体智能革命》第一章)

软件的数量和代码容量可以基本反映出系统的智能水平,即在任何一个设备中,能嵌入软件的地方越多,嵌入的软件代码越多,软件代码所表达的算法越强大、越优化,那么,这个设备的功能就越强大,其自动化和智能化的水平就越高。从一个产品的软件代码数量,基本上可以看出这个系统的自动化和智能化程度。例如,目前谷歌无人驾驶汽车的软件代码已经达到了1千万行代码,微软的视窗软件大致有2.5千万行代码,而谷歌软件本身大约有20亿行代码!

软件打造了高科技企业的市值神话。从数年前截止到今年初,在全球市值最高的前十家企业中,苹果、谷歌、微软三大软件公司牢牢地占据前三名。中国的腾讯公司也凭借微信的助力而跃居第十名。这些事实不仅说明,软件可以创造价值、创造历史、创造神话,软件还可以创造史无前例的、难以想象的人均生产力或盈利能力。一般来说,大多数软件企业都比同地区、同员工人数的实体企业,高出数倍以上的利润、数十倍以上的股市市值。

四、“软装备

在两化融合的进程中,信息化毫无疑问是重中之重。但是,信息化是一个“大而泛”的概念,不太容易找到抓手。因此需要对新时期的两化融合的着力点给出新认识和新命题。

过去,我们在信息化领域推动了数码化、数字化、网络化、网络移动化等工作。今天,我们可以把新时期的工作重点放在“软件化”这个工作抓手上,明确提出以“两化深度融合中的软件化”作为未来十年的发展方向,所涉及的工作方向有制造软件化、工业软件化、工业技术软件化、工业知识软件化等。

以前,软件就是软件,一直相对独立发展,即使在制造业信息化中广泛应用的CAX软件,也只是一种辅助设计手段,很少进入产品本身。但是在今天,软件已经大举进入了各类机器设备、物理实体。软件已经不仅仅是软件,而是变成了“软零件、软部件、软机器”,最终会形成具有独特功能、既可独立存在也可以软硬结合的“软装备”。从制造业角度来看,零件、机器、设备、装备等都是典型的工业术语,在人们印象中都是由金属、非金属等实物构成。但是现在情况已经发生了巨大的变化,软件不仅仅是辅助设计工具,软件也变成了装备中的一部分,而且成为了关键核心技术,成为了机器/装备中的“思想者、定义者、统治者”。过去一个机器/装备一旦建成,再想改变其功能就非常困难。而现在只需要换一个版本的软件、调整几段程序代码就可以了。因此,软硬兼备,两手都抓,大力发展实体化硬装备和数字化软装备,是新工业革命的重要内涵之一。

软装备的内容,包含了在数字虚体空间运行、生成和存储的软件、算法、模型、代码、数据、知识、文档、图形图像、动画等,是一个涉猎非常广泛领域。而软件,是软装备的龙头部分,抓好软件建设,就很容易抓好软装备建设。

五、软件差距

215日,在由工信部信软司主办召开的《面向新工业革命的信息化和工业化深度融合研究》重大软课题专家研讨会上,笔者在发言中提到,我国工业体系中拥有39个工业大类、191个中类、525个小类,是一个举世无双、行业齐全的工业体系,几乎可以生产任何产品。但是,我国的软件体系,却处于门类残缺、比较落后、受制于人的尴尬境地。很多软件我们尚不能开发,可以开发的同类软件在技术**们也比国外落后30-50年,特别是工业软件。如何振兴和打造属于中国人的工业软件体系?这是一个两化深度融合的重大命题。

软件开发,是一个高投入、高风险、高智力、高价值的行业。没有资金,没有人才,没有工业技术积累,都不可能开发出优秀的工业软件。腾讯的微信软件和阿里巴巴“双宝”的成功,说明了中国人在软件开发方面有着不俗的才能和底气,凡是能突击赶上的软件领域,我们都可以迎头赶上。从当前国情来说,资金和人才并不是问题,而且可以以较快的速度获得。但是,毕竟社交与商务软件的开发比工业软件要容易得多。涉及到工业技术积累的工业软件就没有那么简单了。

工业软件集成了工业革命百年以来人类最优秀的工业知识和技术积累,并且有千千万万的开发者在前仆后继不断补充和优化这些数字化知识,任何一个个体所拥有的知识都无法与其抗衡。我国的国情是还没有走完工业化的发展历程,就提前跨入了信息化的国际进程,从工业化到信息化都是半路出家,边学边干,缺乏工业技术积累。

笔者的观点是:人类社会的发展阶段是可以跨越的(如西藏从解放时的半农奴、半封建社会,快速跨入了社会主义初级阶段),但是作为工业化结果之一的工业积累过程是不可跨越的,因为工业化是一个必须要扎实、按需、按序走完的历程,浮躁不得,心急不得。或许我们并不需要花同样的时间去重复西方国家走过的工业化道路,但是这个历程中的每个关键环节都是必须要遍历的,是不能图省事而忽略或省略关键步骤的。因此,当我们试图开发工业软件时,马上就会发现在很多专业细节上,我们面临着缺乏算法、缺乏关键数据、缺乏经验公式、缺乏相关理论知识等窘境,这一点,在工程仿真软件、工业专用软件等特别需要工业技术积累的软件中表现十分突出。

任正非曾经说过,华为之所以能够在国际市场取得今天的成绩,就是因为华为十几年来真正认认真真、恭恭敬敬地向西方公司学习管理,真正“走上了西方公司走过的路”。以更好的方式走同样的路,没有跨跃省略,没有投机取巧,注重技术积累,着力沉淀知识,由此而取得了后发优势,这是华为的成功带给我们的重要启示。

除了工业技术积累,在软件体系架构等方面,中国也与国外有较大的差距,严重缺乏软软件架构人才,而一个好的软件架构师是需要很多年的培养与实践的。另外,在软件知识产权保护方面,国内也往往流于形式,普遍存在、难以惩戒的盗版现象让很多国产软件开发公司失去了开发原创软件的动力。这些差距和弊端,都严重制约了中国软件产业的发展。

六、小结

软件不软,是工业硬实力和巧实力的综合体现。人类社会的正常运行已经离不开软件。

今天的软件已经不仅仅是软件,而是变成了“软零件、软部件、软机器”,最终会形成具有独特功能、既可独立存在也可软硬结合的“软装备”。软硬兼备,两手都抓,大力发展实体化硬装备和数字化软装备,是新工业革命的重要内涵之一。

软件是替代器、粘接器、赋能器、映射器、创新器,无论是机器/装备、企业、组织或个人都可以因为掌握了更多的软件而具有更强硬的竞争实力。

我国的软件与国外相比,功能和水平都差距巨大,而且门类残缺。工业软件的开发,不仅取决于资金、人才,更取决于工业技术的积累,只有踏踏实实地实践、认认真真地积累和沉下心来感悟提炼,才能让自主原创软件走向发展与壮大,而任何投机取巧、忽视积累、山寨抄袭、冒进浮躁的心态与做法都是徒劳无益的。




作者简介赵敏——中国发明协会常务理事,发明方法研究分会会长,英诺维盛公司总经理。国内著名创新方法专家、两化融合/智能制造专家,“走向智能论坛”核心专家。高级工程师。34年来一直致力于企业如何实现创新、转型的研究与实践,对TRIZ发明方法学、CAX、PLM、KE/KM、精益研发、智能制造、工业4.0等企业技术创新、管理创新和企业信息化专题有着深入的研究和独到的见解,在国内外媒体和国际国内学术会议发表文章和论文百余篇,为企业解决众多技术难题。著有《创新的方法》、《TRIZ入门及实践》、《知识工程与创新》、《TRIZ进阶及实战》、《三体智能革命》等专著、合著。


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发表于: 2017-03-06 11:35 阅读(3006) 评论(1) 收藏 好文推荐

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