上周在深圳參加了一個(gè)極客社區的會(huì )議,有受了點(diǎn)讀書(shū)人和技術(shù)極客的熏陶,讓我這顆已經(jīng)干涸如“深冬老臘肉”的事業(yè)心,又增添了一味獨門(mén)香料。
說(shuō)來(lái)慚愧,回到西安之后,一直在惡補機電系統建模和數學(xué)方面的基礎知識,仿佛是回到了十七年前上大三的時(shí)候,在2號樓空蕩蕩的階梯教室里生啃胡壽松的《自動(dòng)控制原理》。我發(fā)自?xún)刃牡挠X(jué)得,外語(yǔ)和數學(xué)是要往死里學(xué)的,前者是將人帶出偏狹的梯子,后者是幫人沖破膚淺的鉆頭。
在討論現代性的時(shí)候,掌握話(huà)語(yǔ)權的那波人往往有意無(wú)意地在淡化一個(gè)顯而易見(jiàn)的事實(shí):從文化意義上講,當代這波人真正能談得上優(yōu)于古人的地方,在于由STEM學(xué)科調動(dòng)起來(lái)的精氣神。其他的種種,相對于古人,不值一提。
市場(chǎng)工作的“一個(gè)中心”是“價(jià)值”,兩個(gè)基本點(diǎn)是“虛”與“實(shí)”。大而化之地講,價(jià)值源于利益增殖和利益維護。任何需求分析的第一步肯定是利益分析??床磺謇纥c(diǎn)的人根本就不可能分清楚“虛”與“實(shí)”的界限,就更別提“虛實(shí)相生”的高端操作了。
擋人財路,白頭如新;一起發(fā)財,傾蓋如故。說(shuō)來(lái)容易,然而,若沒(méi)有一顆冷靜、清凈、沉靜、干凈的心,若認識不到燦爛星空和道德法庭的煌煌天威,又怎么能真的在紛繁復雜的局面中,看清涉眾的利益所在呢?
多說(shuō)無(wú)益,匆匆幾十載光陰而已,還是要走能夠凝練精氣神、調動(dòng)精氣神的路徑。確實(shí)有很多東西可以寫(xiě),也確實(shí)很難著(zhù)墨。仙緣深者親緣薄,靈秀聚處妖精多。志在刪述,不羨仙神。
書(shū)歸正傳,既然更新了,就要有點(diǎn)干貨。上半年用了一個(gè)周的時(shí)間,稍微梳理了一點(diǎn)國產(chǎn)工業(yè)軟件的陳年舊事。剛才整理電腦的時(shí)候看到了,于是就有了這篇推文。
第一個(gè)階段,從1956年到1986年,“自給自足”
這一時(shí)期非常明顯的體現了工業(yè)軟件作為服務(wù)業(yè)的本質(zhì)特征:工業(yè)部門(mén)遇到的技術(shù)問(wèn)題,必須通過(guò)計算來(lái)解決;于是就開(kāi)發(fā)程序,以充分利用計算機的算力。
在這一時(shí)期,與計算機的交互靠的是打孔紙帶,而算力也是很稀缺的,如果以今天的詞匯來(lái)形容,毫不夸張的說(shuō),所有的用戶(hù)都需要親自開(kāi)發(fā)軟件,所有的軟件開(kāi)發(fā)都是知識軟件化,所有的軟件都是工業(yè)軟件。
在美國,戰爭時(shí)期計算彈道以及破譯密碼等計算任務(wù)需要有非常高的計算效率,就推動(dòng)了電子計算機的迅速發(fā)展;加工直升飛機螺旋槳葉片和超音速飛機翼盒等新型航空金屬結構件的需求推動(dòng)了數控技術(shù)的發(fā)展,在數控技術(shù)發(fā)展中開(kāi)發(fā)的數控編程技術(shù)跟計算幾何以及人機交互圖形顯示技術(shù)的結合催生了CAD技術(shù)。這一點(diǎn)一定要注意,我們現在看到的CAD軟件,這個(gè)技術(shù)路線(xiàn)是服務(wù)于加工制造的,并沒(méi)有涉及到狀態(tài)空間,更不能說(shuō)覆蓋了“設計”的本質(zhì)。
在中國,“兩彈一星”等國防科研任務(wù)對計算機的需求直接催生并加速了國產(chǎn)計算機的研制和中科院計算所的誕生,而中科院計算所三室的馮康等人在解決劉家峽水電站建設中遇到的壩體計算問(wèn)題時(shí),獨立創(chuàng )立了“有限元計算方法”。1965年前后是中國CAD/CAM技術(shù)的起源。從六十年代中期開(kāi)始研究CAD/CAM技術(shù)在造船、航空工程中的應用。航空625所數模課題組大約從1965年開(kāi)始從事飛機數模軟件的研制,發(fā)展為1994年1月通過(guò)鑒定的微機版CADS系統。船舶領(lǐng)域大約從1967年開(kāi)始將計算機技術(shù)應用于曲線(xiàn)曲面。
我將1986年定為這一階段的結束。因為我從一份資料上看到,到了1986年左右,我國大部分工業(yè)行業(yè)都已經(jīng)引進(jìn)了CAD工作站和圖形設備,軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境與技術(shù)水平已經(jīng)發(fā)生了根本性的變化。
第二個(gè)階段,從1979年春天到1990年底,現代cad/cae/cam設備引進(jìn)與技術(shù)學(xué)習階段
吳偉仁院士在國防科工局質(zhì)量與標準化司任職時(shí),撰寫(xiě)“軍工制造數字化”的文章,指出我國的軍工制造業(yè)數字化“船舶工業(yè)早,航空工業(yè)好”。
1979年4月日,航空工業(yè)部代表團出發(fā)考察美國飛機工廠(chǎng)的數字化技術(shù)應用狀況,考察了道格拉斯公司的CADD軟件、洛克希德公司的CADAM軟件以及其他多種軟件,對CAD技術(shù)在飛機生產(chǎn)中的應用有了完整、深刻的認識。
1983年2月,航空工業(yè)部先遣小組應邀前往德國MBB公司軍用機分部洽談共同研制“飛機三維幾何設計、數控加工和產(chǎn)品數據管理”集成系統。此項目1984年正式實(shí)施,由625所牽頭,派出20人在MBB開(kāi)發(fā)了4年時(shí)間,使用IBM主機、5080圖形終端、Fortran77和C語(yǔ)言研制了LOGICA復雜曲面設計系統,完成了原定計劃這就是中德合作的CADEMAS計劃。
1985年4月,中國航空精密機械研究所與香港太古電訊電子公司在北京聯(lián)合舉辦第一屆“微機CAD技術(shù)交流會(huì )”,會(huì )議重點(diǎn)推介了IBMPC/XT的CAD系統。這一時(shí)期,IBM的圖形工作站被國內各行業(yè)大量引進(jìn)。航空工業(yè)之前在國產(chǎn)計算機上開(kāi)發(fā)的軟件(軟件化的工業(yè)技術(shù)),開(kāi)始移植到更先進(jìn)的進(jìn)口計算機和圖形設備上。
1986年12月31日《洪都科技》報道,320廠(chǎng)研制的計算機輔助幾何設計/輔助制造(CAGD/CAM)小型系統軟件NCP33曲面加工系統在1984年通過(guò)部級成果鑒定,并被推廣到601所、611所、603所,在10號工程風(fēng)模制造中發(fā)揮作用。系統最初利用的是國產(chǎn)719電子計算機、國產(chǎn)SHJ-3A數控繪圖機等,使用ALGOL-60語(yǔ)言;1985年轉換為使用FORTRAN-77語(yǔ)言在IBM-PC/XT計算機以及IBM-4341計算機上實(shí)施的版本。西飛研制了數模和數控加工編程系統AD80和NC87,西飛研制的“飛豹”就是用AD80的孔斯曲面建立全機數模,并用N87繪制全部理論模線(xiàn)和結構模線(xiàn)并加工飛機零件,然后又通過(guò)自編的接口程序將AD80數模等價(jià)轉換成CATIA的貝塞爾曲面。在這個(gè)技術(shù)基礎上,創(chuàng )造新的軟件。
1987年1月1日《科技日報》報道,中國科技報與中央電視臺共同推選出的1986年我國十項重大科技成果,第一項是航空603所的“計算機輔助飛機設計制造管理系統”。1986年5月1日,《南京航空航天大學(xué)學(xué)報》報道了南航自研的B-SURF三維CAD系統及其在無(wú)人機研制中的應用。南航與成飛合作在B-SURF的基礎上研制了C-SURF曲面造型加工系統,建立了殲7改飛機的外形數模,繪制結構模線(xiàn),并加工了工藝裝備和飛機零件共1600件。1996年1月,成飛完成了部級鑒定的FA-CAD/CAPP/CAM集成系統。這一時(shí)期,經(jīng)過(guò)“六五”和“七五”的科技攻關(guān)計劃,再加上中國工業(yè)界與歐美國家的密切交流與合作,可以認為中國工業(yè)界已經(jīng)掌握了CAD/CAM技術(shù)的概念,已經(jīng)具備了大范圍推廣應用2維CAD以提升的基礎。
第三個(gè)階段,從1990年到2000年,全國范圍內推廣二維CAD技術(shù)
1991年,時(shí)任國務(wù)委員宋健提出“甩掉繪圖板”,“甩圖板”工程開(kāi)始。全國“CAD應用工程”協(xié)調指導小組是由國家科委、國家計委、國家經(jīng)貿委、國防科工委、中科院、國家教委、國家技術(shù)監督局、機械部、電子部、建設部、航空總公司以及全國電子信息系統推廣辦公室等部門(mén)聯(lián)合組成。工程目標是到2000年在國民經(jīng)濟的主要部門(mén)的科研、設計單位和企業(yè)大面積普及CAD技術(shù),甩掉圖板,實(shí)現工程設計和產(chǎn)品設計的現代化,提高設計工作效率和質(zhì)量,擴大我國CAD市場(chǎng),建立我國的CAD產(chǎn)業(yè)。
“九五”期間,“計算機輔助設計(CAD)應用工程研究開(kāi)發(fā)及應用示范”已建立600多個(gè)CAD應用示范企業(yè),累計培訓CAD技術(shù)應用人員50多萬(wàn)人,在全國33個(gè)部門(mén)、省市大面積推廣應用,使工程設計行業(yè)和機械設計行業(yè)應用CAD技術(shù)的普及率和覆蓋率分別達到90%和40%以上。
開(kāi)發(fā)出大型商用集成電路設計工具:“熊貓2000系統”。設置的專(zhuān)項包括:集成電路CAD技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)(一期)、石化應用軟件典型示范工程及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、CAD應用工程技術(shù)開(kāi)發(fā)與應用示范、國道主干線(xiàn)設計集成系統開(kāi)發(fā)研制、CIMS推廣應用與示范工程等。
眾多國產(chǎn)CAD企業(yè)如雨后春筍般的建立起來(lái)。產(chǎn)生了凱思(中科院軟件所)、開(kāi)目(華中理工大學(xué))、CAXA(早期叫北航海爾、華正,發(fā)源于北航)、凱圖CAD(華中理工大學(xué))、中國CAD(深圳喬納森)、高華CAD(清華大學(xué))等自主平臺的二維CAD系統,以及基于A(yíng)UTOCAD二次開(kāi)發(fā)的InteCAD(天喻CAD的前身,華中理工大學(xué))、艾克斯特(清華大學(xué))、天河CAD(清華大學(xué))、浪潮CAD(華天軟件的前身,山東大學(xué))、大天CAD(浙江大學(xué))、中望CAD、天舟CAD、大恒CAD等系統,開(kāi)創(chuàng )了一段國產(chǎn)二維機械CAD發(fā)展的黃金時(shí)代。
這個(gè)階段,也是外商大巨舉進(jìn)入中國市場(chǎng)的時(shí)期。1994年,北京國際CAD展覽會(huì )是我國首屆CAD展示會(huì ),參會(huì )的有autodesk公司、EDS公司、美國IMAG工業(yè)公司、Viewlogic系統公司、美國PTC公司、大恒、華勝、華遠、清華計算機、華中理工大學(xué)CAD中心、中軟等國內外廠(chǎng)商參展。
第四個(gè)階段,從2001年到2010年,是“制造業(yè)信息化”工程的實(shí)施
“十五”科技攻關(guān)計劃設立了“制造業(yè)信息化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)及應用工程”(簡(jiǎn)稱(chēng)“制造業(yè)信息化工程”),以“九五”期間開(kāi)展的CAD/CIMS應用示范工程為基礎,在全國范圍內重點(diǎn)推廣應用以CAD為代表的單元技術(shù)、以CIMS為代表的集成技術(shù),從關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、推廣應用、技術(shù)服務(wù)等多方面建設我國制造業(yè)信息化的發(fā)展體系與環(huán)境。
“十一五”期間,雖然沒(méi)有了科技攻關(guān)計劃,但制造業(yè)信息化科技示范工程仍舊在實(shí)施。我們見(jiàn)到了“制造業(yè)信息化科技示范工程”的“十二五”規劃,也得知科技部曾舉辦過(guò)“制造業(yè)信息化十三五戰略規劃討論會(huì )”,然而,并未見(jiàn)到實(shí)施的跡象。
通過(guò)制造業(yè)信息化工程,創(chuàng )造了巨大的市場(chǎng)空間,也培育大量管理類(lèi)工業(yè)軟件軟件廠(chǎng)商以及優(yōu)秀的咨詢(xún)服務(wù)機構。然而,產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的道路堵在了三維CAD,堵在了全三維設計技術(shù),堵在了制造系統集成,堵在了協(xié)同設計和并行工程等研發(fā)模式,堵在了“虎頭蛇尾”的B2B業(yè)務(wù)模式??芍^是玄風(fēng)日盛,代理崛起,脫實(shí)向虛,產(chǎn)業(yè)凋零。
在這樣的大背景下,以全中國第一架全三維數字樣機為開(kāi)端,持續十年的“飛機制造業(yè)數字化工程”為整個(gè)工業(yè)體系的數字化事業(yè)探索了道路,涵養了元氣。
第五個(gè)階段,從2008年開(kāi)始,持續到現在
工信部組建之初,即提出了“工業(yè)軟件”的概念。這是一個(gè)歸納性的術(shù)語(yǔ),在最初是用來(lái)統籌技術(shù)類(lèi)軟件、管理類(lèi)軟件、工控軟件等幾個(gè)領(lǐng)域,將它們統合為新興信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)下的一個(gè)行業(yè),由新成立的軟件服務(wù)業(yè)司進(jìn)行行業(yè)管理。
科技部和工信部是截然不同的兩種運行思路,一言以蔽之,對于企業(yè)來(lái)說(shuō),科技口以計劃預算投喂企業(yè),而工信口通過(guò)產(chǎn)業(yè)政策塑造行業(yè)與市場(chǎng),通過(guò)行業(yè)自律和市場(chǎng)競爭對企業(yè)進(jìn)行優(yōu)勝劣汰。
科技口的基本管理單元是項目,而項目的優(yōu)劣是評出來(lái)的;工信口最小的關(guān)注對象是商品和商業(yè)解決方案,成交與否取決于消費者的選擇。這就是“轉階段”的基本出發(fā)點(diǎn)。
2017年是“工業(yè)技術(shù)軟件化產(chǎn)業(yè)”元年,2020年是“工業(yè)軟件”元年,我們已經(jīng)可以清楚地看到工業(yè)技術(shù)軟件化行動(dòng)對工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)。2021年10月11日,中國船舶科學(xué)研究中心、深海技術(shù)科學(xué)太湖實(shí)驗室發(fā)布了系列船舶工業(yè)CAE軟件,包含兩個(gè)通用軟件:三維水彈性力學(xué)分析軟件(ICS-THAFTS)、海洋結構分析通用軟件(ICS-SAM);三個(gè)專(zhuān)用軟件:船舶流體力學(xué)CFD軟件(ICS-NaViiX)、船舶第二代完整穩性衡準評估軟件(ICS-HydroSTAB)、螺旋槳先進(jìn)設計系統(ICS-PRADS)。
2021年12月30日,首屆“國防科技工業(yè)軟件高峰論壇”在云端舉辦,航天科工集團發(fā)布一批具有自主知識產(chǎn)權的工業(yè)軟件,包括了云架構產(chǎn)品數據管理平臺、系統設計與仿真軟件、云雀協(xié)同研發(fā)平臺、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)邊緣云、健康管理云服務(wù)平臺等系列工業(yè)軟件。時(shí)任航天科工總經(jīng)理、黨組副書(shū)記劉石泉表示,航天科工將繼續大力推動(dòng)工業(yè)技術(shù)軟件化,將航天系統工程及航天專(zhuān)業(yè)技術(shù)優(yōu)勢凝結為具有航天特色的工業(yè)軟件成果。
筆觸就停在這里了。在這一時(shí)期,在數字經(jīng)濟的旗幟下,弄潮的主力軍是“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”。很多本是用來(lái)滿(mǎn)足長(cháng)尾需求的工程軟件,也扯著(zhù)各種各樣的旗子往“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的路徑上歸攏。史海沉鉤,何談春秋,十年后再看吧。
我曾畫(huà)了一幅圖,歸攏了不同主體的行動(dòng)。這個(gè)圖的源文件,在四月份的時(shí)候也發(fā)給了幾位關(guān)心產(chǎn)業(yè)發(fā)展的老師。這里還是要特別感謝一下知名不具的馮老師,素未謀面,領(lǐng)域也沒(méi)有交集,但在我寫(xiě)公眾號的大半年以來(lái),總是時(shí)不時(shí)地支持和鼓勵。寫(xiě)到這里,想起來(lái)了。
上面這幅圖,是國家層面、原國家科委以及后來(lái)的科技部發(fā)展國產(chǎn)工業(yè)軟件的措施。
2008年工信部成立后,才有了我們現在講的“工業(yè)軟件”這個(gè)詞。在軟件司/信軟司/信發(fā)司的領(lǐng)導下,工信部一所和電子五所重拳出擊。很多人覺(jué)得工業(yè)軟件發(fā)展得不好,但問(wèn)題是,結合歷史想一想,在自然狀態(tài)下,產(chǎn)品化的工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)也許本來(lái)是不會(huì )存在的。舉個(gè)最簡(jiǎn)單的例子,2006年,做得很不錯的新洲三維毅然轉行做起了工程服務(wù)。并不能以在當前環(huán)境中形成的視角去看過(guò)去發(fā)生的事。工信部提工業(yè)軟件之后,至少扶起來(lái)一個(gè)數碼大方。
中科院系統的輝煌,還是在于研制國產(chǎn)計算機?,F在很多講“自主”的原教旨主義者很搞笑。講真,真要講全自主,是要在“信創(chuàng )”的基礎上講的。有的“國產(chǎn)基礎軟件”用了一堆GPL協(xié)議的開(kāi)源軟件,還要講點(diǎn)情懷、講點(diǎn)“根技術(shù)”,也就能騙騙大學(xué)里面既沒(méi)有經(jīng)過(guò)工程毒打、也沒(méi)有經(jīng)過(guò)社會(huì )毒打的孩子們。
產(chǎn)業(yè)生態(tài)這部分圖要分成兩張。上面這第一章,我把壓艙石給到“e-works”成立這個(gè)事件。遙想當年我才從工程師轉到市場(chǎng)工作時(shí),正是從e-works的工作中對整個(gè)產(chǎn)業(yè)的概況有了宏觀(guān)了解。黃博士他們在2020年左右寫(xiě)的工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)文章,列舉了一千多家企業(yè)。e-works樹(shù)立了一個(gè)產(chǎn)業(yè)服務(wù)機構的樣板。扎根這樣的土壤和環(huán)境,是他的成功,也是他的遺憾。都在說(shuō)為什么沒(méi)有西門(mén)子,沒(méi)有達索系統。有沒(méi)有想過(guò),為什么沒(méi)CIMData,沒(méi)有ARC?
產(chǎn)業(yè)生態(tài)第二張圖,各種會(huì )議和大賽。市場(chǎng)工作者要多參會(huì ),工程師們要多參賽。還是要珍惜這個(gè)好年景。
正如吳院士點(diǎn)評軍工數字化:“船舶工業(yè)早,航空工業(yè)好”。不是說(shuō)航天不好,航天要保密,航天是工程數字化。不信去看看陳月根先生編著(zhù)的《航天器數字化設計基礎》,領(lǐng)略一下航天人全面深入嚴謹的治學(xué)態(tài)度。如果要講商業(yè)航天,航天是要向航空學(xué)習的,成本、質(zhì)量、效率、產(chǎn)量、用戶(hù)體驗等等。我好像看過(guò)1978年還是1979年,航空工業(yè)跟洛克希德飛機公司交流數字化制造技術(shù)的會(huì )議紀要,好像是五本,我只看過(guò)一本。航空301所在很早的時(shí)候也編寫(xiě)過(guò)飛機數字化工程相關(guān)的煌煌巨著(zhù)。我們在外部也只能從類(lèi)似于范玉青教授他們編寫(xiě)的《大型飛機數字化制造工程》這樣的大本子書(shū)中管中窺豹。航空工業(yè)寫(xiě)了很多書(shū),制訂了很多標準。我至少有30%的數字化認知,是被航空工業(yè)出版的各種材料喂出來(lái)的。我覺(jué)得有必要把航空工業(yè)的圖放大一點(diǎn)看。
上圖是1975年之前做的事。
上圖是90年代之前做的事。
上圖是90年代之后做得事。
我真的是有點(diǎn)感慨,有很多人只是認識幾個(gè)領(lǐng)導,拿了幾個(gè)學(xué)位,見(jiàn)過(guò)幾個(gè)產(chǎn)品(也許就是我自己),就敢在各種專(zhuān)家面前瞎逼逼,就敢各種指點(diǎn)江山。并不是什么“江山父老能容我”的情懷讓這些水貨大行其道,說(shuō)不定真的只是因為真“專(zhuān)家”們忙得沒(méi)時(shí)間看這些低層次無(wú)意義的事。
外資進(jìn)退。心情很復雜,不想講。有不是建立在開(kāi)放合作交流基礎上的現代化嗎?
懷念老先生們!我上周還在說(shuō),這年代怕是再也培養不出那般純粹可愛(ài)的讀書(shū)人了,且行且珍惜吧。很多時(shí)候,人只要能正視自我的局限,克服自身的傲慢虛榮,就比很多人擁有更大的成功概率了。
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Modelica相關(guān)的書(shū),還是要看一下陳立平、周凡利、丁建完三位寫(xiě)的那本《工程物理系統建模與仿真》。
期前一段時(shí)間太懶了,還是要穩定更新的。