工業軟件的七大演進趨勢!






隨著製造業競爭的加劇和客戶需求的個性化,製造企業對工業軟件提出了越來越高的要求!

工業軟件的七大演進趨勢!

文:e-works CEO/總編 黃培博士

9月28日,e-works在深圳舉行了第三屆工業軟件與製造業融合發展高峰論壇,我在論壇上發表了主題演講,分析了工業軟件的發展與演進趨勢。

工業軟件具有鮮明的行業特質,不同行業、不同生產模式、不同產品類型的製造企業,對工業軟件的需求差異很大,因此,工業軟件需要很強的可配置性,並具備二次開發能力。工業軟件蘊含著業務流程和工藝流程,包含諸多算法,因此在企業應用需要結合企業的實際需求進行實施和落地。製造企業需要應用的工業軟件類型眾多,要取得實效,需要做到工業軟件的集成應用,構建集成平台。

工業軟件的七大演進趨勢!

近年來,隨著製造業競爭的加劇和客戶需求的個性化,製造企業對工業軟件提出了越來越高的要求;而互聯網、物聯網、移動通信的快速發展,計算和存儲能力的迅速提升,軟件開發技術的不斷創新、虛擬現實/增強現實以及三維技術的普及,也為工業軟件發展帶來新的機遇。

在這種背景下,工業軟件正在從以下七個方面進行演進。

1

工業軟件正在重塑製造業

工業軟件的重要程度不斷提升。軟件成為體現產品差異化的關鍵,70%的汽車創新來自汽車電子,而60%的汽車電子創新屬於軟件創新;智慧型手機的核心差異化主要體現在操作系統和應用軟件,直接影響用戶體驗。工業物聯網的廣泛應用涉及到諸多工業軟件,為工業設備插上了智慧的翅膀。

工業軟件的七大演進趨勢!

全球工業巨頭高度重視工業軟件,不斷提升自身的工業軟件整體解決方案。最近十多年,西門子公司斥資超過百億美元並購了UGS、LMS、CD-Adapco、Camstar、Mentor等諸多工業軟件,形成了工業軟件+工業自動化的整體解決方案;著名測量設備製造企業海克斯康也投資數十億美金,並購了MSC.Software、Q-DAS、SPRING TECHNOLOGY、VERO等CAD/CAM/CAE/質量管理和工廠仿真等領域的知名軟件廠商;

世界五百強施耐德電氣先後並購了INVENSYS、Aveva,並將施耐德電氣軟件部合併到Aveva,今年年初還控股了電氣設計軟件公司IGE+XAO;最近,羅克韋爾自動化也投資10億美元,參股PTC,共同推進工業物聯網應用。工業巨頭不斷並購工業軟件,說明了工業軟件價值的迅速提升。

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▲施耐德電氣反向並購

英國工業軟件巨頭Aveva

大陸的工業巨頭寶鋼、海爾、美的、三一重工、徐工等企業,也紛紛在開展工業軟件和工業互聯網平台建設的實踐。

「軟件定義」成為業界共識。軟件定義的產品、軟件定義的機器、軟件定義的數據中心、軟件定義的網路,軟件定義的業務流程,數據驅動智能決策。對工業軟件的開發與應用效果和掌控程度,已成為製造企業體現差異化競爭優勢的關鍵。

工業軟件的應用貫穿企業的整個價值鏈,從研發、工藝、製造、採購、行銷、物流供應鏈到服務,打通數字主線(Digital Thread);從車間層的生產控制到企業經營,再到決策,建立產品、設備、產線到工廠的數字孿生模型(Digital Twin);從企業內部到外部,做到與客戶、供應商和合作夥伴的互聯和供應鏈協同,企業所有的經營活動都離不開工業軟件的全面應用。因此,工業軟件正在重塑製造業,成為製造業的數字神經系統。

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▲軟件定義的機器

發達國家對工業軟件的價值認同也遠遠高於工業企業。

例如,ANSYS公司2017財年營業額約11億美元,目前市值是150多億美元;PTC公司2017財年營業額11.64億美元,目前市值是125億美元;Autodesk公司2018財年營業額20.5億美元,目前市值達到340億美元;達索系統公司2017財年營業額32.4億歐元,目前市值達到387億美元;Adobe公司2017財年營業額70億美元,目前市值則高達1340億美元。市銷比達到10多倍,而工業企業的市銷比一般只有一兩倍。

這些數據表明,發達國家高度重視工業軟件,工業軟件巨頭擁有雄厚的資金實力和融資能力,因而可以確保自己做到可持續發展。

2

工業軟件的應用模式

走向雲端和設備端

工業軟件的應用模式從單機應用到C/S,B/S,走向雲部署和邊緣端部署(嵌入式軟件)。早期的工業軟件是基於PC機單機應用,很多軟件帶有「加密狗」。後來,軟件應用出現了網路版。

ERP、SCM等管理軟件的應用是基於客戶端/服務器的應用模式,時至今日,仍然有很多工業軟件是C/S模式,需要在客戶機和服務器上都安裝軟件,在服務器端安裝數據庫。互聯網的興起,使得越來越多的工業軟件轉向瀏覽器/服務器架構,不再需要在客戶端安裝軟件,直接在瀏覽器上輸入網址即可登錄,這樣使得軟件的升級和遷移變得更加便捷。服務器虛擬化、桌面虛擬化等技術則可以幫助企業更好地利用服務器資源。

很多智能裝備,例如無線通信基站和程控交換機內部,也部署了諸多嵌入式的控制、檢測、計算、通訊等軟件。這就是華為、中興等企業位居中國最大的軟件企業前列的原因之一。近年來,設備端的邊緣計算能力迅速增強,一些原來PC上部署的軟件也移植到設備端,更高效地進行數據處理和分析。

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▲邊緣計算與雲計算的結合

3

工業軟件的部署方式

從企業內部轉移到外部

工業軟件的部署模式從On premise(企業內部部署)轉向私有雲、公有雲,以及混合雲。以往,製造企業購買的管理軟件都是在企業內部自行部署、自行管理。而雲計算技術的發展,使得企業可以更高效、安全地管理自己的計算能力和存儲資源,建立私有雲平台;中小企業可以直接應用公有雲服務,不再自行維護服務器;大型企業則可以將涉及關鍵業務和數據的應用系統放在私有雲,而將其它面向客戶、供應商及合作夥伴,以及安全級別要求不高的應用系統放在外部的數據中心,做到混合雲應用。

Salesforce提供完全基於公有雲的CRM系統,取得了巨大的成功;原SolidWorks創業團隊創建的Onshape,是一個完全基於公有雲的三維CAD系統,可以在任何終端進行三維設計,方便地進行協作,已累計獲得1.69億美元的融資。

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▲完全基於公有雲平台的

三維設計軟件Onshape

國外管理軟件公司紛紛加速向雲部署轉型,並購基於公有雲的應用系統,向雲服務轉型,成為很多管理軟件公司最大的增長點。很多軟件公司已支持軟件的靈活部署,可以在On Premise、私有雲、公有雲和混合雲的模式之間動態調整。越來越多的用戶企業開始接受基於公有雲的部署方式,因為其最大的優勢是管理方便,專業人做專業事,把複雜的IT運維工作交給大型的互聯網IT公司,例如亞馬遜雲(AWS)、微軟Azure雲平台。大陸的阿里雲、華為雲、騰訊雲、京東雲,以及三大電信經營商也都提供了多種形式的雲服務。

甲骨文公司已提供支持多租戶的數據庫,能夠確保運行在公有雲平台的應用系統能夠彼此獨立。一些公司還推出了托管服務(Managed service),幫助製造企業管理部署在企業內部的應用系統。

4

工具類軟件

從銷售許可證轉向訂閱模式

工具類軟件的銷售方式從銷售許可證(License)轉向訂閱模式(Subscription)。例如,Autodesk公司的CAD軟件目前已經不再銷售License,只支持訂閱方式;PTC的CREO軟件也在大力轉向訂閱模式。訂閱模式的軟件並不一定都是基於雲部署,可以仍然是在企業內部安裝,但是通過訂閱定期獲得授權密碼。

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▲Autodesk的軟件訂閱服務

訂閱模式是一種對於用戶企業和軟件公司雙贏的模式,用戶企業可以根據應用需求,靈活增減用戶數,還可以即時獲得最新的軟件版本。而對於軟件公司而言,則可以確保用戶產生持續的現金流,雖然當期某個用戶企業帶來的收入減少,但是幾年下來,訂閱服務的收入就會超過銷售固定License的營收。

同時,由於用戶企業已經應用軟件產生了大量數據,也不可能輕易改換門庭。正因為如此,一些軟件企業在向訂閱模式轉型的過程中,盡管有幾年時間營業收入下降,甚至出現虧損,股票價格反而節節攀升。

5

工業軟件走向平台化、組件化

解構為工業APP

工業軟件的架構從緊耦合轉向松耦合,組件化、平台化、服務化,PAAS+SAAS。早期的工業軟件是固化的整體,牽一發動全身,修改起來很麻煩。後來出現了面向對象的開發語言,進而產生了SOA架構,軟件的功能模塊演化為Web Service組件,通過對組件進行配置,將多個組件連接起來,完成業務功能。

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互聯網的浪潮催生了ASP(Application Service Provider),即應用服務提供商,後來演化為SAAS服務。然而,單純將軟件服務化並不能滿足企業客戶差異化的需求,只有將軟件開發的平台也遷移到互聯網平台,才能授之以漁。PAAS平台是否強大,成為工業軟件能否向雲模式成功轉型的關鍵。

近年來,又出現了微服務架構,每個微服務可以用不同的開發工具開發,可以獨立進行運行和維護,通過輕量化的通信機制將微服務組合起來,完成特定功能。管理軟件、尤其是電商平台在前台和後台之間,增加了中台系統,以便能夠及時處理海量的並發需求和數據。

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▲工業互聯網平台架構(來源:中國信通院2017年發布的工業互聯網平台白皮書)

工業軟件正在解構為運行於工業雲平台或者工業互聯網平台上的工業APP,可以做到即插即用,操作簡便易用,隨需而變。工業APP蘊含了工業技術和Know-how。隨著工業PAAS的標準不斷完善,不同企業開發的工業APP將可以做到互操作,從而催生工業APP Store,方便地進行交易和應用。

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▲工業APP參考模型(來源:工業互聯網APP白皮書,工業技術軟件化聯盟,2018.4)

目前,阿里雲、騰訊雲、百度雲、京東雲、華為雲,以及大陸一些大型製造企業,以及專業的工業物聯網廠商正在爭先恐後建立工業互聯網平台,平台之爭一觸即發。究竟哪些平台能夠提供更好的工業PAAS功能,更高效地支持各類工業APP的運行,打造健康的工業互聯網生態系統,答案不久的將來就會揭曉。

6

工業軟件的開發環境

轉向開放、開源

工業軟件的開發環境已從封閉、專用的平台走向開放和開源的平台。Linux操作系統的廣泛應用顯著降低了企業的IT成本;JAVA以其跨平台應用的特點,得到了工業軟件開發商的青睞;人工智能領域,Google推出了Tensorflow開源引擎,使得企業可以快速開展相關應用;智能機器人領域的開源操作系統ROS,使得IT專家能夠快速開發機器人應用;ARM公司則發布了開源的物聯網操作系統Mbed OS。在CAD軟件領域,Intellicad Technology Consotium(ITC組織)提供了一個類似AutoCAD的CAD開源平台,也在全球吸引了很多軟件開發商。

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▲Google推出的Tensorflow

人工智能開源引擎

7

工業軟件的運行平台

從PC轉向移動端

工業軟件的運行平台從以PC為主,走向支持多種移動操作系統(安卓、蘋果、微信小程序等)。如果要開發支持多個移動操作系統的APP,對於工業軟件開發商而言,無疑需要並行維護多套系統。因此,很多工業軟件開發商選擇了基於Html5來開發適應Windows和多種移動操作系統的軟件。

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▲e-works VIP智庫的微信小程序

不論工業軟件的架構、經營方式、開發模式、運行平台等方面如何演化,但更好地滿足製造企業客戶的需求仍然是硬道理!只有能夠從工業企業的需求出發,在實踐當中不斷總結最佳實踐,將工業技術和工業知識體現在工業軟件之中,工業軟件才會有持久發展的生命力。

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