楊友麒：呼吁重視工業軟件的問題
http://www.debgrams.com 2020-08-03 15:09 來源：《中國石油和化工產業觀察》雜志 邵青
目前中國關鍵的工業軟件用的幾乎都是歐美的。如果美國軟件管制再升級，那就意味著國內絕大部分工業設計、施工、生產活動都可能被迫停止。但遺憾的是，軟件問題在過去長時間內并未引起重視，只有少數有識之士一直在呼吁。中國系統工程學會過程系統工程專業委員會楊友麒副主任就是其中一員。
楊友麒，中國系統工程學會過程系統工程專業委員會 副主任、中國化工學會信息技術應用專業委員會 專家顧問 委員會主任、全國化工節能中心專家委員會 常務副主任。
享受國務院特殊貢獻專家政府津貼，從上世紀60年代開始從事計算機化工應用工作，是我國最早倡導過程系統工程學科專家之一，主持的“六五”科技攻關項目——通用流程模擬系統及物性數據庫，獲原化工部科技進步二等獎、國家科技進步三等獎，著有《實用化工系統工程》等論著，在國內外發表論文約130篇。
《石化產業觀察》記者：您一直在呼吁工業軟件是我國工業發展卡脖子的關鍵問題，您的危機感從何而來？
楊友麒：說工業軟件是個卡脖子問題一點不夸張。工業軟件是將工業操作運行技術、工藝經驗、制造知識和控制方法顯性化、數字化和系統化的承載體，相當于企業的神經系統，控制著整個企業的運行。
當前工業軟件正在從產品、技術、業務形態、產業發展模式等多方面重塑工業體系。尤其是制造業，離開工業軟件，設計工作基本不可能進行。但是在目前的中國工業軟件市場上，國產軟件只占據了1/10。但凡國際上叫得出名的工業軟件，不是美國的，就是歐洲國家的。我們國產軟件不僅品牌數量少，功能也不如國外名牌軟件，更無法拿到國際市場上去與美歐軟件競爭。
比如設計常用的CAD軟件，主要掌握在德法兩國手中，現已基本占據了國內市場，其地位可想而知。今天的制造業離開了CAD軟件，設計工程師沒法開展工作，下游的制造、采購、物流也無從談起，間接影響到的人員數量就更為巨大。
包括中石化、中石油、中海油及中化集團等大型石油化工企業，其信息系統支撐軟件基本也都是租用國外工業軟件。如果哪一天人家說不讓用了，這些企業就會立刻面臨停產。你看當前鬧得沸沸揚揚的哈爾濱工業大學等高校被卡脖子事件，不就是美國禁用MATLAB軟件嘛！
記者：國外工業軟件為什么這么厲害？
楊友麒：國外工業軟件厲害，是因為國外工業軟件公司厲害。
國外工業軟件公司可以分為兩類：
● 一類是以工業控制設備硬件產品為基礎發展起來的軟件公司，如德國西門子公司是DCS系統供應商，近幾年不斷兼并優質軟件公司，現已成為歐洲第二大軟件供應商。又如為石油化工企業提供DCS系統的美國霍尼威爾公司旗下自動化控制公司，還能同時提供先進控制系統APC、生產計劃系統APS等一系列軟件。再如德國施耐德電氣公司先后收購了英國英維斯公司和英國劍維軟件公司，還控股了一家電氣設計軟件公司，現已經成為一家相當有競爭力的軟件公司。
● 還有一類是獨立軟件公司，如德國思愛普公司（SAP），80%全球500強企業是它的客戶，在120個國家有17萬用戶。又如美國的艾斯本科技公司(ASPENTECH)依托美國能源部投資、委托麻省理工學院開發的第三代流程模擬系統項目而成立，上市后發行股票融資收購了一系列軟件公司，成為擁有過程控制等多功能解決方案的軟件大亨。
無論是哪種軟件公司，它們的發展都有如下共同之處：
● 一是其開發的軟件經過長期反復使用、修改完善，逐步去除其中的瑕疵，因而成熟可靠；
● 二是經過多年開發改進，形成了多功能、通用性強的平臺化軟件；
● 三是通過國際化并購，控制了大量優質軟件資源；
● 四是絕大多數軟件公司打開市場的方式是硬件帶軟件，一體化開拓市場。
可以這樣說，如果現在外國不讓我們用他們的軟件了，國內的工業體系可能馬上全部癱瘓。
記者：國產工業軟件為什么頂不上？
楊友麒：用一句話總結就是：我們是軟件的大國，工業軟件的侏儒。
軟件產業是我國增長較快的產業之一，2015年以前每年產值增加速率都在20%～30%，即使在2015～2018年，增速也在14%～15%，比GDP增速快1倍以上。2018年，我國軟件和信息技術服務業規模以上企業有3.78萬家，累計收入6.3萬億元，同比增長14.2%，產值僅次于美國居全球第二位。
但我國的軟件產業發展卻不均衡。發展較快的是電子商務、金融、網游及嵌入軟件，而工業軟件基礎依然十分薄弱。我可以給你列舉兩組數字：2018年全球軟件市場規模為16984億美元，其中，工業軟件市場規模為3849億美元，占比23.8%。而同年中國軟件市場規模為63061億元，其中，國產工業軟件市場規模為1415億元，占比僅2.24%。
而就這占比極低的工業軟件，與國際同類軟件相比，其功能性、操作性與安全性也存在較大差距。
所以，我才說，國產工業軟件如同侏儒一般無法與外國軟件巨人博弈。
就拿煉化產業來說吧。煉化是流程加工行業，其自動化程度本身就比機械、電子等離散加工制造業高。它的信息系統架構分4個層次：基礎檢測層、過程控制層、生產執行層和經營管理層。其中，基礎檢測層由現場檢測儀表、傳感器和集散控制系統DCS、數據采集與監視控制系統SCADA和可編程序控制器PLC等硬件組成；過程控制層由實時數據庫RTDB、先進過程控制APC、油品調和與仿真培訓等軟件組成；生產執行層由制造執行系統MES、流程模擬系統、實驗室信息管理系統LIMS和物流倉儲管理系統等組成；經營管理層包括先進計劃系統APS、企業資源計劃ERP，當然還有電子商務系統、客戶關系管理CRM系統等。
總結起來，煉化生產企業至少需要十大核心軟件，分別是計劃排產APS軟件、調度優化軟件、先進控制APC軟件、流程模擬軟件、仿真培訓OTS軟件、生產運行系統MES軟件、實時數據庫軟件、油品調和軟件、實時優化RTO軟件、實驗室系統LIMS軟件。
遺憾的是，現在國內大中型煉油化工企業、研究設計院所用的這十大工業軟件，90%以上都是外國的。這里面包括兩種情況：
● 一種是完全被國外軟件壟斷。上世紀國內開發的工程化學模擬系統ECSS軟件也曾在市場上出現，但因其功能性與國外軟件差距太大，兼之國內投入不足，到21世紀已經被完全淘汰。
● 另一種是國內有同類軟件，但是技不如人，無法占據主流市場，比如計劃排產軟件、調度優化軟件、先進控制軟件、實時數據庫軟件、實時優化軟件等。
當然，我國煉化行業還有部分國產軟件在苦苦支撐，只可惜市場占比太低，而且也沒有運用到關鍵環節上，如仿真培訓系統OTS軟件、生產運行系統MES軟件、油品調和軟件、實驗室信息管理系統LIMS軟件等。希望這些國產軟件能夠堅持下去并不斷發展。
記者：為什么國內關鍵工業軟件如此短板？
楊友麒：原因是多方面的，可以從軟件的應用方和供應方兩個方面來梳理。
從企業應用方面看，有以下幾個原因：
● 一是我國制造企業利潤較低，信息化投入低，遠不及世界工業發達國家平均投入占銷售額2%的水平，再加上缺乏知識產權保護意識，所以企業總認為在軟件上投入不值得；
● 二是國際大型公司將軟件與硬件捆綁銷售，造成了國內整個行業不但對進口工業硬件長期依賴，對工業軟件也形成了依賴；
● 三是開發新軟件需要有發現問題、改進成熟的試錯期，而國內即使是大型國營石化企業也不愿意承擔試錯風險，寧可花費重金購買國外成熟軟件，也不希望用不夠成熟的國產軟件，使得國產軟件無法獲得發展和成長的機會。
從國產軟件開發供應商方面看，也有多個因素。
● 一是國產軟件基礎薄弱，難以突破國外大型公司長期壟斷形成的累積效應壁壘。
● 二是國內工業軟件供應商大多采用項目工程承包運作方式，即定制開發，軟件開發只滿足最低限度的功能需求，這樣就難以形成大型軟件的架構技術。而國外大型軟件供應商則注重全面生態系統建設，軟件供應商、系統集成商、實施服務商、增值銷售商、自動化硬件商形成聯盟。
● 三是國內軟件起步晚，科研院所或高等學校開發的軟件往往滿足于獲獎和升職，企業開發的軟件則滿足于為公司定制服務，缺乏通用化動力，形不成有競爭力的品牌。
● 四是國內資本市場風險投資對我國自主軟件公司的支持不夠，因為工業軟件成熟周期長、回報周期長，不能賺快錢。
記者：您認為我們應該怎么做，才能扭轉這種不利局面？
楊友麒：我國是世界第一制造大國，要向制造強國發展，就必須同時成為工業軟件強國。
這方面不妨吸取美國開發流程模擬系統ASPEN的經驗。上世紀70年代，由美國能源部出資500萬美元成立研發項目，委托實力最強的麻省理工學院開發第三代流程模擬系統。為了保證軟件成果的商業價值，政府又出面組織了50家大型煉油化工企業每家出資2萬美元參加項目，項目經理推選孟山都公司代表擔任。該工業軟件歷時5年時間攻關才推出第一版。1981年由美國能源部驗收后項目組轉化成為艾斯本科技公司，不久公司得到風險投資支持轉為上市公司，1年后股票增值了8倍多。公司獲得集資之后開始兼并先進控制、計劃優化、供應鏈等一系列軟件公司，形成自己的多功能軟件平臺，最終成為在30多個國家開設辦事處并擁有研發基地的跨國公司。這樣的產學研結合，我相信中國也能做到。
● 對于卡脖子的工業軟件，例如流程模擬軟件，政府應重點投資，發揮產、學、研優勢資源整合的舉國體制，盡快補齊短板。
● 對已經國產化研發成熟的軟件，盡量在大型石化企業內推廣采用，在使用中修改提高完善，逐步替代國外軟件。要鼓勵企業使用國產工業軟件，給中國自己開發的軟件上線應用的機會，在應用過程中不斷改進提高。另外，國內外的經驗均證明，以硬件產品為依托發展工業軟件是一條捷徑。
● 還有一條途徑就是實施海外并購，在國際市場搶購優秀工業軟件公司資源。但這么做目前有一個問題，就是我們缺乏并購主體——上市股份公司法人。目前能做工業軟件的產值10億元以上的公司都是中石化、中石油的下屬國營公司。建議通過股份制改革，整合國內現有資源，做強做大一批國內上市工業軟件公司，使它們從國營母公司中獨立出來，成為可以到國際市場打拼的中國工業軟件企業航母集團。
當然也要改變國內工業軟件的生態環境。要倡導軟件產品知識產權保護意識，完善軟件產品知識產權保護的法律體系，要求企業一律使用正版軟件，改變國內工業軟件大多定制化開發的狀態，形成軟件是貴重知識產品的市場環境。政府方面則應出臺扶植國產工業軟件企業的政策，例如優惠稅收政策等。
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