在天津榮盛盟固利新能源科技有限公司模組車(chē)間，工業(yè)機器人在生產(chǎn)線(xiàn)上搬運動(dòng)力電池模組（2022年7月25日攝） 孫凡越攝

◆ 走自主創(chuàng )新之路，掌握自主可控的智能制造工業(yè)軟件，是解決我國戰略性領(lǐng)域關(guān)鍵零部件制造受制于人、實(shí)現制造業(yè)向高端跨越的必經(jīng)之路

◆ 從戰略層面將工業(yè)軟件作為我國重要的戰略資源進(jìn)行長(cháng)期支持、從戰術(shù)層面推動(dòng)構建產(chǎn)業(yè)生態(tài)、從人才層面優(yōu)化人才培養引進(jìn)機制，合力鍛造出我國自主可控的工業(yè)軟件

◆ “工業(yè)軟件姓工不姓軟”，從事工業(yè)軟件的人才應具備工業(yè)和軟件業(yè)復合專(zhuān)業(yè)背景

文 |《瞭望》新聞周刊記者 扈永順

　　第四次工業(yè)革命，將智能制造推向了潮頭，工業(yè)軟件的重要性也不斷凸顯。近年來(lái)，我國工業(yè)軟件市場(chǎng)以超過(guò)10%的年均增速快速發(fā)展，部分領(lǐng)域國產(chǎn)軟件市場(chǎng)占有率超過(guò)50%，但研發(fā)設計類(lèi)軟件國外企業(yè)仍占主導地位。中國工業(yè)軟件面臨補足研發(fā)設計高端軟件短板，破解部分領(lǐng)域“卡脖子”問(wèn)題的挑戰。在中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì )發(fā)布的2022重大問(wèn)題難題中，發(fā)展自主可控的工業(yè)設計軟件列為10大產(chǎn)業(yè)技術(shù)問(wèn)題之一。

　　工業(yè)軟件的研制高度依賴(lài)工業(yè)發(fā)展技術(shù)以及經(jīng)驗迭代累積，沒(méi)有捷徑可走。中國科學(xué)院院士、華中科技大學(xué)學(xué)術(shù)委員會(huì )主任丁漢帶領(lǐng)團隊聚焦航發(fā)、能源、船舶等行業(yè)復雜零件制造，歷經(jīng)20多年，在大量先進(jìn)制造工藝、核心算法的基礎上，研發(fā)了智能制造核心工業(yè)軟件CAM（計算機輔助制造）系統，在航空航天領(lǐng)域實(shí)現應用和部分替代，打破了國外軟件的壟斷地位。

　　2022年初，在國家自然科學(xué)基金委的支持下，“機器人化智能制造”基礎科學(xué)中心在華中科技大學(xué)成立，創(chuàng )建機器人化智能制造理論體系，形成自主可控的核心工業(yè)軟件、關(guān)鍵技術(shù)和重大裝備等，成為中心的發(fā)展目標。

　　在航空航天、電子信息、生物醫藥等高端制造領(lǐng)域，工業(yè)設計軟件已是不可或缺的基礎性工具，為加快培育本土設計類(lèi)軟件，丁漢在接受《瞭望》新聞周刊記者專(zhuān)訪(fǎng)時(shí)表示，亟需從戰略層面將工業(yè)軟件作為我國重要的戰略資源進(jìn)行長(cháng)期支持、從戰術(shù)層面推動(dòng)構建產(chǎn)業(yè)生態(tài)、從人才層面優(yōu)化人才培養引進(jìn)機制，合力鍛造出我國自主可控的工業(yè)軟件。

中國科學(xué)院院士丁漢

【工業(yè)軟件支撐智能制造】

《瞭望》：發(fā)展自主可控的工業(yè)軟件有何意義？工業(yè)軟件在智能制造中扮演什么角色？

　　丁漢：工業(yè)軟件是工業(yè)知識的復用。不同于計算機軟件的“軟件屬性”，工業(yè)軟件從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)還是工業(yè)品，是對制造業(yè)規律的數學(xué)表達，是以軟件形態(tài)承載的大量工業(yè)技術(shù)及知識，包含工業(yè)領(lǐng)域知識、行業(yè)知識、專(zhuān)業(yè)知識、標準和規范等。需要通過(guò)科學(xué)的方法，如數學(xué)建模、軟件工程方法等，經(jīng)歷充分的工業(yè)應用錘煉和長(cháng)期積累，以及良好的工業(yè)軟件生態(tài)氛圍，才能形成商品化的研發(fā)設計工業(yè)軟件產(chǎn)品。

　　21世紀以來(lái)，歐美發(fā)達國家將工業(yè)軟件發(fā)展上升為國家戰略，我國“十四五”軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)發(fā)展規劃，德國“工業(yè)4.0”戰略，美國《工業(yè)數字化轉型白皮書(shū)》，歐盟的信息社會(huì )計劃（IST）和尤里卡ITEA計劃都對其進(jìn)行了重點(diǎn)關(guān)注。

　　要成為工業(yè)強國，我們需要突破智能設計與仿真及其工具、制造物聯(lián)與服務(wù)、工業(yè)大數據處理等高端工業(yè)軟件核心技術(shù)，開(kāi)發(fā)自主可控的高端工業(yè)平臺軟件和重點(diǎn)領(lǐng)域應用軟件，推進(jìn)自主工業(yè)軟件體系化發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化應用。

　　近十年，我國航空航天、能源化工、先進(jìn)軌道交通等行業(yè)發(fā)展勢頭好，這些行業(yè)對大型復雜零件、構件制造的需求非常強烈。數控機床作為當代制造的主要裝備，在實(shí)現復雜曲面零件高精度制造中扮演了十分重要的角色。然而，隨著(zhù)制造對象尺寸越來(lái)越大、產(chǎn)品結構越來(lái)越復雜、產(chǎn)品服役性能越來(lái)越高，現有制造模式面臨重大挑戰，難以滿(mǎn)足生產(chǎn)效率和品質(zhì)需求，智能制造是解決上述問(wèn)題的新模式新手段。

　　工業(yè)軟件作為智能制造的大腦和神經(jīng)，通過(guò)在制造過(guò)程中的環(huán)境感知、自主決策與自律適應，并融入人類(lèi)智慧和知識經(jīng)驗，實(shí)現單機能工巧匠、多機分工協(xié)作、人機自然交互，達到數字化制造技術(shù)與機器人技術(shù)的深度交融，從而提高我國戰略與支柱領(lǐng)域大型復雜零件、構件制造水平，帶來(lái)制造技術(shù)的變革。

　　工業(yè)軟件是推動(dòng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心要素，是推進(jìn)工業(yè)數字化轉型的重要手段，也是智能制造的靈魂。沒(méi)有工業(yè)軟件的支撐，就不可能有數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化。

【二十載耕耘本土工業(yè)設計軟件】

《瞭望》：機器人化智能制造最內核的是工業(yè)軟件。你們團隊發(fā)展了哪些自主可控的工業(yè)軟件？

　　丁漢：機器人化智能制造是將機器賦予“人”化。利用機器人靈巧、順應和協(xié)同等特點(diǎn)，為不確定性、非結構化環(huán)境下的制造提供新模式。突破復雜曲面加工工藝，實(shí)現我國核心工業(yè)軟件、工藝裝備的自主可控，支撐大國重器高效高品質(zhì)制造，是我們團隊一直以來(lái)的信念和責任。

　　二十年來(lái)，我們聚焦航發(fā)、能源、船舶等行業(yè)復雜零件制造，深入研究復雜曲面制造理論及工藝，逐步積累了先進(jìn)的制造工藝、核心算法，先后突破了復雜曲面特征高效加工方法、薄壁結構自適應加工變形控制方法等核心加工工藝，研發(fā)了機器人化智能制造的核心CAM軟件。

　　在細分領(lǐng)域，我們推出了圍繞葉盤(pán)葉片等復雜曲面數控加工TurboWorks / TurboCut 及大型曲面零件機器人化加工HustRimCam兩款自主可控的工業(yè)軟件，在核心功能點(diǎn)上與國外同類(lèi)軟件相當，部分特色算法甚至領(lǐng)先國外同行，打破了國外軟件的壟斷地位。其中，TurboWorks/TurboCut主要應用于國內航空發(fā)動(dòng)機的葉輪、葉盤(pán)、葉環(huán)、葉片等復雜曲面零件。HustRimCam針對能源、船舶行業(yè)水輪機、螺旋槳等大型構件，均可獨立完成零件全流程數控加工。軟件中自適應加工、在線(xiàn)同步仿真、行程約束等特色技術(shù)能有效控制大型復雜零件加工變形，提升零件加工效率及品質(zhì)。

　　CAM軟件需要具有易用性、穩定性、高計算效率和極豐富的工藝數據庫，其研發(fā)具有較高的技術(shù)難度和較長(cháng)的研發(fā)周期。我們自主研發(fā)的CAM軟件當前提供的策略多元性、參數豐富性以及模型適用性等細節層面與國外軟件相比尚有差距，亟需通過(guò)大量行業(yè)應用加速本土軟件的迭代升級。這一研發(fā)過(guò)程沒(méi)有捷徑可走，只能一步一個(gè)腳印，邊研發(fā)，邊迭代提高。

《瞭望》：你對發(fā)展自主可控工業(yè)軟件有哪些建議？

　　丁漢：近幾年我國逐漸加強了對國產(chǎn)自主可控工業(yè)軟件的支持力度，出臺了一系列支持國產(chǎn)工業(yè)軟件的政策，良性效應正逐漸顯現。但發(fā)展自主可控工業(yè)軟件，仍然面臨挑戰。

　　從產(chǎn)業(yè)鏈層面看，面臨健全工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)鏈的挑戰。發(fā)達國家的軟件公司構建了包括基礎研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)、應用迭代等全產(chǎn)業(yè)鏈條，并通過(guò)持續投入、迭代開(kāi)發(fā)和技術(shù)并購，已經(jīng)形成了較高的核心技術(shù)，存在較高技術(shù)壁壘和產(chǎn)品用戶(hù)黏性，使其他競爭者難以躋入產(chǎn)業(yè)鏈的某一環(huán)，實(shí)現反超。

　　從專(zhuān)業(yè)人才培養層面看，業(yè)界有句話(huà)“工業(yè)軟件姓工不姓軟”，從事工業(yè)軟件的人才應具備工業(yè)和軟件業(yè)復合專(zhuān)業(yè)背景，并愿意長(cháng)期在這個(gè)領(lǐng)域耕耘投入，國內面臨培養復合型人才的任務(wù)。

　　從市場(chǎng)層面看，國內高端制造業(yè)對應用國產(chǎn)工業(yè)軟件缺乏足夠的信心。工業(yè)軟件是在實(shí)際應用中發(fā)展起來(lái)的，提供足夠的應用空間，國產(chǎn)工業(yè)軟件就有更多進(jìn)步的機會(huì )。

　　走自主創(chuàng )新之路，掌握自主可控的智能制造工業(yè)軟件，是解決我國戰略性領(lǐng)域關(guān)鍵零部件制造受制于人、實(shí)現制造業(yè)向高端跨越的必經(jīng)之路。

　　首先，從戰略層面將工業(yè)軟件作為國家重要的戰略資源進(jìn)行長(cháng)期支持。推動(dòng)成立核心工業(yè)軟件發(fā)展專(zhuān)項基金，利用國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家科技重大專(zhuān)項予以扶持，對重要工業(yè)軟件如CAD/CAM/CAE（計算機輔助設計/制造/工程）、CAPP（計算機輔助工藝過(guò)程設計）等，穩步推進(jìn)國產(chǎn)替代，通過(guò)保險補貼、研發(fā)應用獎勵補貼等政策，推動(dòng)國產(chǎn)軟件在各行業(yè)應用，全面提升我國自主可控工業(yè)軟件發(fā)展水平。

　　第二，從戰術(shù)層面推動(dòng)構建產(chǎn)業(yè)生態(tài)，找到工業(yè)軟件優(yōu)勢突破點(diǎn)，鼓勵制造業(yè)對國產(chǎn)軟件開(kāi)放應用機會(huì )。在部分領(lǐng)域，比如中望二維CAD、華天三維云CAD、開(kāi)目三維CAPP等一批工業(yè)軟件，已經(jīng)具備了一定程度的局部產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，可以這些優(yōu)勢點(diǎn)為基礎，形成局部突破，促進(jìn)一批重大項目立項和建設，系統總結一批優(yōu)秀行業(yè)解決方案，在全行業(yè)推廣應用。鼓勵軟件企業(yè)與工業(yè)企業(yè)、軍工企業(yè)加強戰略合作，通過(guò)并購股權、投資成立合資公司等，形成利益共同體，面向特定需求開(kāi)展工業(yè)軟件的技術(shù)研發(fā)、磨合和應用，給國產(chǎn)軟件以試錯和提升的機會(huì )，最終實(shí)現工業(yè)軟件和制造業(yè)雙贏(yíng)。

　　第三，完善投融資機制。要大力支持符合條件的工業(yè)軟件企業(yè)上市融資，創(chuàng )新投融資方式，支持企業(yè)通過(guò)知識產(chǎn)權質(zhì)押融資、股權質(zhì)押融資、科技及知識產(chǎn)權保險等手段獲得商業(yè)貸款；充分發(fā)揮融資擔保機構作用，為小微企業(yè)提供各種形式的融資擔保服務(wù)；拓寬企業(yè)融資渠道，改善金融機構服務(wù)，加大對核心工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)的中長(cháng)期貸款支持力度，扶持工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

　　第四，完善人才培養和激勵機制。依托國內高等院校，建立工業(yè)軟件研究實(shí)驗室，開(kāi)展工業(yè)軟件通用技術(shù)基礎研究，鼓勵國內科研院所、高校和企業(yè)開(kāi)展聯(lián)合培養，擴充行業(yè)后備人才；加快出臺人才專(zhuān)項政策，鼓勵企業(yè)制定股權分配、股票期權激勵方案，解決行業(yè)人才成長(cháng)發(fā)展后顧之憂(yōu)，避免人才流失。

【補齊復合型人才短板】

《瞭望》：對培養工業(yè)軟件人才，你有哪些建議？

　　丁漢：當前我國面臨工業(yè)軟件人才有可能“斷供”的嚴峻現實(shí)，亟需培養對零件制造工藝、加工裝備以及大型軟件架構開(kāi)發(fā)熟悉的復合型人才。

　　創(chuàng )新高校院所工業(yè)軟件人才培養機制。目前高校院所工業(yè)軟件人才培養面臨更新知識體系、與業(yè)界建立交流互通機制等問(wèn)題。高校院所應建立與業(yè)界需求適時(shí)同步、學(xué)科交叉工/軟兼備的人才培養體系，建立普通人才高校訂單式培養、高端人才校企乃至全產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)合培養的模式，建立高校、院所、企業(yè)人才互融互通的政策與渠道。

　　建立工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)鏈用人機制。工業(yè)軟件企業(yè)需要建立完善的培訓體系和職業(yè)發(fā)展體系。重視人才的招聘和培養工作，加強軟件人才的一線(xiàn)工程化培訓；建立科學(xué)的晉升機制，提供良好的研發(fā)環(huán)境，讓人才留得住，有發(fā)展空間；加強管理水平，提高員工的待遇水平。2021年開(kāi)始，工業(yè)軟件企業(yè)逐漸成為資本眼中的熱門(mén)賽道，應鼓勵公司將股權、期權等作為跨國跨行業(yè)引人、留人的重要手段。

刊于《瞭望》2023年第3期