在天津榮盛盟固利新能源科技有限公司模組車間，工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線上搬運(yùn)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(guó)戰(zhàn)略性領(lǐng)域關(guān)鍵零部件制造受制于人、實(shí)現(xiàn)制造業(yè)向高端跨越的必經(jīng)之路

◆ 從戰(zhàn)略層面將工業(yè)軟件作為我國(guó)重要的戰(zhàn)略資源進(jìn)行長(zhǎng)期支持、從戰(zhàn)術(shù)層面推動(dòng)構(gòu)建產(chǎn)業(yè)生態(tài)、從人才層面優(yōu)化人才培養(yǎng)引進(jìn)機(jī)制，合力鍛造出我國(guó)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(yīng)具備工業(yè)和軟件業(yè)復(fù)合專業(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(guó)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(guó)產(chǎn)軟件市場(chǎng)占有率超過(guò)50%，但研發(fā)設(shè)計(jì)類軟件國(guó)外企業(yè)仍占主導(dǎo)地位。中國(guó)工業(yè)軟件面臨補(bǔ)足研發(fā)設(shè)計(jì)高端軟件短板，破解部分領(lǐng)域“卡脖子”問(wèn)題的挑戰(zhàn)。在中國(guó)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(shè)計(jì)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工業(yè)發(fā)展技術(shù)以及經(jīng)驗(yàn)迭代累積，沒(méi)有捷徑可走。中國(guó)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(tuán)隊(duì)聚焦航發(fā)、能源、船舶等行業(yè)復(fù)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(chǔ)上，研發(fā)了智能制造核心工業(yè)軟件CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）系統(tǒng)，在航空航天領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用和部分替代，打破了國(guó)外軟件的壟斷地位。

　　2022年初，在國(guó)家自然科學(xué)基金委的支持下，“機(jī)器人化智能制造”基礎(chǔ)科學(xué)中心在華中科技大學(xué)成立，創(chuàng)建機(jī)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(biāo)。

　　在航空航天、電子信息、生物醫(yī)藥等高端制造領(lǐng)域，工業(yè)設(shè)計(jì)軟件已是不可或缺的基礎(chǔ)性工具，為加快培育本土設(shè)計(jì)類軟件，丁漢在接受《瞭望》新聞周刊記者專訪時(shí)表示，亟需從戰(zhàn)略層面將工業(yè)軟件作為我國(guó)重要的戰(zhàn)略資源進(jìn)行長(zhǎng)期支持、從戰(zhàn)術(shù)層面推動(dòng)構(gòu)建產(chǎn)業(yè)生態(tài)、從人才層面優(yōu)化人才培養(yǎng)引進(jìn)機(jī)制，合力鍛造出我國(guó)自主可控的工業(yè)軟件。

中國(guó)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(shí)的復(fù)用。不同于計(jì)算機(jī)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(duì)制造業(yè)規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)，是以軟件形態(tài)承載的大量工業(yè)技術(shù)及知識(shí)，包含工業(yè)領(lǐng)域知識(shí)、行業(yè)知識(shí)、專業(yè)知識(shí)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。需要通過(guò)科學(xué)的方法，如數(shù)學(xué)建模、軟件工程方法等，經(jīng)歷充分的工業(yè)應(yīng)用錘煉和長(zhǎng)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(shè)計(jì)工業(yè)軟件產(chǎn)品。

　　21世紀(jì)以來(lái)，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家將工業(yè)軟件發(fā)展上升為國(guó)家戰(zhàn)略，我國(guó)“十四五”軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，德國(guó)“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，美國(guó)《工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型白皮書》，歐盟的信息社會(huì)計(jì)劃（IST）和尤里卡ITEA計(jì)劃都對(duì)其進(jìn)行了重點(diǎn)關(guān)注。

　　要成為工業(yè)強(qiáng)國(guó)，我們需要突破智能設(shè)計(jì)與仿真及其工具、制造物聯(lián)與服務(wù)、工業(yè)大數(shù)據(jù)處理等高端工業(yè)軟件核心技術(shù)，開發(fā)自主可控的高端工業(yè)平臺(tái)軟件和重點(diǎn)領(lǐng)域應(yīng)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(yīng)用。

　　近十年，我國(guó)航空航天、能源化工、先進(jìn)軌道交通等行業(yè)發(fā)展勢(shì)頭好，這些行業(yè)對(duì)大型復(fù)雜零件、構(gòu)件制造的需求非常強(qiáng)烈。數(shù)控機(jī)床作為當(dāng)代制造的主要裝備，在實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲面零件高精度制造中扮演了十分重要的角色。然而，隨著制造對(duì)象尺寸越來(lái)越大、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜、產(chǎn)品服役性能越來(lái)越高，現(xiàn)有制造模式面臨重大挑戰(zhàn)，難以滿足生產(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(yīng)，并融入人類智慧和知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)單機(jī)能工巧匠、多機(jī)分工協(xié)作、人機(jī)自然交互，達(dá)到數(shù)字化制造技術(shù)與機(jī)器人技術(shù)的深度交融，從而提高我國(guó)戰(zhàn)略與支柱領(lǐng)域大型復(fù)雜零件、構(gòu)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(shù)字化轉(zhuǎn)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(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。

【二十載耕耘本土工業(yè)設(shè)計(jì)軟件】

《瞭望》：機(jī)器人化智能制造最內(nèi)核的是工業(yè)軟件。你們團(tuán)隊(duì)發(fā)展了哪些自主可控的工業(yè)軟件？

　　丁漢：機(jī)器人化智能制造是將機(jī)器賦予“人”化。利用機(jī)器人靈巧、順應(yīng)和協(xié)同等特點(diǎn)，為不確定性、非結(jié)構(gòu)化環(huán)境下的制造提供新模式。突破復(fù)雜曲面加工工藝，實(shí)現(xiàn)我國(guó)核心工業(yè)軟件、工藝裝備的自主可控，支撐大國(guó)重器高效高品質(zhì)制造，是我們團(tuán)隊(duì)一直以來(lái)的信念和責(zé)任。

　　二十年來(lái)，我們聚焦航發(fā)、能源、船舶等行業(yè)復(fù)雜零件制造，深入研究復(fù)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(fù)雜曲面特征高效加工方法、薄壁結(jié)構(gòu)自適應(yīng)加工變形控制方法等核心加工工藝，研發(fā)了機(jī)器人化智能制造的核心CAM軟件。

　　在細(xì)分領(lǐng)域，我們推出了圍繞葉盤葉片等復(fù)雜曲面數(shù)控加工TurboWorks / TurboCut 及大型曲面零件機(jī)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(guó)外同類軟件相當(dāng)，部分特色算法甚至領(lǐng)先國(guó)外同行，打破了國(guó)外軟件的壟斷地位。其中，TurboWorks/TurboCut主要應(yīng)用于國(guó)內(nèi)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的葉輪、葉盤、葉環(huán)、葉片等復(fù)雜曲面零件。HustRimCam針對(duì)能源、船舶行業(yè)水輪機(jī)、螺旋槳等大型構(gòu)件，均可獨(dú)立完成零件全流程數(shù)控加工。軟件中自適應(yīng)加工、在線同步仿真、行程約束等特色技術(shù)能有效控制大型復(fù)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(wěn)定性、高計(jì)算效率和極豐富的工藝數(shù)據(jù)庫(kù)，其研發(fā)具有較高的技術(shù)難度和較長(zhǎng)的研發(fā)周期。我們自主研發(fā)的CAM軟件當(dāng)前提供的策略多元性、參數(shù)豐富性以及模型適用性等細(xì)節(jié)層面與國(guó)外軟件相比尚有差距，亟需通過(guò)大量行業(yè)應(yīng)用加速本土軟件的迭代升級(jí)。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(duì)發(fā)展自主可控工業(yè)軟件有哪些建議？

　　丁漢：近幾年我國(guó)逐漸加強(qiáng)了對(duì)國(guó)產(chǎn)自主可控工業(yè)軟件的支持力度，出臺(tái)了一系列支持國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件的政策，良性效應(yīng)正逐漸顯現(xiàn)。但發(fā)展自主可控工業(yè)軟件，仍然面臨挑戰(zhàn)。

　　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(zhàn)。發(fā)達(dá)國(guó)家的軟件公司構(gòu)建了包括基礎(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用迭代等全產(chǎn)業(yè)鏈條，并通過(guò)持續(xù)投入、迭代開發(fā)和技術(shù)并購(gòu)，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)品用戶黏性，使其他競(jìng)爭(zhēng)者難以躋入產(chǎn)業(yè)鏈的某一環(huán)，實(shí)現(xiàn)反超。

　　從專業(yè)人才培養(yǎng)層面看，業(yè)界有句話“工業(yè)軟件姓工不姓軟”，從事工業(yè)軟件的人才應(yīng)具備工業(yè)和軟件業(yè)復(fù)合專業(yè)背景，并愿意長(zhǎng)期在這個(gè)領(lǐng)域耕耘投入，國(guó)內(nèi)面臨培養(yǎng)復(fù)合型人才的任務(wù)。

　　從市場(chǎng)層面看，國(guó)內(nèi)高端制造業(yè)對(duì)應(yīng)用國(guó)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(yīng)用中發(fā)展起來(lái)的，提供足夠的應(yīng)用空間，國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件就有更多進(jìn)步的機(jī)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(guó)戰(zhàn)略性領(lǐng)域關(guān)鍵零部件制造受制于人、實(shí)現(xiàn)制造業(yè)向高端跨越的必經(jīng)之路。

　　首先，從戰(zhàn)略層面將工業(yè)軟件作為國(guó)家重要的戰(zhàn)略資源進(jìn)行長(zhǎng)期支持。推動(dòng)成立核心工業(yè)軟件發(fā)展專項(xiàng)基金，利用國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家科技重大專項(xiàng)予以扶持，對(duì)重要工業(yè)軟件如CAD/CAM/CAE（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/制造/工程）、CAPP（計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)）等，穩(wěn)步推進(jìn)國(guó)產(chǎn)替代，通過(guò)保險(xiǎn)補(bǔ)貼、研發(fā)應(yīng)用獎(jiǎng)勵(lì)補(bǔ)貼等政策，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)軟件在各行業(yè)應(yīng)用，全面提升我國(guó)自主可控工業(yè)軟件發(fā)展水平。

　　第二，從戰(zhàn)術(shù)層面推動(dòng)構(gòu)建產(chǎn)業(yè)生態(tài)，找到工業(yè)軟件優(yōu)勢(shì)突破點(diǎn)，鼓勵(lì)制造業(yè)對(duì)國(guó)產(chǎn)軟件開放應(yīng)用機(jī)會(huì)。在部分領(lǐng)域，比如中望二維CAD、華天三維云CAD、開目三維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(shì)，可以這些優(yōu)勢(shì)點(diǎn)為基礎(chǔ)，形成局部突破，促進(jìn)一批重大項(xiàng)目立項(xiàng)和建設(shè)，系統(tǒng)總結(jié)一批優(yōu)秀行業(yè)解決方案，在全行業(yè)推廣應(yīng)用。鼓勵(lì)軟件企業(yè)與工業(yè)企業(yè)、軍工企業(yè)加強(qiáng)戰(zhàn)略合作，通過(guò)并購(gòu)股權(quán)、投資成立合資公司等，形成利益共同體，面向特定需求開展工業(yè)軟件的技術(shù)研發(fā)、磨合和應(yīng)用，給國(guó)產(chǎn)軟件以試錯(cuò)和提升的機(jī)會(huì)，最終實(shí)現(xiàn)工業(yè)軟件和制造業(yè)雙贏。

　　第三，完善投融資機(jī)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(shí)產(chǎn)權(quán)質(zhì)押融資、股權(quán)質(zhì)押融資、科技及知識(shí)產(chǎn)權(quán)保險(xiǎn)等手段獲得商業(yè)貸款；充分發(fā)揮融資擔(dān)保機(jī)構(gòu)作用，為小微企業(yè)提供各種形式的融資擔(dān)保服務(wù)；拓寬企業(yè)融資渠道，改善金融機(jī)構(gòu)服務(wù)，加大對(duì)核心工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)的中長(zhǎng)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(yǎng)和激勵(lì)機(jī)制。依托國(guó)內(nèi)高等院校，建立工業(yè)軟件研究實(shí)驗(yàn)室，開展工業(yè)軟件通用技術(shù)基礎(chǔ)研究，鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)科研院所、高校和企業(yè)開展聯(lián)合培養(yǎng)，擴(kuò)充行業(yè)后備人才；加快出臺(tái)人才專項(xiàng)政策，鼓勵(lì)企業(yè)制定股權(quán)分配、股票期權(quán)激勵(lì)方案，解決行業(yè)人才成長(zhǎng)發(fā)展后顧之憂，避免人才流失。

【補(bǔ)齊復(fù)合型人才短板】

《瞭望》：對(duì)培養(yǎng)工業(yè)軟件人才，你有哪些建議？

　　丁漢：當(dāng)前我國(guó)面臨工業(yè)軟件人才有可能“斷供”的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)，亟需培養(yǎng)對(duì)零件制造工藝、加工裝備以及大型軟件架構(gòu)開發(fā)熟悉的復(fù)合型人才。

　　創(chuàng)新高校院所工業(yè)軟件人才培養(yǎng)機(jī)制。目前高校院所工業(yè)軟件人才培養(yǎng)面臨更新知識(shí)體系、與業(yè)界建立交流互通機(jī)制等問(wèn)題。高校院所應(yīng)建立與業(yè)界需求適時(shí)同步、學(xué)科交叉工/軟兼?zhèn)涞娜瞬排囵B(yǎng)體系，建立普通人才高校訂單式培養(yǎng)、高端人才校企乃至全產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)合培養(yǎng)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(jī)制。工業(yè)軟件企業(yè)需要建立完善的培訓(xùn)體系和職業(yè)發(fā)展體系。重視人才的招聘和培養(yǎng)工作，加強(qiáng)軟件人才的一線工程化培訓(xùn)；建立科學(xué)的晉升機(jī)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(qiáng)管理水平，提高員工的待遇水平。2021年開始，工業(yè)軟件企業(yè)逐漸成為資本眼中的熱門賽道，應(yīng)鼓勵(lì)公司將股權(quán)、期權(quán)等作為跨國(guó)跨行業(yè)引人、留人的重要手段。

刊于《瞭望》2023年第3期