中国工业软件的差距有多大?国产软件之痛,必须从彻底解决

最近这些两年,美国肆无忌惮地打压中国科技的发展,我国工业软件也出了断供的问题,国家也开始非常重视,大力振兴国产工业软件的研发。作为普通的老百姓,可能很难想象得出,当前中美之间在工业软件方面的差距究竟有多大?接下来我国的工业软件振兴之路会有多艰难?作为在IT行业工作二十年的IT老兵,华哥想给你讲讲过去的二十多年来,中国工业软件发展之痛。

软件产业已经成为国家战略性事业

2020年8月4日,国务院印发了《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策》(以下简称《若干政策》),其中涉及了财税、投融资、研究开发、进出口、人才、知识产权、市场应用、国际合作等八个方面的政策。

在这个通知里面,有一词特别显眼,那就是:举国体制。可以这么说,国家已经把集成电路产业和软件产业的发展提高到一个前所未有的高度,也就是说,集成电路产业和软件产业已经成为我国战略性的事业,已经成为我们当下环境下亟需解决的问题。

也许,你还是很难体会到这个通知的深刻意义,今天我就用最通俗的话来给你讲讲这其中的道理。为了搞清楚中国和美国之间在工业软件方面的差距,我们可以假设这么一个场景。

比如说,张三和李四历来是冤家对头,有一天中午,张三和李四同时走进一家饭店吃饭,刚一坐下来,两个人就吵起来了。

李四就说:“哎,兄弟,你不能到这里吃饭,这个饭店是我们家开的。”

张三回答说:“我不吃你们家饭店的饭,我自己带饭了。”

李四接着说:“那你也不能在这里吃,饭店的那些座位都是我们家提供的。”

张三说:“我不坐你们家的座位,我站着吃。”

李四又接着说:“那也不行,你用的餐具都是我们家生产的。”

张三已经很生气了,说:“行,算你有种,这些全都不用,我用手抓着吃,有什么了不起。”

李四还是不依不饶地说:“还是不行,你吃的那些大米都是我们家种的。”

“那我不吃你们家的米,我改吃面总行了吧。”,张三把碗里的米饭倒了,头也不回就走了。

大家看到了吗?能感觉到这其中的痛苦吗?如果把这里的张三比作中国,李四就是蛮横无理的美国,张三的每一个动作都会受到李四的限制。事实也是如此,我们必须承认,在工业软件方面,真正优秀的国产软件确实很少,即使有,这些软件的底层技术也是或多或少建立在美国的技术基础之上的。所以美国才会这么肆无忌惮地在科技方面不断向中国施压。

工业生产中涉及哪些软件

从应用场景来分,工业软件主要分为三大类:

  • 第一类:研究设计类,主要包括:计算机辅助设计(CAD:Computer Aided Design)、计算机辅助工程(CAE:Computer Aided Engineering)、计算机辅助工艺过程设计(CAPP:Computer Aided Process Planning)、计算机辅助制造(CAM:Computer Aided Manufacturing)、产品全生命周期管理(PLM:Product Lifecycle Management)等。
  • 第二类:经营管理类,主要包括:企业资源计划(ERP:Enterprise Resource Planning)、供应链管理(SCM:Supply Chain Management)、客户关系管理(CRM:Customer Relationship Management)、电子商务等。
  • 第三类:生产控制类,用于生产调度和过程控制,主要包括: 制造执行系统(MES:Manufacturing Execution System)、 高级计划排产系统(APS:Advanced Planning and Scheduling System)等。
  • 这样说还是太抽象了,不好理解。我们再来做一个假设,比如有一家企业,主要生产这种20公斤承重的挂钩,这是我们生活中非常常见的一种商品,如下图:

    要生产这个商品,首先需要进行设计,在没有电脑之前,都是手工画设计图,把商品的各个部分尺寸、形状等等画出来画在纸面上。自从有电脑之后,就有专门的软件,叫CAD——计算机辅助设计,它可以非常方便完成各种商品的设计稿,并且能够支持三维效果。目前,最有名的CAD软件是AutoCAD,这是由美国欧特克有限公司(Autodesk)出品的一款计算机辅助设计软件。

    设计完成之后,我们需要验证一下,这个设计方案是否合理,用什么样的材质才能达到承重20公斤的要求。怎么办呢?难道我们要生产几个样品之后才能测试吗?其实不用,我们只要把设计方案中的各个参数和材质的各个参数输入到专门的软件,叫CAE——计算机辅助工程,马上就可以计算出这个挂钩的承重情况,我们把这个工作叫计算机模拟仿真。

    等完成验证之后,我们就开始投入生产,需要协调人力、资金、原材料等等各种资源进行生产,这时就涉及很多生产管理、生产控制类软件,比如ERP、MES、APS等等。

    生产出来之后,需要销售出去,又涉及到市场运营管理类软件,比如SCM、CRM、电子商务等等。

    所以,一个制造型企业会涉及到的软件有很多。刚刚只是举的例子只是一个非常传统的制造型企业,现在全国都在发展智能制造,涉及的软件远远不止这些。

    中美双方工业软件的差距对比

    我们国家要真正做到工业软件的自给自足,不仅仅要自主研发这些软件,而且还会涉及到很多底层的技术,比如操作系统、数据库、中间件,而这些底层的技术恰恰是我们国家最薄弱的部分。另外,这些软件的开发还涉及很多编程语言,而这些编程语言绝大部分也是美国直接,或者间接发明的。

    首先,操作系统方面,美国直接或者间接垄断了PC时代的操作系统,比如Windows、Unix、Linux等,还垄断了移动互联 时代的操作系统,比如苹果的ios,谷歌的Android,微软的windowsphone。

    其次,数据库方面,数据库是工业软件非常重要的组成部分,你现在看到这个图是2019年关系型数据的全球排行榜,前三名都是美国公司的产品,如下图:

    2019年关系型数据库全球排行榜

    再说说编程语言,编程语言是人类与机器沟通的媒介。目前最常见的编程语言有C、C++、JAVA、Python、PHP 等等。这些语言的发明人要么是美国人,要么是在美国学习和工作的外国人。

    C语言和Unix发明人:丹尼斯·里奇

    丹尼斯·里奇(1941年9月9日-2011年10月12日),C语言之父,UNIX之父,是美国朗讯科技公司贝尔实验室下属的计算机科学家。

    C++语言发明人:本贾尼·斯特劳斯特卢普

    本贾尼·斯特劳斯特卢普(Bjarne Stroustrup,1950年6月11日-),丹麦人,计算机科学家,他是美国德克萨斯州大学的计算机科学教授。他最著名的贡献就是开发了C++程序设计语言。

    JAVA语言之父:詹姆斯·高斯林

    詹姆斯·高斯林 (James Gosling),他出生在加拿大,被公认为“Java语言之父”。1983年获得了美国卡内基梅隆大学计算机科学博士学位,随后在Sun公司、Google公司就职。

    Python创始人:吉多·范罗苏姆

    写在最后

    其实,上述分析的还只是比较低端的工业领域,如果涉及高端、专业领域的软件,这种差距还会更大,比如集成电路、航天航空等等。所以,我们必须清醒认识到这种差距,并且以此来激励我们迎难而上。

    昨天8月19日,央视财经的一篇文章令人振奋。虽然2019年我国芯片自给率仅为30%,但是我们计划在2025年,中国芯片的自给率达到70%,这是一个大国展现在世界面前的勇气和决心。集成电路和软件是两大息息相关,互相促进的产业,芯片的发展必将促进软件的高速发展。我相信,在举国体制下,我们一定能够走出一条中国特色的科技发展之路。

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