关注微信公众号
下载APP

您是个人用户,您可以认领企业号

工业软件的十大趋势:不再是工具,而是未来工业的主宰

先进制造业 2019-06-03 12:04 抢发第一评

先进制造业AMdaily

中国制造2025”互联网+”国家战略的实践者和推动者

会展 | 网站 | 微信 | 沙龙 | 咨询

来源/知识自动化、制造界

作者/林雪萍

随着数字技术的发展,工业似乎正在进入一个平台青春期的朦胧前夜。而最开始作为工具的工业软件,则逐渐成为重要推手。它自身正在经历空前的变化。这个变化始自十多年前,但直到现在借助于工业互联网、5G这样的折射光,它的萌芽才开始变得有些轮廓。还需要十年到二十年的时间,工业界才能真正感觉它的颠覆性变化。

也许那个时候,工业软件的工具属性将不复存在。它以一种更加内生、更加隐蔽的平台方式,主宰着工业的走向。

1/ 设计与仿真的融合

CAD与CAE曾经是两个泾渭分明的阵营。少数工业软件才会横跨这两个领域。而现在,设计已经跟仿真紧密地结合在一起了。设计既出,仿真即行。同源数据,共生验证。业界比较热闹的CPS、数字孪生、数物融合等概念背后,都有映射着这样的事实。

看一看这几年西门子、达索系统和欧特克的动向就知道了。

在最近几年,达索系统重点就是深耕仿真领域,充实达索系统旗下的仿真品牌 。在最近五年的并购中,有一半是在进行仿真软件的购买。

这标志一个显著的变化,CAD与CAE正在紧密地连接在一起。即设计即仿真,将成为工业领域的标配。这种融合的力度,正在得到空前的加强。传统的CAD和CAE分而治之的局面,正在由CAD厂商率先打破。由于物理数值仿真将先于物理实现,使得几何引擎的重要性也将随之降低。这将会对单纯只做CAD和CAE的厂家,形成一个巨大的压力。

CAD与CAE的融合,意味着制造端的前置,它使得设计要更多担负起传统上样机与测试的功能。“面向制造的设计”DFM、面向安全的设计DFS等DFX系列,变得更加可行,而且更具普遍性。

NASA土星登陆器

2/ 数据传递“全屏化”

纸张是制造的圣杯。在相当长的工业发展时期,无论是设计,还是车间生产,发蓝的二维图纸,象征着总工的最高权威。指令,往往就是“纸之令”,这是一种传递决策的古老方式,就像古代的军队驿道。而且,越是复杂的制造,数据传递越是复杂,那么通过纸张、看板等载体实现信息传递出现差错的可能性就越高。

无纸化,是波音早在上个世纪九十年代就提出来。作为一个简洁易懂的目标,背后含义重大。告别简单的蓝图纸,或许容易;但要在设计与制造之间以及整个工厂实现无纸化,则非常困难。从1990年开始研发的波音777,是最早采用数字化技术设计的飞机,而一直到现在,波音仍然在致力解决这样的问题。

无纸化,是个解决孤岛的方向。在这种信念之下,所有的纸张和表格,都是孤岛数据的象征,这意味着工厂出现了“数据肠阻塞”。不过,这也是当下普通工厂的特点。

这意味着,车间里向员工传递信息的方式,将彻底改变,“文本”和“纸令”时代 将有可能宣告结束。三维数据和指令,不完全是数据下发的问题,而是通过一种类似“知识感受”的方式进行传递。这种传递是体验,是感受,而不是文本说明。

这时候需要的指令,不是一张纸的说明,而是一张屏,而是一种感受。

无纸化本身是一个灯塔,它正在有了更加具体的的方式:“屏幕化”将成为新的载体。在巴塞罗那的2019世界移动通信大会上,PTC的增强现实Vuforia解决方案已经开始在微软的HoloLens 2进行内置,通过新手势、语音增强和跟踪功能,可以无需繁复的编程工作。空气工程公司Howden,已经开始采用这种技术,提高客户使用其设备的体验。

鼠标,让人手成为鼠标垫上的爬行动物;而AR则让人的手解放出来,成为在空中翻动的飞鸟。无论是在设计室,还是在工厂,许多人就像指挥家一样挥舞双手——那是他们驱动数据的全新方式。

然而它背后的潜台词,则要意味深长得多。全球最大的工程机械制造商Caterpillar已经不再为用户提供图纸了。想要维修油路,非授权的维修工程师只能去猜测了。用户可以拥有一切细节,但看不到它的数据。

那么,下一代工人是什么样子的?

他们都是装有“第二血管”的互联工人。在这条第二血管的通道上,穿梭着各种数据。而借助于AR技术,这些工人完全可以看得见它们。

“撕掉每一张纸”?“全屏化”成为精益的标配?这将挑战一个工厂在几十年所形成的标杆实践和灯塔文化。

3/ 基于模型的系统工程

人类处理复杂问题的能力,是有限的。系统工程是一种顶层的全局思维;而模型则是在更高的抽象层次上表达复杂事物的一种手段。很显然,基于模型的系统工程MBSE和基于模型的定义MBD,都是为了增强人类处理复杂性的能力。

美国国防经费在全球遥遥领先,是其国家竞争力的重要保障。而美国国防部采办则涉及到从研发、制造到维护,有15万人,这其中将近30%的人员都是系统工程师。未来的设计,都是系统性思维考量。没有基于模型的系统工程,庞大的武器装备制造,是不可想象的。

波音所推动的MBD(基于模型的定义)概念,正在得到广泛的认同。许多CAD公司,都开始支持与MBD直接相关的产品制造信息PMI的相关标准。这个看上去打破CAD各家的格式枷锁的MBD标准,也得到了各家CAD软件目前都表示支持。早在2013年,Solidworks就开始推出了MBD模块。

然而,这只是一个意愿的开始而已。目前企业用户采用不同的三维设计软件,仍然会碰到多个MBD标准而无法统一,受三维软件限制太大。

要支持全生命周期,必须要有端到端的MBSE的技术基础。波音采用了全新的“菱形”描述,以优化传统系统工程中大名鼎鼎的“V”字型路线。从这个菱形描述中,可以看出虚拟模型和物理世界中,二者需要随时交互,形成一个“互联环境”。这意味着,必须摆脱文档驱动的局面。

数字孪生提供了令人激动的想象力。然而它的实现,必须依靠基于模型定义的产品。因此,它还是一个浮在上面的荷花,丝连不断的莲藕才是它的根基。

波音研发技术部高级技术Don Farr 2018年 

4/ 从一次买断到持续订阅

工具类软件的销售方式,正在从一次性许可(License)转向订阅模式(Subscription)。订阅模式的软件并不一定都是基于云部署,可以仍然是在企业内部安装,但是通过订阅定期获得授权密码。

订阅模式是一种对于用户企业和软件公司双赢的模式,用户企业可以根据应用需求,灵活增减用户数,还可以即时获得最新的软件版本。

从软件发展的动力来看,显然软件供应商更喜欢订阅模式,它会使得收入变得非常稳定。在订阅的模式下,长期的更新显得更合理。在国际市场已经呈现出绝对性的胜利:达索在很多欧美日国家每年的营收, 70~80%是年租收入,只有20~30%是一次性买断PLC(perpetual license cost)。因此,软件公司在欧美看上去也很舒服,因为每年都会提前锁定大部分收入,工程师可以轻轻松松搞研发。

在互联网普及度不高的上个时代,厂商或作者利用网络进行持续地维护与升级比较困难,很多软件基本就是“一锤子买卖”;而现在,随时更新版本的条件基本完善,为产品提供完善的客户支持和迭代升级,通过在线实施没有任何障碍。而云计算则加速了它的普及。

工业软件的订阅制,已经势不可挡了。中国市场还在凭着它特有的市场特色,在进行勉强的抵御。一次性购买,这也是中国最喜欢的方式,也是由于中国项目经费的构成具有特殊性:软件升级是有预算的,而购买软件服务则很难形成项目预算。

同时,这也是中国的一个奇怪现象:软件服务在中国的价值,远远没被认可。但服务恰恰才是软件的核心价值。无法提前锁定软件的长期服务价值,是国内许多自主软件企业生存困难的重要原因之一。

5/ 工具向平台进化

把工业软件看成工具的时代,或许已经过去。2019年2月达索系统宣布,经历了21年的SolidWorksWorld大会名称将不再保留,而是成为3D Experience  World。大会名称要改,这可能会哭死众多的SolidWorks粉丝。

这发出了一个重要的信号,任何单一软件工具的品牌,都不再重要,平台的存在将笼罩一切。达索系统正在主推它的3D EXPERIENCE平台,这是一个顶层战略。

工业软件作为一种强烈存在的工具属性,正在被降低它独立存在的意义。

当你想要一把斧头,对方会问你,难道你要的不是一根木头吗?

也许是真的,你的确想要一块篝火用的木头。

这也意味着商业模式的更新。工业软件供应商,正在试图从设计-制造的全过程中,进一步挖掘价值。制造即服务,是这一理念的核心。这就是为什么达索致力于将前端的设计、后期的制造直接打通。而它在2014年收购面向营销和展示的高端3D可视化软件RTT公司,正是秉承了这样一种理念。

从这个大趋势来看,就能理解近几年计算机辅助制造CAM风雨飘摇的市场。曾经独立的CAM软件,纷纷落下。英国CAM公司达尔康在2013年出乎意料地被欧特克吞并,本来是独立的CAM软件市场,被迅速洗牌,海克斯康2014年并购了英国CAM软件公司Vero——后者此前已经进行过系列并购,而同年年底增材制造巨头3D System则以一亿美元的代价收购了以色列优秀的CAM厂商Cimatron。这个故事最新上演的剧情是,2017年Solidworks推出了面向CAM的版本,而海克斯康在2018年吃掉了法国CAM公司SPRING。

独立的CAM软件商,都在成为软件平台服务的一部分。

支撑平台最大的秘密,在于社区,在于协同。其实社区的概念早已有之,上个世纪90年代末的Autodesk公司,最早也扶持做合作伙伴生态,出现了一大批二次开发的工业软件企业。但随着Autodesk并购德美科这样的二次开发企业之后,国内的二次开发者一时也毫无还手之力,纷纷转型,四下散去。

随着工具向平台的转移,国内的各种小伙伴,将越来越成为巨舰之上的一块块海藻。所谓的合作伙伴,铁与草的关系,如此而已。

这样的平台存在,对着中小企业将有着巨大的诱惑力。这也意味着平台型的企业,必须做好“全能选手”的准备。工业软件企业,也在做好迁移平台、服务中小企业的准备。 

最近的例子是达索进入了ERP系统。2018年底达索系统以4.25亿美元完成收购制造业ERP软件公司IQMS,随之将IQMS更名为DELMIAWORKS 。将设计端的数据,与经营数据相结合,这是PLM软件商拓展疆土的记录中,所能跨出的最大一步。而在今年年初达索系统SOLIDWORKS推出的3DEXPERIENCE.WORKS,正是中小型企业用户提供一个单一的数字环境,将社交协作与设计、仿真、制造甚至ERP功能相结合。

工具,再见!

这对于中国苦苦挣扎的PLM厂商,绝不是一个好消息。它的意思是,当青铜侠还在立志成铁的时候,钢铁侠已经披挂上了战车。整整两代的差距:不是两代人,而是两个时代。

6/ 天生云端

软件即服务(SaaS)的概念不断发展,在工业领域。基于云的工业软件订阅模式越来越多,成为企业在本地软件安装环境之外的一种选择。云与在线的工业软件可以直接在本地浏览器中运行,或通过Web及移动应用程序运行。与安装在本地计算机上的传统软件不同,它通过远程服务器进行更新,并通过订阅获得服务,通常是每年甚至每月一次。

在十年前,云CAD就被广泛谈论,但大家都会觉得困难重重。最知名的CAD架构师之一,Autodesk的创始人之一的Michael Riddle当时指出,云CAD的复杂性,是桌面CAD的十倍以上。这并不完全是因为这类程序动辄数千万行数的代码,而是指建模的难度,以及像国际象棋一样复杂的可能性。

异构数据的连接

为了云平台这样一个战略方向,达索甚至考虑到了云计算设施的硬件资源。2011年,成立不到一年的云计算公司Outscale获得了达索系统的战略投资;到了2017年6月 ,达索系统追加投资获得其多数股权。通过Outscale全球十多个数据中心提供的云计算服务,达索的3D 体验平台,可以充分发挥硬件、软件的集成优势,并可以向各种规模的企业进行部署。

这种基于独立于基础设施的云平台,可以从云端交付Windows应用程序和工作流。Frame就是这样一种独立服务商,打破传统传统的虚拟化桌面解决方案(如Citrix或VMware) ,后者是为非弹性的、单租户的数据中心基础设施设计的。对比一下,英特尔的X86架构在PC机上,和ARM架构在移动端,呈现的特征会有多么的不同。

云设施为工业云软件而来

天生云端,架构轻盈,符合用户对于工业云的弹性访问,正是工业软件在云端被看好的地方

工业软件向云平台的迁移,看上去是为了争夺更加广阔的中小企业市场。“云PLM” 为中小型PLM用户提供了更多的选择,以根据他们的具体业务和工程需求定制解决方案。这意味着PLM业务和部署模式正在发生变化。而工业互联网的快速发展,则为这种“云生”软件,提供了优良的沃土。

7/ 最大的猜测:工业软件走向无形

工业软件的最高境界,或许就是消灭自己。既然用户要的是一个洞,那么所有的工具,诸如凿子、钻头就都不必出现了。

最直观的一种现象是,软硬结合,正在成为工业界的一种时尚。工业软件与自动化硬件,正在紧密走在一起。

软件定义利润,硬件盈利时代早已结束。随着软件的注入,传统硬件像刀片一样薄的利润,正在变得像服务器一样的厚实。

系统之间的传统界限正在消失,这使得传统机械设计与仿真的CAD/CAM/CAE软件,电子设计自动化软件EDA,以及与其他软件如制造执行系统MES、人机界面HMI等,都在融合。

在工业互联网的背后,软件才是明星。只有软件,才能搞得定机器,才能理清楚数据的价值。不再是简单的套装工具,它以另外的形式重塑工业的价值。

泛在而无形这或许是工业软件努力的方向。但在这无形根基之上,才能建立起高耸入云的智能制造和工业互联网的殿堂。

什么是无形的?空气是无形的。它主宰着生命的存在。

8/ 小记

工业软件作为工具的记忆,正在逐步散去。CAD、CAE之类的标签,已经很难裹住一个PLM厂商的身板。这是一个很小的市场,却是一个阿基米德的杠杆支点。小的几乎不见,却在撬动着未来工业的方向,正是这微不可见的工业软件,才是新工业之所以为“新”的根本力量。

推荐阅读

·建设智能工厂的十个路径方向

·潘云鹤院士:经济向智能化转型的若干模式

·工信部装备工业司原司长张相木谈“先进制造业与智能制造”

·中国工程院:中国智能制造的发展路径

·他山之石:国外大型制造企业数字转型典型实践

·中国制造业企业数字化实践白皮书

·德国“高科技战略2025”内容概要

·工信部原副部长:我让材料司调研了31个省的制造业以后,大吃一惊!

我们关注

先进制造技术专题

智能制造  人工智能  工业互联网  工业大数据

智能装备  工业软件  AR/VR技术  产业投融资

行业典型应用案例

汽车汽配  机械装备  航空装备  电子信息  船舶海工  轻工家电

先进制造业百人谈

政府领导  院士专家  行业学者  企业CEO/CTO/CIO/CMO

欢迎各制造业领域试点示范及技术领先企业相关负责人,踊跃投稿分享最IN技术应用案例~

声明

来源:知识自动化、制造界 ,先进制造业公众号(ID:amdaily)推荐阅读,转载请注明,如涉及作品版权问题,请联系我们删除或做相关处理!本文编辑:微明

温馨提示:

《先进制造业》全媒体读者及广告合作推广联络邮箱:amdaily@wintimechina.com,电话:021-51757717;欢迎各界人士投稿,与行业专家朋友共分享。

微信号:amdaily

所属栏目: 企业服务 VR/AR
声明:本文由先进制造业企业号发布,依据企业号用户协议,该企业号为文章的真实性和准确性负责。创头条作为品牌传播平台,只为传播效果负责,在文章不存在违反法律规定的情况下,不继续承担甄别文章内容和观点的义务。
喜欢这篇
评论一下
评论
登录后发表评论
×

客服咨询

关注微信公众号

下载APP