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倪光南院士:中國超過發達國家,可能是從軟件產業開始

轉自:網信軍民融合wxjmrh

作者:倪光南


【編者按】6月15日,在第二屆“強網論壇”上,中國工程院院士倪光南作了題為《大力發展工業軟件》的主題報告。倪院士圍繞不同領域的工業軟件,深度剖析了其發展現狀與存在的問題,指出我國應高度重視工業軟件自主可控問題,并提出大力發展工業軟件的思路和建議。本文由《網信軍民融合》雜志根據現場演講整理。


大力發展工業軟件


當前,我國正加快推動由制造大國向制造強國轉變,工業軟件作為智能制造的重要基礎和核心支撐,對于推動我國制造業轉型升級,實現制造強國和高質量發展,具有非常重要的戰略意義。經過多年發展,國產工業軟件從無到有,但與國際先進水平相比仍有很大差距,存在著明顯的短板。例如,在工業基礎軟件和工業設計仿真軟件領域,市場幾乎完全被國外產品壟斷,自主版權的軟件和平臺系統依然缺位,成為我國制造強國戰略實施的最大軟肋。過去比較忽視這類問題,因為中興事件和華為事件,我們看到網絡安全和信息化領域的軟肋很明顯,大家越來越重視工業軟件的自主可控問題。下面談談我的一些體會。

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中國工程院院士  倪光南


在網信領域,我國技術和產業整體水平處于世界第二的位置,但是與美國相比差距比較大。我認為處于第二位的評價還是比較客觀的,我們的互聯網應用比其它國家做得好一點,在 5G 技術上也處于領先地位。我們既有長板,也有兩大短板。一個短板是硬件與芯片,中興事件就是芯片短板的案例:芯片一旦被卡,公司營業和產業發展就休克了。當然我們的芯片發展并不是完全落后,華為事件表明我國的芯片設計水平并不低,在高性能計算機方面也有自主研發的芯片?,F在無論是服務器還是移動終端,從芯片的制造到封裝、測試、材料和裝備都有一定差距。另外一個短板就是基礎軟件。在中興事件中基礎軟件的短板還不明顯,在華為事件中就顯露出來。

一、工業軟件發展現狀


工業軟件的內涵豐富,面向不同領域(如離散制造業、集成電路業和建筑業等)的工業軟件各不相同。

首先,我國最落后的是面向集成電路設計的工業軟件,即 EDA(電子設計自動化)軟件,這方面全世界都被美國的 Cadence、Mentor 和 Synopsys 三大公司壟斷,我國廠商的市場份額幾乎為零,需要奮起直追。如果美國的三家公司不允許使用其產品,卡脖子太容易了。在華為事件中可以看到,我國的芯片設計制造水平和美國相差不是很多,封裝測試和材料裝備雖有差距,但可以彌補,但是我們的芯片設計工具差得太遠,會給我們造成比較大的被動。

其次,面向離散制造業的工業軟件。制造業很重要,特別是離散制造業。在離散制造業領域,全球工業設計仿真軟件產業格局主要由美、德、法三國把控,其中 CAE/CAD工業軟件巨頭前六名分別為美國的 ANSYS、德國的 SIMENS、 法國的 DS Simula、 美國的 Altair 和 MSC,以及法國的 ESI。相比之下,這方面國產軟件還較弱,尤其是 CAD 軟件以及與之配套的 CAE軟件,不能形成完整的工業軟件體系。我國制造業對國外高端工業軟件形成長期依賴,飛機、船舶、冶金、化工、生物醫藥、電子信息制造等重點制造領域長期以來依賴國外工業軟件,不能滿足我國工業制造業轉型升級快速創新發展的需要,并有被卡脖子的嚴重風險。目前美國已禁售 ANSYS 的Fluent、STAR-COM 等產品。密西根大學 Roe 教授認為:“現在 CFD 分析已經完全代替實驗用來設計工業產品,如果美國與歐盟真的會執行相關的政策,那估計中國飛機汽車制造商又要回去吹風洞了?!边@表明我們計算機仿真水平比較低。飛行器實際上可以通過計算機仿真發現問題,進而改進設計,這大大縮短了修改設計的時間,降低了仿真成本。如果沒有這類軟件,每做一點改進,就要在風洞里吹一次,這對工業發展也是瓶頸。所以要補課,防止被卡脖子,形成一個面向離散制造的工業軟件設計方案。方案的核心就是把基礎算法和庫函數,面向一些領域專門化,包括電子系統集成仿真設計、半導體封裝仿真設計、焊接模擬、金屬鍛造、塑性加工、金屬切削、摩擦磨損及表面加工、精密鑄造、滑動密封等等。一般企業開發這類軟件,需要進行大量的實驗,前期開發的投入很大,如果產品不能占有壟斷地位或者較大市場份額,基本掙不到錢。而這類軟件發達國家先走了一步,占領市場之后,后進國家進入市場的門檻很高,我們要對此有一定的認識和準備。具體而言,軟件的開發要與市場相結合,因為制造企業設計產品還是繞不過計算機仿真,隨著華為事件的不斷發展,自主可控的工業軟件方面有可能有一定發展機遇。

再次,面向建筑業的工業軟件。隨著新一代信息技術的發展,目前建筑業的工業軟件在全球范圍內都還需要跟進,這類軟件如 GIS、BIM、IoT 等,各自只覆蓋建筑業的全生命周期的某個階段,彼此沒有融合起來。實際上,這些軟件在全生命周期中是需要進行交互的,例如根據園區規劃、環境營造、交通布局、建筑設計、成本核算、施工管理、智能管控、通風取暖、節能照明、安防應急等方面的要求,對建筑的規劃、設計、施工和運維提出了全新的要求。目前,中國發展建筑業工業軟件的有利條件有兩點:一是建筑業不斷發展,新需求不斷涌現,工業軟件即使在國外也不算很成熟,還有彎道超車的可能;二是中國的建筑業和建筑業從業人員規模以及建筑業的繁榮程度都在世界上領先,因此中國發展建筑業工業軟件具有良好的條件。中國有世界上最大的建筑業,最多的建筑能源,最大的市場,最快的發展速度,沒有理由工業軟件搞不好。在發展 IoT 為代表的建筑業工業軟件過程中,也可能會被國外卡脖子,但我覺得這是一個未來有前景的發展方向。

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倪光南院士在第二屆“強網論壇” 上作主題報告

、軟件是推動新一代信息技術發展的驅動力


軟件產業是基礎性、戰略性產業,軟件技術和軟件人才具有通用性、帶動性。軟件技術已滲透到幾乎所有信息技術之中,軟件人才在網信領域的高技術企業中,比重往往超過七成。當前,“軟件定義世界”的趨勢反映軟件技術無處不在,軟件人才無所不能。軟件促進傳統制造業轉型成為智能制造業,例如:寶馬 7 系列汽車內置的軟件超過 2 億行代碼,波音 787 客機中的軟件代碼超過10 億行,軟件正使這些傳統制造業企業向數字化、網絡化、智能化的方向轉型。軟件也將促進新一代信息技術的發展,如人工智能、大數據、5G、物聯網、云計算、機器人、VR/AR、自動駕駛……實際上軟件在新一代信息技術中占有很大比重。

所以,我們主張要重點發展軟件產業,我們一些決策部門的思想還需要改變,把更多的資金、更多的注意力放到軟件上面來。中國具備發展軟件業的有利條件——強大的軟件產業和豐富的軟件人才資源。按照工信部發布的數據,中國軟件產業銷售總額從 2000 年的 560 億增長到 2018 年的 63061 億,18 年間增長 112 倍。一直到去年,軟件業銷售額增速還比 GDP 增速大一倍,達到 14%。目前,在全球前 10 家最大的ICT企業中中國有3家,即華為、阿里、騰訊,華為未上市,但估值可接近蘋果?;旧蠌倪@十家公司的業務和人員來看,軟件的比重都比較大,所以說軟件產業對世界來講都是非常重要的。中國超過發達國家,估計可能是從軟件產業開始。中國也有豐富的軟件人才資源。中國擁有世界上最大的人才資源,2017年全國在校大學生人數為 2695.8 萬,應屆大學畢業生 795 萬,普通本??普猩?748.6 萬人,全國共有具有大學教育程度人口為 1.9593 億人。在人才資源中,軟件人才的比重越來越大,2016 年軟件從業人員達 855.7萬人。就軟件開發效率(性價比)而言,微軟 Vista 系統是特大型軟件,有 5000 萬行代碼,性價比約 2 行 /100 美元,美國一般軟件平均性價比約 16 行 /100 美元。國內的永中 Office 是大型軟件,有 500 萬行代碼,性價比約 22 行 /100 美元。這些數據表明,軟件規模越大開發效率越低,而且中國的軟件開發成本低于美國。中國軟件工程師的薪資低于美國,公司能夠雇傭更多的研發與工程人員,維持更大規模的人才隊伍。

總結中國軟件業的概況。2018 年軟件產業規模為 63061 億元,基本上反映了中國軟件內需市場的規模,居世界第二位。產業布局較全面,總體情況較好,短板為基礎軟件、工業軟件。有華為、BAT 等一批世界上名列前茅的龍頭企業。從業人員數量 2016 年為 855萬,世界第二,比美國低一點,約占世界 10%,而且預期增量很高。員工平均薪酬 2017 年為 13.03萬元,考慮到人員多在北上廣等富裕地區,薪酬水平中等。人才創新性相對難以比較,因為沒有公認指標,根據軟件著作權、開源貢獻量、雙創數量、APP 制作量、研發效率、大賽數量等指標分析,我國軟件人才創新性較好,而且我國軟件人才勤奮度也很高。相對欠佳的方面主要是工作規范性、團隊合作精神、英語水平,還有就是擔任跨國企業高管的人才較少。

今后中國應該在工程師隊伍上下功夫,實現從“人口紅利”到“工程師紅利”的轉變。2012 年我國勞動年齡人口比重十年來首次出現下降。2012年中國 15 歲至 59 歲的勞動年齡人口數量為 9.37 億人,比上年末減少 345萬人,下降 0.6%。到 2025 年中國人口紅利將徹底消失,中國必須大力推動發展方式的轉變。鑒于中國的 R&D人員全時當量和 R&D 經費世界第二,2015 年 PCT 專利排名世界第三,中國工程師隊伍將繼續增長,中國有可能會出現工程師紅利。甲骨文創始人拉里·埃里森(Larry Ellison)在去年 10月接受 FOX 采訪時,曾聲稱“不能讓中國產出比美國還多的工程師!”他承認,“美國面臨的最大威脅 / 競爭對手是中國。中國有很多非常有天賦的工程師,他們貢獻了很多知識產權,我們可不想屈居第二”。中國工程師(軟件工程師占比較大)數量可能會走在世界前列,這是今后中國發展的巨大動力。



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