數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平彰顯綜合國(guó)力
數(shù)字經(jīng)濟(jì)是數(shù)字時(shí)代國(guó)家的綜合實(shí)力的重要體現(xiàn)，是構(gòu)建現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系重要引擎，是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“穩(wěn)定器”和“加速器”，大力發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)是把握新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革新機(jī)遇的戰(zhàn)略選擇。黨的二十大報(bào)告指出，加快發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合，打造具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的數(shù)字產(chǎn)業(yè)集群。
近年來，中國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速。根據(jù)2022年發(fā)布的《中國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展白皮書》，2012年以來，我國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)年均增速高達(dá)15.9%，顯著高于同期GDP平均增速。2021年，中國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)規(guī)模達(dá)到45.5萬億元，同比名義增長(zhǎng)16.2%。中國(guó)的數(shù)字經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力在國(guó)際上處于優(yōu)勢(shì)地位。截至2021年底，我國(guó)建成5G基站142.5萬個(gè)，占全球的六成以上。最近5年，算力年均增速超過30%，算力規(guī)模居全球第二位。從2017年到2021年，中國(guó)數(shù)據(jù)產(chǎn)量從2.3ZB增加到6.6ZB，位居世界第二。規(guī)模以上軟件營(yíng)收增長(zhǎng)至9.5萬億，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用已經(jīng)覆蓋45個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)大類。電子政務(wù)在線服務(wù)指數(shù)躍升至全球第九位。
工業(yè)軟件對(duì)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展起支撐作用
作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，數(shù)字技術(shù)的核心領(lǐng)域包括六大類別：人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、軟件技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈。工業(yè)軟件是軟件技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，是把將工業(yè)知識(shí)軟件化，即工業(yè)技術(shù)、工藝經(jīng)驗(yàn)、制造知識(shí)和方法的顯性化、數(shù)字化和系統(tǒng)化，是一種典型的人類使用知識(shí)和機(jī)器使用知識(shí)的技術(shù)泛在化過程，是工業(yè)生產(chǎn)提質(zhì)增效的重要工具。工業(yè)軟件是數(shù)字經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的關(guān)鍵核心技術(shù)之一。
數(shù)字經(jīng)濟(jì)是以數(shù)字化的知識(shí)和信息作為關(guān)鍵生產(chǎn)要素，可分為數(shù)字價(jià)值化、數(shù)字產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化和數(shù)字化治理四大板塊。工業(yè)軟件作為數(shù)據(jù)價(jià)值化的應(yīng)用實(shí)踐之一，始于數(shù)據(jù)價(jià)值化，成長(zhǎng)于數(shù)字產(chǎn)業(yè)化，盛開于產(chǎn)業(yè)數(shù)字化和數(shù)字化治理。產(chǎn)業(yè)數(shù)字化是數(shù)字經(jīng)濟(jì)中最重要、規(guī)模最大的板塊，工業(yè)軟件則是產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的核心要素之一，服務(wù)于企業(yè)的“規(guī)劃、研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)”全流程，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)知識(shí)軟件化，把企業(yè)在產(chǎn)品全流程中的經(jīng)驗(yàn)沉淀、融合在軟件系統(tǒng)中，用以提升企業(yè)全流程的工作效率，助力企業(yè)研發(fā)創(chuàng)新高速發(fā)展。工業(yè)仿真軟件是制造業(yè)的大腦神經(jīng)，不僅在產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中具有重要的作用，在數(shù)字化治理中更是應(yīng)用廣泛，包括高端裝備制造的研發(fā)創(chuàng)新、城市環(huán)境治理等。
工業(yè)軟件可以精細(xì)模擬流動(dòng)過程與物理現(xiàn)象，揭示動(dòng)力學(xué)演化規(guī)律及其內(nèi)在物理機(jī)制，替代物理實(shí)驗(yàn)與工程試驗(yàn)，顯著縮短研發(fā)周期、降低研發(fā)成本。通過數(shù)值優(yōu)化與設(shè)計(jì)，顯著提升產(chǎn)品性能、技術(shù)水平和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，工業(yè)軟件的經(jīng)濟(jì)價(jià)值之高是不言而喻的，這一點(diǎn)可以從飛機(jī)設(shè)計(jì)中充分體現(xiàn)出來。我們知道，無論飛機(jī)整體外形還是零部件的設(shè)計(jì)，都必須充分考慮和精細(xì)計(jì)算升力、阻力、穩(wěn)定性等各種參數(shù)，需要進(jìn)行一系列試驗(yàn)，在航空制造業(yè)發(fā)展早期，美國(guó)波音公司通過傳統(tǒng)方式開展機(jī)翼設(shè)計(jì)，要做多達(dá)77個(gè)試驗(yàn)。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，特別是工業(yè)仿真軟件的應(yīng)用，相關(guān)試驗(yàn)很快被減少至30多個(gè)?，F(xiàn)在，機(jī)翼設(shè)計(jì)絕大多數(shù)過程在工業(yè)軟件上進(jìn)行，相關(guān)試驗(yàn)被大幅減少到5次。作為后發(fā)研制的中國(guó)大型客機(jī)，C919包括機(jī)翼在內(nèi)的設(shè)計(jì)正趕上工業(yè)仿真軟件以空前的廣度和深度應(yīng)用的時(shí)期，其絕大部分設(shè)計(jì)就是通過工業(yè)仿真軟件來完成的，大大提高了效率、性能，降低了成本。只要是具有創(chuàng)新能力的企業(yè)，就必然使用工業(yè)軟件，換句話說，是否使用工業(yè)軟件和使用工業(yè)軟件性能的高低是判斷某個(gè)企業(yè)創(chuàng)新能力大小的重要標(biāo)準(zhǔn)。
研發(fā)設(shè)計(jì)類工業(yè)軟件更要奮起直追
從制造業(yè)生產(chǎn)周期維度，工業(yè)軟件可以分為四大類：研發(fā)設(shè)計(jì)類、生產(chǎn)控制類、信息管理類和運(yùn)維服務(wù)類。其中，研發(fā)設(shè)計(jì)類工業(yè)軟件主要作用是提升企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)工作領(lǐng)域的能力和效率，包括計(jì)算機(jī)輔助工程、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造、電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化等；生產(chǎn)制造類工業(yè)軟件主要作用是在工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)和制造過程中進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分析和決策，負(fù)責(zé)生產(chǎn)管理、物料管理、質(zhì)量管理、設(shè)備管理等，包括工業(yè)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)、先進(jìn)控制系統(tǒng)等；信息管理類工業(yè)軟件的主要作用是管理和協(xié)作，包括辦公協(xié)同、供應(yīng)鏈管理、商業(yè)智能等；運(yùn)維服務(wù)類工業(yè)軟件主要服務(wù)于生產(chǎn)設(shè)備的維修和保養(yǎng)，包括故障預(yù)測(cè)與健康管理、維護(hù)維修運(yùn)行管理等。
經(jīng)過多年努力，中國(guó)工業(yè)軟件技術(shù)和產(chǎn)業(yè)獲得了長(zhǎng)足進(jìn)步，上述四大類工業(yè)軟件產(chǎn)品類別齊全，但是國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件整體上實(shí)力不強(qiáng)，并且發(fā)展不均衡。相關(guān)報(bào)告表明，經(jīng)營(yíng)管理類國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額的比例已經(jīng)占至七成，生產(chǎn)制造類國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額的比例也達(dá)五成，但是在研發(fā)設(shè)計(jì)類工業(yè)軟件方面，國(guó)產(chǎn)軟件的市場(chǎng)占有率約只有5%，并且多應(yīng)用于系統(tǒng)功能單一、工業(yè)機(jī)理簡(jiǎn)單、產(chǎn)業(yè)復(fù)雜度較低的領(lǐng)域。然而，研發(fā)設(shè)計(jì)類工業(yè)軟件對(duì)工業(yè)制造智能化具有特別重大的意義，通過上面的分析和介紹，我們可以知道，這類工業(yè)軟件可以賦能工業(yè)制造的研發(fā)數(shù)字化，從而顯著降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，提高工業(yè)制造的智能化水平。
實(shí)際上，國(guó)產(chǎn)研發(fā)設(shè)計(jì)類工業(yè)軟件不強(qiáng)就是中國(guó)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的芯片領(lǐng)域“卡脖子”問題的根源之一。作為重要的研發(fā)設(shè)計(jì)類工業(yè)軟件，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件即EDA軟件是完成超大規(guī)模集成電路芯片的功能設(shè)計(jì)、綜合、驗(yàn)證、物理設(shè)計(jì)等流程的必備“利器”。長(zhǎng)期以來，EDA軟件技術(shù)和市場(chǎng)一直被國(guó)際幾大巨頭企業(yè)所控制和占據(jù)，造成了目前的被動(dòng)局面，而要改變現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)芯片領(lǐng)域的自立自強(qiáng)，必須在EDA軟件技術(shù)上奮起直追，取得重大突破。
抓住人工智能等新科技變革機(jī)遇
造成中國(guó)工業(yè)軟件發(fā)展現(xiàn)狀的原因是多方面的，其中包括起步相對(duì)較晚，人才基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)薄弱；工業(yè)軟件的使用“黏性大”，導(dǎo)致路徑依賴強(qiáng)，一旦選用外國(guó)軟件就會(huì)造成進(jìn)口替代難。
在清楚地意識(shí)到發(fā)展現(xiàn)狀和面臨的困難的同時(shí)，我們也要看到，當(dāng)前，中國(guó)工業(yè)化與信息化融合持續(xù)深入推進(jìn)，產(chǎn)業(yè)加工度和技術(shù)密集度不斷提升，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)不斷加速，自主創(chuàng)新的意識(shí)日益增強(qiáng)。中國(guó)工業(yè)軟件發(fā)展正迎來前所未有的發(fā)展機(jī)遇。
包括工業(yè)軟件在內(nèi)的中國(guó)軟件行業(yè)正獲得空前力度的國(guó)家政策支持。習(xí)近平總書記在兩院院士大會(huì)上指出，“實(shí)踐反復(fù)告訴我們，關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的。只有把關(guān)鍵核心技術(shù)掌握在自己手中，才能從根本上保障國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全、國(guó)防安全和其他安全。”為突破關(guān)鍵核心技術(shù)，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)，國(guó)家有關(guān)方面近年來作出了一系列戰(zhàn)略部署，出臺(tái)了諸多強(qiáng)有力支持政策。
在工業(yè)軟件方面，2020年8月，國(guó)務(wù)院印發(fā)《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展若干政策》，聚焦包括工業(yè)軟件在內(nèi)的一系列關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)，提出不斷探索構(gòu)建社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)新型舉國(guó)體制。2021年2月初，工業(yè)軟件首次入選科技部國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃首批重點(diǎn)專項(xiàng)；2021年11月，工業(yè)和信息化部印發(fā)實(shí)施《“十四五”軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，提出“重點(diǎn)突破工業(yè)軟件，研發(fā)推廣計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、仿真、計(jì)算等工具軟件”。2021年12月，工業(yè)和信息化部等八部門印發(fā)《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》），提出到2025年，中國(guó)智能制造裝備和工業(yè)軟件技術(shù)水平和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力顯著提升，市場(chǎng)滿足率分別超過70%和50%，培育150家以上專業(yè)水平高、服務(wù)能力強(qiáng)的智能制造系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商。為此《規(guī)劃》要求，推動(dòng)工業(yè)知識(shí)軟件化和架構(gòu)開源化，加快推進(jìn)工業(yè)軟件云化部署；依托重大項(xiàng)目和骨干企業(yè)，開展安全可控工業(yè)軟件應(yīng)用示范。
中國(guó)緊緊抓住新科技變革機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息科技的快速發(fā)展，正在為工業(yè)軟件技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用注入強(qiáng)勁動(dòng)力，補(bǔ)齊在此領(lǐng)域發(fā)展的“短板”。在云計(jì)算技術(shù)的支撐下，工業(yè)云服務(wù)平臺(tái)體系開始實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)軟件體系的升級(jí)和替代，可以優(yōu)化計(jì)算速度和成本，集成工業(yè)仿真工作流程，提高工業(yè)仿真軟件的易用性，降低使用門檻。大數(shù)據(jù)技術(shù)和人工智能技術(shù)的應(yīng)用可以大幅縮短工業(yè)仿真軟件的求解時(shí)間并提高求解精度。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的建立和數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用，使得跨流程和系統(tǒng)構(gòu)建更復(fù)雜的工業(yè)仿真系統(tǒng)成為可能。
工業(yè)軟件的創(chuàng)新發(fā)展離不開人才支撐。隨著高等教育規(guī)模的不斷擴(kuò)大、專業(yè)結(jié)構(gòu)的持續(xù)優(yōu)化和質(zhì)量的穩(wěn)步提升，中國(guó)工業(yè)軟件領(lǐng)域的人才培養(yǎng)取得階段性成就，一批批軟件學(xué)院和相關(guān)專業(yè)的畢業(yè)生加入工業(yè)軟件行業(yè)隊(duì)伍，中國(guó)本土“工程師紅利”逐步顯現(xiàn)出來。與此同時(shí)，中國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展吸引國(guó)際軟件人才，尤其是國(guó)際頭部工業(yè)軟件企業(yè)的技術(shù)專才加入進(jìn)來，“海外人才紅利”也同步呈現(xiàn)出來。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年，包括工業(yè)軟件在內(nèi)的中國(guó)軟件業(yè)的從業(yè)人員達(dá)809萬。這在一定程度上緩解了相關(guān)人才不足的矛盾，也為中國(guó)工業(yè)軟件技術(shù)的未來發(fā)展奠定了人才基礎(chǔ)。
路雖遠(yuǎn)，行則將至。我們相信，借助國(guó)家政策的強(qiáng)勁東風(fēng)，廣大科技工作者和產(chǎn)業(yè)界攜手奮斗、風(fēng)雨兼程、久久為功，中國(guó)工業(yè)軟件科技就一定能夠?qū)崿F(xiàn)高水平自立自強(qiáng)，助推中國(guó)工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)和數(shù)字經(jīng)濟(jì)挺進(jìn)世界前列。
（作者陳十一為中國(guó)科學(xué)院院士、發(fā)展中國(guó)家科學(xué)院院士，曾任南方科技大學(xué)校長(zhǎng)）
中國(guó)科協(xié)科學(xué)技術(shù)傳播中心、科學(xué)出版社與本報(bào)合作推出
