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工業軟件走向無形,主宰未來工廠形態

知識自動化 2019-4-24 9:06:28 點擊 0
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[導讀]隨著數字技術的發展,工業似乎正在進入一個平臺青春期的朦朧前夜。而最開始作為工具的工業軟件,則逐漸成為重要推手。它自身正在經歷空前的變化。這個變化始自十多年前,但直到現在借助于工業互聯網、5G這樣的折射光,它的萌芽才開始變得有些輪廓。還需要十年到二十年的時間

隨著數字技術的發展,工業似乎正在進入一個平臺青春期的朦朧前夜。而最開始作為工具的工業軟件,則逐漸成為重要推手。它自身正在經歷空前的變化。這個變化始自十多年前,但直到現在借助于工業互聯網、5G這樣的折射光,它的萌芽才開始變得有些輪廓。還需要十年到二十年的時間,工業界才能真正感覺它的顛覆性變化。

也許那個時候,工業軟件的工具屬性將不復存在。它以一種更加內生、更加隱蔽的平臺方式,主宰著工業的走向。

設計與仿真的融合

CAD與CAE曾經是兩個涇渭分明的陣營。少數工業軟件才會橫跨這兩個領域。而現在,設計已經跟仿真緊密地結合在一起了。設計既出,仿真即行。同源數據,共生驗證。業界比較熱鬧的CPS、數字孿生、數物融合等概念背后,都有映射著這樣的事實。

看一看這幾年西門子、達索系統和歐特克的動向就知道了。

在最近幾年,達索系統重點就是深耕仿真領域,充實達索系統旗下的仿真品牌 。在最近五年的并購中,有一半是在進行仿真軟件的購買。

而西門子同樣在接連不斷地收購仿真公司,2016年,西門子以近10億美元的價格,收購了全球工程多學科仿真軟件供應商CD-adapco,類似的舉動還包括并購LMS、自動駕駛仿真軟件公司TASS等,都是一次一次地向行業拓展。 

歐特克也通過并購,推出自己在仿真市場的產品。在2016年推出仿真分析CFD軟件,這是歐特克仿真分析軟件產品組合的最新成員,它依托歐特克在2011年3月的一次并購。而收購大型通用的有限元分析ALGOR、模具分析軟件MoldFlow,都讓它在CAE市場上占據一席之地。

這標志一個顯著的變化,CAD與CAE正在緊密地連接在一起。即設計即仿真,將成為工業領域的標配。這種融合的力度,正在得到空前的加強。傳統的CAD和CAE分而治之的局面,正在由CAD廠商率先打破。由于物理數值仿真將先于物理實現,使得幾何引擎的重要性也將隨之降低。這將會對單純只做CAD和CAE的廠家,形成一個巨大的壓力。

這種局面,不僅讓PTC的CAD事業部會有壓力,仿真巨頭ANSYS也同樣受到沖擊。最好的方法,那就是二者聯盟。為了應對CAD與CAE的日漸一體化趨勢,ANSYS與PTC進行合作,聯合開發“仿真驅動設計”的解決方案,為用戶提供統一的建模和仿真環境,從而消除設計與仿真之間的界限。而仿真商用軟件MSC(已經被海克斯康并購),早在2014年推出的Apex平臺,就是為了正面迎接二者融合的挑戰

CAD與CAE的融合,意味著制造端的前置,它使得設計要更多擔負起傳統上樣機與測試的功能。“面向制造的設計”DFM、面向安全的設計DFS等DFX系列,變得更加可行,而且更具普遍性

機器自我發揮:創成式設計

創成式設計,是軟件自動根據零部件的承載的邊界條件,進行應力分析和拓撲優化,從多種結構優化的方案中最適宜的方案。在當前人工智能如此熱鬧的時候,它也會被漫不經心的CAD廠商,成為是人工智能的新篇章。似乎創成式設計,是一場來自AI的拯救,經常會被看做成是一場人工智能的勝利。其實并不如此。

通過增加約束條件,讓計算機能夠形成更多的拓撲結構,并不是什么新鮮的事情。新鮮的是,這種設計帶來的結構和材質的挑戰,將如何實現?增材制造給出了一個答案,面對那些奇怪的結構形狀(天知道計算機在想什么,給定約束條件下,可以給出瞠目結舌的想法),3D打印可以從容實現。

歐特克在此也是耕耘多年,它的Within軟件是在Autodesk2014年收購的倫敦軟件公司Within Labs的技術基礎上開發出來的。與此同時,還在開發其它衍生式設計項目,其中包括ProjectDreamcatcher。

為空客設計的座椅也增添了美譽度。那些奇怪形狀的結構,讓人倍加贊嘆。

在增材制造的世界,多了CAD和CAE的足跡。與此同時,用于晶格優化和金屬增材制造模擬的Autodesk Netfabb。而在PTC的Creo 4.0中,也簡化了3D CAD與3D打印之間的流程實現了均勻晶格的創建。

都需要補上這一課。在2017年5月, Solid Edge ST10 正式發布,提供創成式設計,為設計、仿真和協作提供的增強功能

而在物聯網世界自由遨游的PTC公司,也意識到這個新方向的價值。2018年11月,購買了創立于2012年的新公司Frustrum。這筆價值約7000萬美元的收購交易,將使PTC在其核心CAD軟件產品組合中添加Frustum的AI驅動的生成設計工具。

為了突出創成式設計的效果,歐特克也沒少下功夫。“CAD是一個謊言”, AutoDesk高管曾經如此調侃到,“創成式設計正在讓它變得真正名符其實”

但這個方向,還需要有更多的例子,才能印證這是面向規模制造的一個大跨步式的發展。

數據傳遞“全屏化”

紙張是制造的圣杯。在相當長的工業發展時期,無論是設計,還是車間生產,發藍的二維圖紙,象征著總工的最高權威。指令,往往就是“紙之令”,這是一種傳遞決策的古老方式,就像古代的軍隊驛道。而且,越是復雜的制造,數據傳遞越是復雜,那么通過紙張、看板等載體實現信息傳遞出現差錯的可能性就越高。

無紙化,是波音早在上個世紀九十年代就提出來。作為一個簡潔易懂的目標,背后含義重大。告別簡單的藍圖紙,或許容易;但要在設計與制造之間以及整個工廠實現無紙化,則非常困難。從1990年開始研發的波音777,是最早采用數字化技術設計的飛機,而一直到現在,波音仍然在致力解決這樣的問題。

無紙化,是個解決孤島的方向。在這種信念之下,所有的紙張和表格,都是孤島數據的象征,這意味著工廠出現了“數據腸阻塞”。不過,這也是當下所有平庸工廠的普遍特點。

然而,要徹底解決這樣的問題,看上去也是有期望了。增強現實AR作為一種全新的媒介,有可能重新定義數據傳輸方式。在設計研發工程師那里,像《鋼鐵俠》中的主角那樣,在空中進行拖拽式的設計,已經有了萌芽——洛克希德馬丁正在做這樣的嘗試;而在工廠現場,帶有豐富軟件支撐的增強現實設備AR,已經來到了操作工人的身邊。PTC  ThingWorx  Operator Advisor采用了全新的3D設計和工作指令的方式,可以通過AR傳遞到任何一線操作工的手中。全球最大的風機設備制造商丹麥Vestas,已經率先進入這樣的3D時代。它旨在通過簡化關鍵操作數據的收集、合成和傳遞方式來解決”斷點數據”的問題。

這意味著,車間里向員工傳遞信息的方式,將徹底改變,“文本”和“紙令”時代 將有可能宣告結束。三維數據和指令,不完全是數據下發的問題,而是通過一種類似“知識感受”的方式進行傳遞。這種傳遞是體驗,是感受,而不是文本說明。

這時候需要的指令,不是一張紙的說明,而是一張屏,而是一種感受。

無紙化本身是一個燈塔,它正在有了更加具體的的方式:“屏幕化”將成為新的載體。在巴塞羅那的2019世界移動通信大會上,PTC的增強現實Vuforia解決方案已經開始在微軟的HoloLens 2進行內置,通過新手勢、語音增強和跟蹤功能,可以無需繁復的編程工作 。空氣工程公司Howden,已經開始采用這種技術,提高客戶使用其設備的體驗。

鼠標,讓人手成為鼠標墊上的爬行動物;而AR則讓人的手解放出來,成為在空中翻動的飛鳥。無論是在設計室,還是在工廠,許多人就像指揮家一樣揮舞雙手——那是他們驅動數據的全新方式。

然而它背后的潛臺詞,則要意味深長得多。全球最大的工程機械制造商Caterpillar已經不再為用戶提供圖紙了。想要維修油路,非授權的維修工程師只能去猜測了。用戶可以擁有一切細節,但看不到它的數據。

那么,下一代工人是什么樣子的?

他們都是裝有“第二血管”的互聯工人。在這條第二血管的通道上,穿梭著各種數據。而借助于AR技術,這些工人完全可以看得見它們。

“撕掉每一張紙”?“全屏化”成為精益的標配?這將挑戰一個工廠在幾十年所形成的標桿實踐和燈塔文化。

基于模型的系統工程

人類處理復雜問題的能力,是有限的。系統工程是一種頂層的全局思維;而模型則是在更高的抽象層次上表達復雜事物的一種手段。很顯然,基于模型的系統工程MBSE和基于模型的定義MBD,都是為

了增強人類處理復雜性的能力。PTC在2014年收購的模組化基礎的系統與軟體工程應用開發Atego,正是為了突出“協同合作”來構建復雜系統,同時滿足開發由復雜的機械、電子與軟體元件組成的系統。

美國國防經費在全球遙遙領先,是其國家競爭力的重要保障。而美國國防部采辦則涉及到從研發、制造到維護,有15萬人,這其中將近30%的人員都是系統工程師。未來的設計,都是系統性思維考量。沒有基于模型的系統工程,龐大的武器裝備制造,是不可想象的。

然而,這是一個持續的挑戰。它最早是來自航空航天的號角,這個集結號一直在吹響,但看上去,要完成隊伍集結還需要很長時間。這是由產品的復雜性決定的。對產品設計采用全面的系統工程或基于模型的設計方法,涉及到在多個工程學科(機電磁熱等)。而智能產品和聯網產品的需求,不過是新增的一個復雜性要素之一,無論產品是汽車、家電、消費品還是移動設備,都是如此。

波音它所推動的MBD(基于模型的定義)概念,正在得到廣泛的認同。許多CAD公司,都開始支持與MBD直接相關的產品制造信息PMI的相關標準。這個看上去打破CAD各家的格式枷鎖的MBD標準,也得到了各家CAD軟件目前都表示支持。早在2013年,Solidworks就開始推出了MBD模塊。

然而,這只是一個意愿的開始而已。目前企業用戶采用不同的三維設計軟件,仍然會碰到多個MBD標準而無法統一,受三維軟件限制太大。

要支持全生命周期,必須要有端到端的MBSE的技術基礎。波音采用了全新的“菱形”描述,以優化傳統系統工程中大名鼎鼎的“V”字型路線。從這個菱形描述中,可以看出虛擬模型和物理世界中,二者需要隨時交互,形成一個“互聯環境”。這意味著,必須擺脫文檔驅動的局面。

數字孿生提供了令人激動的想象力。然而它的實現,必須依靠基于模型定義的產品。因此,它還是一個浮在上面的荷花,絲連不斷的蓮藕才是它的根基。

對中國制造用戶而言,也形成了新的擔心:一味推動MBD,將會扼殺中國CAD、CAE軟件商的努力。因為這些模型的標準,將使得用戶未來的數據遷移,將變得更加艱難。國外軟件在用戶端,建立的壁壘將更高。 三維模型與數據分開存儲,將是一種可行的方式。然而中國企業沒有形成共同標準和體系的意愿,難以形成合力,用戶更是無法擺脫既有的數據結構和使用習慣,前景完全不容樂觀。更重要的是,國內的很多工業軟件都被吸引到了工業互聯網的溝渠里面去了,國際上10303標準體系中有將近200個標準,構成了深深的MBD的壁壘鴻溝,然而國內企業卻鮮見研究,鮮有進展。

一些大型企業(如航空航天)的復雜性增強,對于大型主流軟件的依賴越來越大,導致后者越來越封閉,越來越壟斷,其它上下游軟件基本沒有進入機會和發展空間。許多企業的技術交流,張口閉口都是基于系統工程MBSE的等大型整體解決方案,根本都不提任何產品的名字和品牌。可以想象,一旦企業采用了一個整體解決方案,其它產品是很難有機會進入的。

從一次買斷到持續訂閱

工具類軟件的銷售方式,正在從一次性許可(License)轉向訂閱模式(Subscription)。訂閱模式的軟件并不一定都是基于云部署,可以仍然是在企業內部安裝,但是通過訂閱定期獲得授權密碼。

訂閱模式是一種對于用戶企業和軟件公司雙贏的模式,用戶企業可以根據應用需求,靈活增減用戶數,還可以即時獲得最新的軟件版本。

而對于軟件公司而言,則可以確保用戶產生持續的現金流,雖然當期某個用戶企業帶來的收入減少,但是幾年下來,訂閱服務的收入就會超過銷售固定使用權的營收。同時,對于用戶企業而言,應用軟件產生的大量數據,是很容易綁定在軟件工具上。

從軟件發展的動力來看,顯然軟件供應商更喜歡訂閱模式,它會使得收入變得非常穩定。在訂閱的模式下,長期的更新顯得更合理。在國際市場已經呈現出絕對性的勝利:達索在很多歐美日國家每年的營收, 70~80%是年租收入,只有20~30%是一次性買斷PLC(perpetual license cost)。因此,軟件公司在歐美看上去也很舒服,因為每年都會提前鎖定大部分收入,工程師可以輕輕松松搞研發。

當然,Autodesk在訂閱制走的并不順利,自 2015 年開始,便希望能將商業模式從傳統的軟件買斷過渡到訂閱制。2017年的大裁員風波與這個模式的推動也有關系,那就是繼續組織重整,堅決聚焦訂閱服務模式。

在互聯網普及度不高的上個時代,廠商或作者利用網絡進行持續地維護與升級比較困難,很多軟件基本就是“一錘子買賣”;而現在,隨時更新版本的條件,基本完善,為產品提供完善的客戶支持和迭代升級通過在線實施,沒有任何障礙。而云計算則加速了它的普及。

工業軟件的訂閱制,已經勢不可擋了。中國市場還在憑著它特有的市場特色,在進行勉強的抵御。一次性購買,這也是中國最喜歡的方式,也是由于中國項目經費的構成具有特殊性:軟件升級是有預算的,而購買軟件服務則很難形成項目預算。

同時,這也是中國的一個奇怪現象:軟件服務在中國的價值,遠遠沒被認可。但服務恰恰才是軟件的核心價值。無法提前鎖定軟件的長期服務價值,是國內許多自主軟件企業生存困難的重要原因之一。

訂閱制,對中國用戶的數據壟斷,或許是一個巨大的威脅;但對于國內軟件商,卻是一個巨大的機會。這會讓工業軟件商,可以更好地做好研發。

工具向平臺進化

把工業軟件看成工具的時代,或許已經過去。2019年2月達索系統宣布,經歷了21年的SolidWorksWorld大會名稱將不再保留,而是成為3D Experience  World。大會名稱要改,這可能會哭死眾多的SolidWorks粉絲。

這發出了一個重要的信號,任何單一軟件工具的品牌,都不再重要,平臺的存在將籠罩一切。達索系統正在主推它的3D EXPERIENCE平臺,這是一個頂層戰略。

工業軟件作為一種強烈存在的工具屬性,正在被降低它獨立存在的意義。

當你想要一把斧頭,對方會問你,難道你要的不是一根木頭嗎?

也許是真的,你的確想要一塊篝火用的木頭。

這也意味著商業模式的更新。工業軟件供應商,正在試圖從設計-制造的全過程中,進一步挖掘價值。制造即服務,是這一理念的核心。這就是為什么達索系統致力于將前端的設計、后期的制造直接打通。而它在2014年收購面向營銷和展示的高端3D可視化軟件RTT公司,正是秉承了這樣一種理念。

從這個大趨勢來看,就能理解近幾年計算機輔助制造CAM風雨飄搖的市場。曾經獨立的CAM軟件,紛紛落下。英國CAM公司達爾康在2013年出乎意料地被歐特克吞并,本來是獨立的CAM軟件市場,被迅速洗牌,海克斯康2014年并購了英國CAM軟件公司Vero——后者此前已經進行過系列并購,而同年年底增材制造巨頭3D System則以一億美元的代價收購了以色列優秀的CAM廠商Cimatron。這個故事最新上演的劇情是,2017年Solidworks推出了面向CAM的版本,而海克斯康在2018年吃掉了法國CAM公司SPRING。

獨立的CAM軟件商,都在成為軟件平臺服務的一部分。

支撐平臺最大的秘密,在于社區,在于協同。其實社區的概念早已有之,上個世紀90年代末的Autodesk公司,最早也扶持做合作伙伴生態,出現了一大批二次開發的工業軟件企業。但隨著Autodesk并購德美科這樣的二次開發企業之后,國內的二次開發者一時也毫無還手之力,紛紛轉型,四下散去。

隨著工具向平臺的轉移,國內的各種小伙伴,將越來越成為巨艦之上的一塊塊海藻。所謂的合作伙伴,鐵與草的關系,如此而已。

這樣的平臺存在,對著中小企業將有著巨大的誘惑力。這也意味著平臺型的企業,必須做好“全能選手”的準備。工業軟件企業,也在做好遷移平臺、服務中小企業的準備。 

最近的例子是達索進入了ERP系統。2018年底達索系統以4.25億美元完成收購制造業ERP軟件公司IQMS,隨之將IQMS更名為DELMIAWORKS 。將設計端的數據,與經營數據相結合,這是PLM軟件商拓展疆土的記錄中,所能跨出的最大一步。而在今年年初達索系統SOLIDWORKS推出的3DEXPERIENCE.WORKS,正是中小型企業用戶提供一個單一的數字環境,將社交協作與設計、仿真、制造甚至ERP功能相結合。

工具,再見!

這對于中國苦苦掙扎的PLM廠商,絕不是一個好消息。它的意思是,當青銅俠還在立志成鐵的時候,鋼鐵俠已經披掛上了戰車。整整兩代的差距:不是兩代人,而是兩個時代。

天生云端

軟件即服務(SaaS)的概念不斷發展,在工業領域。基于云的工業軟件訂閱模式越來越多,成為企業在本地軟件安裝環境之外的一種選擇。云與在線的工業軟件可以直接在本地瀏覽器中運行,或通過Web及移動應用程序運行。與安裝在本地計算機上的傳統軟件不同,它通過遠程服務器進行更新,并通過訂閱獲得服務,通常是每年甚至每月一次。

在十年前,云CAD就被廣泛談論,但大家都會覺得困難重重。最知名的CAD架構師之一,Autodesk的創始人之一的Michael Riddle當時指出,云CAD的復雜性,是桌面CAD的十倍以上。這并不完全是因為這類程序動輒數千萬行數的代碼,而是指建模的難度,以及像國際象棋一樣復雜的可能性。當然,重建架構體系是必須的,而這簡直是成熟軟件廠商的夢魘。1994年,AutoCAD第13版隆重發布,然而市場反饋是惡評如潮。要知道,這是一個重建架構、代碼幾乎完全重寫的全新軟件,而Autodesk為此迎接來的,卻是一場代價高昂的災難 。

從Solidworks出走的元老,在2012年創立了Onshape公司,完全提供在線CAD服務。借助于創始人的大牌效應,一時間引起了強烈的反響。而Autodesk的Fusion360迅速進行了跟進 。

在這樣一個領域,中國的軟件也在迅速做出反應。像浩辰、利馳等都加強了線上CAD的應用;而在CAE領域,這更像是新型小企業的選擇。很多國內的CAE軟件,例如北京云道、上海數巧、藍威等正走在這條道路上。這是一個避開強敵鋒芒,在市場縫隙中尋找利基市場的一個良機。

經歷了四輪融資之后,Onshape在2016年4月一共獲得了1.7億美元的投資,然而再無下文。看上去,Onshape起了大早,但趕的還是晚集。它的沖擊力并沒有原來想象的那么美。看起來,云CAD產品,有云模式帶來的技術優勢,有商業模式的創新,但是說到底,還是要把基本建模做好,否則并不能被用戶廣泛接受。

但Onshape的舉動,還是震醒了諸多傳統CAD的強勢廠商。

在2018年,CATIA推出了xDesign,界面顏色與CATIA 比較一致。主要是為了應對未來的OnShape等在線設計軟件帶來的沖擊。更重要的是,它帶來的巨大的協同效應,使得“眾包眾創 集體協同”成為一種可能。這也是在線設計的真正魅力。

隨著工業云的進一步普及,就會有大量的中間軟件商,提供各種軟件之間的數據轉換服務。例如像CIDEON這樣的公司 ,就會把云CAD等工程數據,與SAP這樣的云平臺進行無縫、簡潔的連接。

為了云平臺這樣一個戰略方向,達索甚至考慮到了云計算設施的硬件資源。2011年,成立不到一年的云計算公司Outscale獲得了達索系統的戰略投資;到了2017年6月 ,達索系統追加投資獲得其多數股權。通過Outscale全球十多個數據中心提供的云計算服務,達索系統的3D 體驗平臺,可以充分發揮硬件、軟件的集成優勢,并可以向各種規模的企業進行部署。

這種基于獨立于基礎設施的云平臺,可以從云端交付Windows應用程序和工作流。Frame就是這樣一種獨立服務商,打破傳統傳統的虛擬化桌面解決方案(如Citrix或VMware) ,后者是為非彈性的、單租戶的數據中心基礎設施設計的。對比一下,英特爾的X86架構在PC機上,和ARM架構在移動端,呈現的特征會有多么的不同5

天生云端,架構輕盈,符合用戶對于工業云的彈性訪問,正是工業軟件在云端被看好的地方。

工業軟件向云平臺的遷移,看上去是為了爭奪更加廣闊的中小企業市場。“云PLM”為中小型PLM用戶提供了更多的選擇,以根據他們的具體業務和工程需求定制解決方案。這意味著PLM業務和部署模式正在發生變化。而工業互聯網的快速發展,則為這種“云生”軟件,提供了優良的沃土。

擁抱IoT,重續PLM使命

PLM產品全生命周期管理,這個概念本身就有著“一語定終身”的霸氣。它從“產品數據管理”PDM演化而來,代表了CAD軟件公司的深度厚望。然而,它卻從來未曾真正實現過。

大概在2005年左右,PLM不再是CAD工具公司的特權,許多新手——不乏有著炫目資歷的,進入了這個領域。2007年Oracle收購了PLM軟件公司Agile,SAP在2009年面向亞太地區推出了自己的PLM。

IoT=PLM?還是IoT+PLM?

對PTC來講,答案再明確不過。早在2年前,PTC的CEO就直截了當地說,“IoT就是PLM”。盡管PLM中,最為重要的是LifeCycle(生命周期),然而許多產品從來沒有被實現過全生命周期管理。一臺冰箱、一輛汽車,離開了工廠往往就杳無音訊,成為制造廠清單上“產品孤兒”。這也意味著,許多PLM軟件系統被簡化為PDM和工程變更管理。在物聯網時代,這或將發展成為一種近視癥。

網聯產品,正在為企業提供了前所未有的可見性和洞察力。從這個角度而言,PLM更像是一個企業的理念,而非產品本身。從這個意義而言,IoT成為激活這種理念的新招牌。

西門子轉向物聯網的沖力,并不是來自PLM的冥想,而是來自現場機器的轟鳴。作為天生駐場的自動化公司而言,IoT戰略是必然選項,因此它走向與PLM的連接,并不意外;而達索的步伐則要慢的多,在它的制造運營方案中,原來收購的生產排產管理軟件Apriso,正在增加機器的連接,試圖將業務流程于機器集成在一起。但對于達索而言,這更像是一個戰術補丁,而非戰略布局。

那么,IoT到底是PLM的平行雙子座,還是PLM的新長子?

要回答這樣的關系,需要明確兩個邊界:一個是工廠之內,對待設備的態度。這一點,所有軟件公司的回答都是一致的;另外一個邊界是,PLM是否要真正跨到工廠的大門之外,連接“人”與產品的關系?這是對工業軟件公司進行戰略分區的最重要分界線。PTC最為激進,義無反顧做出抉擇,并且與SAP、Oracle這樣的IT公司走到一個陣營中去,西門子在重要設備上做出了選擇,而達索、歐特克則還找到足夠的勇氣來回答這個問題。對于仿真領域,自動駕駛則是一個最可能的突破口。

那么,PLM在物聯網時代,這個概念的邊界到底如何認識。是讓它繼續變大,把所有過去未曾實現的想法,重新裝入它的籃子里?還是讓它隨風飄散,而賦予IoT更大的雄心,重新放大數據中心的價值,以便進一步強化數據驅動的本質?

這個就要看人們的習慣,來回答了。

軟件變得昂貴無邊:EDA從設計,到設計服務

毫無疑問,芯片是一個昂貴的產業。而面向芯片設計的電子設計自動化EDA則是這場昂貴游戲的幕后大腕兒。電子設計軟件EDA與機械軟件MCAD在上個世紀七八十年代的差距并不大,許多CAD廠商兼而有之,而且機械CAD的軟件,明顯超過EDA的風頭。但后來隨著芯片產業的發展,EDA走上了越來越專業化的路線,與機械電氣CAD完全迥異的路:EDA開始跟知識產權緊密掛鉤。當今這個領域,霸主Synopsys、CADENCE、西門子Mentor幾乎主宰了芯片設計的市場。

巨大的市場,機械電氣CAD/CAE廠商也在伺機打破二者界限分明的局面。2008年,全球仿真軟件巨頭ANSYS進入一個全新領域電子設計軟件EDA領域,收購了Ansoft公司。此次收購總價約8億多美元。后者隨后再次以3.1億美元現金收購模擬軟件提供商Apache Design Solutions,填補了它在集成電路仿真的布局。而2016年11月西門子,則以45億美元收購了全球三大電子設計自動化軟件EDA之一的MentorGraphics。

這背后,則是芯片的設計,進入了驚人的燒錢階段。先進設計的費用,從65納米的2800萬美元,上升到當下5納米的5.4億美元,整整二十倍的增長!

從65nm,到40nm,到28nm,每一代技術,軟件都會有50%的代碼需要重新編寫。而到了納米級的時候,許多物理現象,以前沒有見過。運算的復雜度,大幅度提高。許多物理突破,軟件瓶頸才是關鍵限制因素。

這個時候,工業對軟件的依賴,是一種無法想象的程度。

從這個意義上講,EDA軟件商可以像護士的抽血管一樣,想抽多少抽多少,完全取決于她所需要的結果。就某種角度而言,它必須學會克制,防止過度撇脂的欲望。在中國的CAD市場,其實都是一樣。

這些平臺兼工具的工業軟件商,只需要在中國市場上控制好自己“發飆“的情緒。一家大型CAD廠商在2018年,想要提高營業收入的時候,張口就是10-15%的漲幅,幾乎不需要通知代理商。想收就收,想割都割,多大的代理商和多牛的用戶,在這把鋒利的剪刀之下,其實都是小綿羊。

最大的猜測:工業軟件走向無形

工業軟件的最高境界,或許就是消滅自己。既然用戶要的是一個洞,那么所有的工具,諸如鑿子、鉆頭就都不必出現了。

最直觀的一種現象是,軟硬結合,正在成為工業界的一種時尚。工業軟件與自動化硬件,正在緊密走在一起。西門子自動化與PLM的緊密結合,構建了一個數字企業的世界;施耐德在2017年以將近50億人民幣收購了AVIVA的60%的股權,這已經成為“工程擁抱工業軟件”的老套故事;羅克韋爾投資10億美元,占股PTC 8.4%的股權,開啟了硬戰略合作的典范;而更早的時候,最早的仿真軟件MSC,則投入到瑞典計量設備海克斯康的懷抱。

軟件定義利潤,硬件盈利時代早已結束。隨著軟件的注入,傳統硬件像刀片一樣薄的利潤,正在變得像服務器一樣的厚實。

系統之間的傳統界限正在消失,這使得傳統機械設計與仿真的CAD/CAM/CAE軟件,電子設計自動化軟件EDA,以及與其他軟件如制造執行系統MES、人機界面HMI等,都在融合。

軟件泛在,是這個答案的本質。在工業互聯網的背后,軟件才是明星。只有軟件,才能搞得定機器,才能理清楚數據的價值。不再是簡單的套裝工具,它以另外的形式重塑工業的價值。

泛在而無形,這或許是工業軟件努力的方向。但在這無形根基之上,才能建立起高聳入云的智能制造和工業互聯網的殿堂。

什么是無形的?空氣是無形的。它主宰著生命的存在。

小記

工業軟件作為工具的記憶,正在逐步散去。CAD、CAE之類的標簽,已經很難裹住一個PLM廠商的身板。這是一個很小的市場,卻是一個阿基米德的杠桿支點。小的幾乎不見,卻在撬動著未來工業的方向,正是這微不可見的工業軟件,才是新工業之所以為“新”的根本力量。


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