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工业软件大咖说|朱铎先、赵敏:工业软件重新定义微笑曲线


作者:

朱铎先、北京兰光创新科技有限公司董事长

赵   敏、走向智能研究院执行院长

          导读

作为工业知识重要载体和工业发展关键支撑,工业软件是工业竞争的制高点。为避免被一些强权国家以“断供”等方式敲诈和打击,大力推动国产工业软件发展,既具有紧迫性,也具有极大的战略意义。

但在推动工业软件发展过程中,社会上可能受“微笑曲线”影响,过多地聚焦了曲线的两端,而没有从全局出发,没有从我国工业自身优势思考工业软件的发展策略。这种头疼医头脚痛医脚的做法不利于工业软件的长远发展。

工业软件,源于工业,服务于工业领域,覆盖于工业全局。工业软件发展战略必须基于我国工业发展现状与发展规律,否则就成了无本之末,无体之魂。



#一
制造强国,需从做强制造开始


1

“微笑曲线”,笑容渐去


从中国制造走向中国创造,是中华民族实现伟大复兴的国家发展战略,是我国工业发展必由之路。但在由制造走向创造过程中,创造的基础和前提是做好制造。

1992年,台湾宏碁集团创始人施振荣先生以“再造宏碁”之名,提出了“微笑曲线”(如上图)。微笑曲线表达的是,在产业链上附加值更多的是在设计和销售两端,处于中间环节的制造附加值最低,这本是施振荣先生为宏碁制定的企业发展战略,即企业逐渐由低附加值的生产环节,向高附加值的研发与营销环节转移,但后来被我国很多学者和官员奉为圭臬,认为中国制造业大多处于低端的生产环节,应该尽快向研发与营销环节转移,有些地方还采取了一些较为激进的举措。

微笑曲线虽然名字很形象、很美好,但微笑曲线是近30年前的产物了,也只反映施振荣先生当年对宏碁与产业链之间关系的认识,并不代表业界共识,是不具备普适性的论点。如果在我们当前发展阶段,盲目照抄照搬,微笑曲线可能会误导我国制造业的长远发展。

想当年,研发与营销环节利润高,生产环节利润低,这几乎是人人都知道的事实,最有名的例子就是八亿件中国衬衫换一架美国波音飞机的典故,几万名中国制造业工人辛苦一年,还不如美国一架飞机赚钱多,更何况生产环节还使用了大量的原材料与能源,还会产生大量污染环境的废水废气废料。

改革开放初期的中国制造,确实是从低端、廉价制造的阶段开始起步的。但是三十年过去了,今天的中国制造已经不是过去的中国制造,中国制造的技术水平和内涵,都发生了质与量的巨变。


2

研发很重,制造不轻


虽然研发成功能带来高利润,但研发需要大量的高端人才,需要很大的成本投入和很长的投资周期,并存在很大的失败风险。

华为的研发与创新能力是世界级一流的,但华为在2020年高达1400多亿元的研发投入,远超百度、阿里、腾讯、京东全年研发投入总和,以及近20万高学历员工,如此庞大的资金投入和雄厚的技术实力,这也不是其他企业所能拥有和企及的。

 同样是华为,经过长期的艰苦奋斗,在通讯领域掌握了微笑曲线上的研发与营销两大制高点,但由于没有将制造环节掌握在自己手里,在美国四轮制裁之下,作为全球5G技术的引领者,华为只能主推4G智能手机,手机销量同比下滑50%。这个事例也恰恰说明,如果不能掌握制造环节,只关注研发与营销,对企业是有非常大的风险的。

去年一月,技术狂人马斯克一跃成为了世界首富。无论是马斯克的特斯拉汽车还是SpaceX太空探索技术公司,或者是神经科技公司Neuralink,在跨度极大的不同领域中,马斯克总是以颠覆性的研发创新闻名于世。其实,马斯克在制造领域也颇有建树,从2013年起,马斯克就一直尝试用增材制造的方式打印火箭零部件,并成功地将这些零件用于SpaceX。增材制造消除了制造的复杂性,让过去很多看似根本不可能制造出来的结构,可以以很低的成本做出来。现在一种名为Stargate的3D金属打印机只要60天就可以从原材料生产出能用于发射的火箭。这就是制造领域颠覆性的范式改变。而这一改变,恰恰是工业软件和打印材料相互融合所产生的制造飞跃。

对企业而言,掌握了先进制造的命门,一方面可以为研发提供源源不断的资金、人才等支撑,另一方面,可以为研发提供验证、优化的机会,只有持续改善,企业才能迭代发展。研发是龙头,制造是龙体,营销是龙尾,没有强壮的龙体支撑,龙头、龙尾再强也是无法腾飞翱翔的。

研发理应须重视,制造绝非可轻视。今天的制造范式已经改变,制造不再是低附加值的代名词。


3

盲目抛弃,殷鉴不远


企业发展需要循序渐进,国家工业发展亦是如此。

自上世纪六十年代以来,以美国等为首的发达国家纷纷实施“去工业化”战略,将价值链中附加值低的生产等环节,逐渐转移到低成本国家和地区,在本国只聚焦研发及品牌营销等高附加值环节。这其实就是典型的微笑曲线的做法。

但这么做的结果就是,美国制造业占GDP比重由1980年的30.2%下降至2009年的11.0%,就业总量也从1979年2,000万人下降到2010年不足1,200万人。

自此,遍地萧条的“铁锈地带”和居高不下的失业率,引发了美国一系列社会、经济、政治问题,可以说,今天的中美贸易摩擦在很大程度上也祸起于美国盲目的过度“去工业化”战略。当美国感到笑不起来的时候,又想方设法让制造业回流本国,想尽办法去打压他国的制造企业。

作为制造强国,德国一直非常重视制造环节的发展。在德国工业4.0中,德国人并没有企图甩掉“略显低端的”制造而全力奔向研发环节,而是很务实地希望通过“三项集成”将以前集中式生产的模式转变为分布式生产,从生产侧发力提升企业竞争力,从而“确保德国制造的未来”。德国工业4.0的焦点是生产环节。

为提升欧洲制造业的竞争力和可持续发展能力,2009年欧盟启动了“欧洲经济复苏计划”,欧盟各国有上千家知名工业企业、研究机构和协会参与,该计划已成为欧盟在智能制造领域投资最大的一个独立计划。在本计划三个项目之一的“未来工厂”中,一共设立了6个研究和创新重点领域,第一项就是先进制造工艺,其他五项也基本是制造环节所需的装备技术、人员等内容。可见,持续提升以生产工艺为核心的制造环节仍然是欧盟重要的努力方向。

原邮电部副部长、中国工程院院士朱高峰在《从制造大国到制造强国》一文中呼吁:“近年来,前一类国家也认识到了制造业的重要性,提出要重振制造业、再工业化等战略目标。在这种情况下,我们不应该再走人家走过的老路。”

抛弃制造造成美国经济根基不稳,就业乏力,重视制造使以德国为首的欧盟主要工业国家提升了国家抗风险能力,国民安居乐业,正反两个方面的经验和教训值得我们警醒和借鉴。

制造在外,美国再次难伟大;抱朴守拙,德国制造有未来。

(注:“让美国再次伟大”是特朗普新的竞选口号;德国政府制定“工业4.0”战略的目的是为了“确保德国制造的未来”。)


4

“低端制造”,高端之基


从工业发展史上看,今天的工业发达国家无不是先从低端制造做起,准确地说,无不是从纺织产业等低端产业做起。作为高端制造代表的德国,在一百年前,出口到英国的德国产品必须标注Made in Germany,这在当时是低端产品甚至是假冒伪劣产品的代名词。

几乎每个国家、每个企业,只有通过所谓的低端制造,积累工业知识和原始资本,储备工业技术人才,才能逐渐从低端走向高端,最终才有可能跻身于全球高端制造的前列。德国、美国、日本等国家工业发展之路莫不如此,无一例外。

中国自改革开放以来,广大民营企业在一无资金,二无技术,三无人才的“三无”窘境下,从易于入手、技术难度小、投资门槛低的制造环节做起,经过几十年的高速发展和长期沉淀,中国制造业成功地从小到大,从弱到强,从低端走向中高端,中国逐渐成为了“世界工厂”,连续11年成为世界最大的制造业国家。

近些年来,受微笑曲线影响,很多地方着力于打造“高端制造”,纷纷开展“腾笼换鸟”等举措,有些地方还直接关停了很多铸造、喷涂等对环境有污染等“低端产业”,后来发现这些举动极大地影响了当地制造业的发展,开始反思诸如制造这样的基础产业对经济发展的重要性。在本次疫情中,看似结构不复杂、技术含量不高但是国计民生所必须的基础性产品(如口罩、家具、日常用品等),也可以带来高额利润。

没有低端的沉淀,就没有高端的根基。

只有低端的企业,没有低端的产业,慎言制造之高低。


5

中小企业,明日希望


制造业是立国之本、强国之基。

2019年我国制造业在GDP中占比为27.2%,2020年我国制造业附加值在全球比重接近30%,在500种主要工业产品中,有40%以上产品的产量居世界第一。并逐渐发展出了41个大类、207个中类、666个工业小类,成为世界上工业体系最健全的国家。据统计,2018年末我国工业从业人员为11521.5万人,全国有数以亿计的家庭依赖于工业或者服务于工业。

在这辉煌的数字背后,大部分是由处于技术与附加值比较低的中小企业组成的。据第四次全国经济普查数据显示,我国中小企业具有“五六七八九”的典型特征,即贡献了全国50%以上的税金,60%以上的GDP,70%以上的技术创新,80%以上的城镇劳动就业和90%以上的企业数量。

可以说,广大中小企业已经成为我国国民经济和社会发展重要组成部分,为社会提供最大的就业机会。在本轮疫情中,正是由于这些数量庞大的中小制造企业构成了中国齐备的产业链,我国经济才展示出了强大的韧性并成为世界上唯一正增长的主要经济体。处于低端价值链的广大中小制造企业在稳经济、稳就业等方面功不可没。

从企业发展角度看,任何大企业都是从小企业发展而来,充满活力的中小企业将会培育出越来越多的优秀企业。中小企业创新能力也是我国制造业发展的主要动力,并为大企业提供了产业合作和配套,才构成了我国制造业强大的竞争力。

早在2007年,亚洲开发银行就提出包容性增长的概念。包容性增长的原意就是“集中于能创造出生产性就业岗位的高增长、能确保机遇平等的社会包容性以及能减少风险,并能给最弱势群体带来缓冲的社会安全网。”从制造业角度看,包容性增长就是要给予广大中小企业以公平的发展机会,最终为社会带来更多就业机会和促进国民经济健康发展。

现在,有关部门也深刻意识到所谓“低端制造”与“低端企业”在国民经济中的重要性,在“十四五”规划中明确提出要“保持制造业比重基本稳定”,确保阻止当前我国制造业比重过早、过快下滑的现象。

微笑曲线已失效,制造升级很重要。


6

工业软件,定义制造


进入新世纪后,特别是最近十年,制造业发生了天翻地覆的变化,工业的地位越来越强,制造业的作用越来越大。制造的内容越来越丰富,制造的技术含量和价值越来越高。那种认为制造利润低的观点已经过时。很多高技术产品,可以设计出来,但是制造不出来(例如高端芯片),而很多结构特别复杂的产品,却可以用3D打印的方式轻而易举地制造出来。

蓦然回首,我们忽然发现,过去人们看不上的制造业,在数字原生工业软件的加持和赋能下,已经变得日新月异、精彩无限了。今天的制造已经不是传统的制造,今天的产品也不是过去的产品,今天的工业也不是过去的工业了。在数字化技术支撑下,传统的制造范式已经被彻底解构、重构。以先进制造、绿色制造、数字制造等高附加值内容为核心的智能制造,正在大行其道。

基于工业软件,过去串行的产品设计模式,已经变成并行、全球化、全息式、数字孪生式的新型设计模式;基于工业软件,过去基于蓝图和油泥/木制模型的制造,已经变成了每一个零件都可以在数字空间和物理空间被软件精确定义的智能制造;基于工业软件,过去线下门店式、跑腿式、现场式的销售和运维,已经变成了线上的精准营销与远程运维。

设计、制造、销售和运维,这个经典的“三分法”,每个阶段所产生的价值不再具有绝对的高低之分,微笑曲线早已失效。三个阶段的价值,取决于在细分行业中,哪个企业有专利,有技术掌控,有议价权,特别是谁玩转了工业软件,谁就能获取该阶段的最大价值。在今天的三大价值阶段中,企业既可以依靠设计挣大钱,也可以仰赖制造挣大钱,甚至可以通过销售和运维挣大钱!

设计、制造、销售和运维,三个阶段都可哭可笑,获取价值都可高可低。无关乎阶段本身,只关乎企业对该阶段的专业内容理解以及运用工业软件解决该阶段关键问题的能力。

综上所述,在我国制造业当前阶段,不要让“微笑曲线”误导了我们,操之过急地忽视了制造环节以及广大中小企业在国民经济与国家竞争力中的价值。既要鼓励有能力的企业向研发等高价值环节发展,还要号召广大制造企业踏踏实实做好做精制造环节,更要兼顾巨量的中小企业,通过数字化转型等方式提升企业竞争力。通过以上举措,实现我国制造业高、中、低不同层级企业综合兼顾、相互补充、协同发展的局面。


#二
工业软件三种发展策略


基于以上对我国制造业发展现状的分析,作为服务于制造业的工业软件,其发展战略也就呼之欲出了。


1

研发类软件:鏖战“上甘岭”


2019年5月,华为被美国商务部列入“实体清单”,美国Synopsys、Cadence、Siemens EDA三大EDA工业软件企业相继终止了与华为的合作,给华为带来了极大的损失,也为我国制造业过度依赖国外工业软件敲响了警钟。

CAD/CAE/EDA研发类工业软件是中国制造业走向高端制造的必需工业软件,但由于研发难度大,技术水平差距大,CAD/CAE/EDA领域就如同上甘岭,既是外方卡脖子的咽喉之处,也是需要我国相关单位努力奋斗,争取重点突破的关键所在,国家与社会大力支持该领域的发展,是理所当然的。

2021年3月,中望软件作为国内A股首家CAD研发设计类工业软件上市企业,股价一飞冲天,创造了资本界的一个奇迹;9月,EDA厂商华大九天首发申请即获深交所顺利通过。在众多资本趋之若鹜的氛围中,更多的工业软件厂商也都摩拳擦掌,准备在资本市场大展身手。

笔者曾在以CAD/PLM产品著名的PTC公司工作数年,深知CAD/CAE/EDA等研发类工业软件功能之强,研发之难。由于涉及的行业知识多,这类软件需要长时间的沉淀,与欧美优秀产品相比,我国技术水平差距很大。以CAE软件为例,从行业上可分为结构、流体、热、电、磁、声、光等众多专业,涉及力学、计算机科学技术等数十个二级学科,这远非几十、几百人在几年时间内可以成完成的复杂工程。即便是一些单位突破了少数几个专业,但国外软件通过数十年巨额投资、海量实践应用经验,以及大量的并购与整合,已经构建了一道火力强劲的技术封锁线,成为了横亘在我国工业软件产业面前的天堑鸿沟。

习总书记指出:“科技攻关要坚持问题导向,奔着最紧急、最紧迫的问题去”。可以说,CAD/CAE/EDA等研发类工业软件是国外卡脖子的咽喉所在,是兵家必争之地,是工业软件领域的上甘岭,但其发展注定任重道远,需要国家的大力支持,需要我国广大从业者发挥咬定青山不放松的坚韧不拔精神,在这些领域取得突破性进展,为我国工业发展保驾护航。


2

制造类软件:夯实立国基


善弈者谋局,不善弈者谋子。

作为事关我国工业能否健康发展的工业软件,其发展是一盘大棋,而不能只盯着最紧急、最险恶的上甘岭进行面对面地血拼,上甘岭固然重要,但也只是整个战争中的一部分,我们更应从国情出发,从工业软件的历史使命出发,将视野放得更宽广些,从中国制造业全局去谋划。

《孙子兵法》说:“围地则谋,死地则战”。很明显,在CAD/CAE/EDA等研发类工业软件领域,我们必须集中优势兵力“死地则战”,但“围地”又在哪里?我们又应该如何谋划呢?

2019年,我国制造业在GDP占比27.7%,为数以亿计的家庭提供了工作机会与收入来源。从国家角度看,制造业是立国之本、强国之基。而在制造企业中,制造又是人数最多的环节,在劳动密集型企业,这个比例高达90%以上。从企业角度看,制造是立企之本,强企之基,制造强则企强。

据中国工程院战略咨询中心、机械科学研究总院装备制造业发展研究中心、国家工业信息安全发展研究中心联合发布的《2019中国制造强国发展指数报告》,2018年中国制造业劳动生产率仅为美国19.3%、日本30.2%和德国27.8%。

从以上数字上可以看到,在制造业生产效率方面,我国与工业强国相比差距很大。如果企业能在制造环节整体提升一个台阶,中国制造业乃至国家竞争力将会前进一大步。

作为从事工业软件行业近三十年的从业者,笔者2002年成立的北京兰光创新科技有限公司已经服务航空航天、机械制造等上千家用户,即便是这些国内高端制造企业,很多企业在制造环节也存在着计划不准确、过程不可控、库存不精益、决策不科学等情况,在产品质量、生产效率、成本降低、能耗节省等方面还存在很大的提升空间。更不用说广大的中小企业了,很多中小制造企业还处于更为原始的粗放管理阶段。分析这些案例发现,制造企业通过实施设备物联网和MOM制造运营管理系统等制造数字化系统,企业生产效率普遍提升20-30%。如果再加上ERP等其他数字化系统,通过3到5年的建设,企业生产效率提升50%以上是完全可以做到的。

不同于CAD/CAE/EDA研发类工业软件,由于行业差异大、管理基础、企业文化不同、响应速度快等特点,在MOM等生产管理数字化系统领域,国外产品并没优势,分布在不同细分领域的国内工业软件占据着主导地位。

笔者在此呼吁,当前阶段中国还是制造大国,制造对我国举足轻重,我们要立足国情,发挥工业软件助力中国制造的历史使命,以整体提升中国制造业综合竞争力为出发点,不能只盯着被卡脖子的研发类工业软件,还应该在设备物联网、MOM等对制造企业提质增效有明显效果的领域发力,持续保持我国本地工业软件竞争力,一定避免这些领域由于不够重视而被国外工业软件攻陷。


3

工业互联网:赋能中小微


德国军事理论家克劳塞维茨强调:“数量上的优势在战略战术上都是最普遍的制胜因素。”

当前,中国制造业强在体量,胜在数量,而其中广大中小企业更是中国制造业中的主力军,是中国制造业制胜的关键。

由于规模小、创新能力弱、融资难等特点,广大中小企业在基础、资金、人才等方面更为薄弱,很多企业没有研发能力,在制造环节还是靠传统的台账式管理,生产效率低,竞争力差,很多中小企业生存困难。

习总书记指出:“共同富裕路上,一个也不能掉队。”国家一直高度重视中小企业发展,积极推进中小企业数字化转型,并针对中小企业现状,提出了成本低廉、实施快捷、对人才及设备依赖度低的“上云上平台”解决思路。2021年12月17日,工信部等19部门联合发布 《“十四五”促进中小企业发展规划》,计划到2022年底,组织100家以上工业互联网平台和数字化转型服务商为10万家以上中小企业提供数字化转型服务,推动10万家中小企业业务“上云”。

以工业互联网为抓手,发挥互联网跨时空、高复用等优势,为广大中小企业提供低成本、轻量化、“开盒即用”的数字化转型解决方案,这是笔者认为的工业软件第三种发展战略。

近些年来,笔者为政府、社会组织、高校等做了上百场数字化转型方面的讲座,在交流的过程中,笔者深切地感受到广大中小企业对数字化转型更为迫切,更为期待,但由于基础、经费、人才等方面的制约,普遍存在“不会转、不能转、不敢转”的情况,而低成本的“上云上平台”工业互联网是解决中小企业数字化转型、分享数字经济红利、提升企业竞争力的有效手段。

为此,笔者基于当前先进理念和近三十年的制造信息化服务经验,联合一批资深技术专家成立了机智互联(北京)科技有限公司,通过为中小制造企业提供SaaS版的设备物联网、MOM制造运营管理系统等原生工业互联网解决方案。由于中小企业数字化应用基本属于真空,这些解决方案应用效果反倒更明显,深受中小企业欢迎。

大力发展工业互联网,通过“上云上平台”助力广大中小企业数字化转型,这是工业软件的一大发展方向,是新技术、新产品、新模式、新业态的具体体现,也是中国制造业数字化转型的重要方式和手段。


#三
结语


工业软件是工业发展的制高点,是国家工业健康发展的重要保障,在贸易摩擦加剧和强权打压的今天,这是一个看不见硝烟的战场,对我国制造业发展影响深远,需要积极、全面地制定可行的竞争战略。

知彼知己,百战不殆。竞争要从清醒、全面、客观认识做起,扬长避短,整体布局,分域施策,这才是我国工业软件比较务实可行的发展战略。我们既要在研发环节用力,在研发类工业软件领域奋力攻克,又要清醒地认识到我们制造大而不强的事实,不能只盯着研发环节或者研发类工业软件,还需要在制造环节继续深耕细作,提升制造价值,发挥本土制造类工业软件的市场领先优势,通过工业软件助力广大制造企业提质增效,全面提升企业竞争力,更要兼顾巨量的中小制造企业,通过工业互联网以“上云上平台”等方式推动中小企业数字化转型。






作者简介

朱铎先,北京兰光创新科技有限公司、机智互联(北京)科技有限公司创始人,兼任中国机电一体化协会MES分会副理事长、走向智能研究院数字工厂首席专家等职。具有近三十年制造业信息化研究与应用经验。指导研发的设备物联网、MES等产品已在航空航天等数百家企业得到成功应用。提出了“CPPS人机网三元战略”、“六维智能工厂”等具有独到见解的理论。撰写智能制造方面文章数十篇,参编智能制造国家标准4项、数字化转型等白皮书近20项,合著有《机·智:从数字化车间走向智能制造》、《三体智能革命》。

赵敏,走向智能研究院执行院长,中国发明协会发明方法研究分会,创新方法研究会常务理事,英诺维盛公司总经理。国内著名两化融合/智能制造/工业互联网/工业软件专家,U-TRIZ创始人。正高工。在媒体发表文章和论文百余篇,为企业解决200多个技术难题。著有《创新的方法》、《TRIZ入门及实践》、《知识工程与创新》、《TRIZ进阶及实战》、《三体智能革命》、《智能制造术语解读》、《机·智:从数字化车间走向能制造》、《铸魂:软件定义制造》等专著、合著。



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2022年1月5日 13:44
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