开创工业数据管理新范式，共建新一代工业软件云

　　全球工业软件正在向云的架构体系转变。某种程度上，这让国内外企业站在了同一起跑线上。这也成为国产工业软件一个弯道超车的重要“窗口期”。 在这个时刻，国内工业企业、国产软件公司、云计算供应商如何进行大会战?

　　文|石兆

　　编|王飞飞

　　德国工业4.0、中国先进制造以及美国工业互联网的关键是工业软件，工业软件也由此被誉为“工业皇冠上的明珠”。过去它一直是海外厂商的天下，从芯片设计仿真的EDA，到电子、航空、建筑、汽车等辅助设计仿真的CAE、CAD和CAM，欧美企业西门子、达索、Autodesk、ANSYS、新思等占据了绝对领先位置。

　　然而，随着云计算、人工智能等新技术的产生，工业软件向新一代架构体系转变。某种程度上来说，这让国内外企业又站在了同一起跑线上。这也成为国产工业软件一个弯道超车的重要“窗口期”。

　　在新一代工业软件的体系架构中，根技术无疑是“重中之重”，它分为数据之根、经验之根、内核之根和智能之根四类，是基础和关键要素。

　　11月30日，华为的工业数据模型驱动引擎DME(Data Model Engine)正式开启公测。这是一个关键性创新服务，它也是数据之根，开创了数据管理新范式，是华为云孵化新一代工业软件体系的重要一步。

　　01、突围的新路径

　　11月，西门子云原生研发平台Xcelerator，面向中国市场开放;另一家工业软件大厂PTC，计划明年将把SaaS服务平台Arena带到中国市场来;此外，达索、Autodesk也都有相应举措。

　　这些齐刷刷的动作背后，是工业软件企业的新一轮大比拼和对新市场的争夺。

　　“传统工业软件的收费门槛还是较高的，一款软件经常是百万或大几十万起步。”湃睿科技技术总监周海伟博士表示，“即便是年产值几个亿的企业，也会望而却步。”而根据工信部的数据，全国4600多万企业中，中小企业占比90%以上。几乎所有工业软件企业都盯上了这个市场。而云服务采用订阅制，相当于租赁，降低了企业的购买门槛。

　　除了成本上的门槛，还有使用上的门槛。“中国只有百万的仿真工程师。”工业软件企业云道智能资深人士李白举例说，他们发现，中小企业在创新中对仿真的需求正在增多。比如，企业参与海外竞标，通常要提供仿真报告。“云+App”的创新方式，通过零代码化，让数千万不懂仿真的工程师，也能用得了仿真软件。

　　而工业软件是工业知识的积累。不难发现，工业软件巨头几乎来自工业强国，强大的工业场景，对工业软件的反哺至关重要。改革开放以来，我国制造业蓬勃发展，但工业软件仍长期由国外软件巨头主导，大量的行业实践、数据验证和经验积累，并未沉淀为国产软件的数字化能力。不得不说，当前国产软件的发展，仍缺乏工业场景的迭代打磨。

　　为此，近年来国家在“十四五”、信息创新相关规划中，密集出台了支持国产工业软件的政策。同时，一些国内大型企业，也通过自身需求牵引，开启了与国产软件的合作。

　　“华为对我们开放了场景，甚至承担了产品经理或测试经理的角色，在某些领域上已经追赶甚至超越了国外工业软件。”一位国产软件人士告诉数智前线，期望有更多大型企业，能“实实在在”使用国产软件，加速国产软件迭代进程。而新一代工业软件架构体系，某种程度上可加速迭代，并为工业知识的沉淀提供更为便捷的方式。

　　工业软件也对性能提出了新要求。传统工业软件往往采用单机架构，系统运行依赖一台机器的硬件资源。新一代工业软件基于云架构，充分利用了分布式资源，性能可实现十倍乃至百倍的提升。有行业专家举例，比如CAD工具，未来能支持更高精度、更大尺度的建模。

　　工业软件还要适应企业和产业链协同的需求。而要实现协同，最大的难点是数据的集成和打通。“传统工业软件都在本地，相互之间传递数据并不方便。采用云的形式，大家有一个统一的数据管理平台，数据分享协同有很大便利性。”李白称。

　　总体而言，一方面是工业软件市场迅速发展对新技术提出渴求，另一方面是云计算、SaaS化浪潮对于传统软件正在进行改变。而当下的产业变革期，也被国内工业软件企业看作是实现国产创新，解决“卡脖子”问题的宝贵窗口期。

　　在国产软件突围中，中国工业软件仍面临“技不如人、人不如人、钱不如人”的困难。

　　比如，在技术上，有业界人士指出，海外的三维CAD和高端CAE软件，就好比芯片领域的7纳米、5纳米尖端工艺。“缺少了塔尖这一点，它后面撬动的千万亿工业制造市场，可能都很难运转。”

　　在人才方面，国外Top10工业软件企业，开发人员总数加起来约20万人，中国则不到5000人。而在中国有限的人才队伍中，大量人员都从事应用开发，国内非常缺乏基础研发的人员。“这一点尤为严峻，需要政府和产业的引导。”有业内人士称。

　　在研发投入上，中国工业软件企业的总投入，不如达索、西门子等中的一家。西门子CTO曾透露，过去20年，西门子在软件上总计投入100多亿美元，相当于一年就有大约30亿元人民币。

　　在这样的现状下，在11月30日的发布会上，华为云透露，按照传统路径去追赶，我们只会越来越落后，要想突围必须得有新的路径。这就要重新定义新一代工业软件架构。

　　“云上的软件架构和SaaS化的服务模式，正是促进行业整体协同作战的重要基础。”因此，当下单机工业软件升级到SaaS工业软件，是实现弯道超车的一次难得的机会。

　　02、工业软件的“数据之根”

　　在构建新一代工业软件体系架构时，不仅要考虑可用性，更要考虑先进性，这是产业的共识。多位工业软件人士分析认为，国产化是市场机遇，但做出好用、先进的工业软件和创新模式，服务全球市场，才是企业的最终目标。

　　在华为云对工业企业的需求调研中发现，用户提出了两个明确需求，就是在企业数字化转型中，一是出于供应链安全的考虑，IT系统要自主可控;另一是能实现企业级、产业链级的高效协同，而其中的核心是工程数据的集成打通。

　　业界普遍认为，这是数字化转型中最难的一件事。在各种单机工业软件工具之间，异构数据的集成打通不仅难，付出的代价也非常高昂。

　　在这个过程中，业界希望定义的新一代工业软件体系，能够实现数据的“不治而顺”。这就涉及到工业软件的关键——数据的根技术。作为具备30多年工业制造和数字化经验的产业龙头，华为在产品数字化过程中，针对工业软件工具的连续性和数据的管理，已经进行了丰富的探索和实践。

　　此前，华为内部有170多个系统，8000多款工具，它们的数据标准、数据模型原来都是不一致的。为此，底层的数据管理核心系统，需要大量基于专用接口的二次定制开发，程序员们由此写了多达上千万行的代码。而这些软件包还需要专用的软硬件环境，多达200套，成本非常昂贵。

　　为此，华为内部组织了上百次研讨，思考究竟用什么理念和技术来管理数据?最后大家达成结论，应该基于面向对象的数据管理。

　　此前，在工业软件的数据管理上，业界从“面向结果”，走到了“面向过程”，但两者总体上都会把一个产品所涉及的设计、开发、测试、验证，按照流程一段一段切开，各段对应的工程数据，分别存储于不同的单机工具系统里，之后还要花大代价进行集成打通。

　　在选择了“面向对象”后，世间万物都可以提炼成极致抽象的“物模型”;各类数据则可以由极致抽象为元模型，然后再建立模型关系、数据结构，构筑业务对象的链接。

　　在介绍DME的时候，华为云的专家打了一个比方：以对象为数据的逻辑就像“建高铁”，每一个高铁站都是一个对象，高铁站对象之间有关联;一个高铁对象相关的各种数据，会内聚成一个数据集;这些数据会与其他对象的数据之间自动连通，就形成一个非常庞大的数据图谱。

　　当需要使用时，只需要设置“起点”、“终点”以及“途径站”，工业数据模型驱动引擎DME技术即可将对应的数据自动识别出来，入湖存储，然后关联，数据自动形成了一个完整的生产线。由此，就有了基于工业数据模型驱动引擎DME的新一代工业软件体系。

　　这里的工业数据模型驱动引擎DME，正是华为云基于华为内部数字化实践沉淀的服务能力，它的核心技术就是面向对象的数据构建技术。

　　根据这样的构建思路，华为公司内部识别了234个业务对象，梳理出500多个不同的数据实体，几百种对应的数据结构，几万种数据之间的关系和属性字段，并由此实现了“一生三，三生万物”的IT系统构建能力。

　　在软件业界，这一设想正是国内外软件大厂近年来持续在突破的关键阵地，但业界仍缺少重量级的创新实践，华为云则是第一个将其在工业软件领域落地的企业。

　　11月30日，华为云将这个数据的根技术对外开放出来，支持业界新一代工业软件工程数据管理，化解因数字化过程中的数据大爆炸，以及每家工业软件企业要为客户做大量定制开发，而引发的数据管理难题。

　　工业数据模型驱动引擎DME的主要作用有三个方面：一是通过它构建的SaaS软件，数据在底层是天生拉通的，不存在复杂的数据集成、打通问题;二是大家在重新定义新一代工业软件架构、协同攻关时，需要定义标准体系，实现上下左右的互相拉通，这是DME的一个重大价值;三是企业基于这些根技术，可以少走弯路，不重复造轮子。

　　有工业软件企业公司指出，工业数据模型驱动引擎DME对于他们所研发的数据应用而言，就类似于手机App所使用的鸿蒙生态。作为应用开发商，更重要的在于发挥专业能力做精做强应用能力，没有必要再去造一个操作系统。

　　据悉，华为还在持续研发工业软件的其他根技术，包括内核、经验、智能等领域的根技术，并会在未来陆续推出。

　　03、小舢板们如何PK大航母

　　自己造的降落伞要自己先跳。这是华为技术实践的一个理念。

　　今年，华为自研的产品数据管理系统PDM已经竣工上线，替换了公司之前的老系统，这是公司内部一件颇为轰动的大事。新一代系统，通过工业数据模型驱动引擎DME，重构了核心模块和能力。

　　PDM是一类重要的工业系统，它充当着产品工程数据底座的角色，与ERP(企业资源计划)和CRM(客户关系管理)一起，被外界称为“华为三大系统”之一。据介绍，在华为内部，PDM的注册用户数量多达十几万人，系统每天调用量过亿，对华为的研发生产提供了重要支撑，目前运行状态平顺。

　　相比上一代被戏称为“爬得慢”的PDM系统，新系统运行性能提升了3倍多，验证了DME的强大数据治理能力。

　　DME不仅成功应用在华为内部，在外部企业也收获了不少实践经验。

　　专精特新“小巨人”企业天喻软件, 专注于产品数据管理领域的自主研发。公司总经理刘清华称，他们在研发过程中，也碰到了系统建模复杂，定制开发工作量大，实施困难等问题。从2021年起，他们与华为合作，利用DME平台，研发了BOM模块，基于DME提供的数据建模、界面生成、权限管理等标准化功能，节约了开发成本，同时也保证了软件的成熟性和稳定性。”目前该应用已顺利在华为相关部门使用。”刘清华透露，“后续，天喻软件的相关产品，将全面迁移到DME平台上来，这是我们的长远规划。”

　　另一家专精特新工业软件企业湃睿科技称，基于华为云上的DME引擎，他们仅花了7个月时间，就推出了新一代SaaS化PDM系统，该系统针对中小企业市场。据悉，该系统上线几个月，已有客户开始订阅使用。由于低代码化，满足客户定制化需求的时间也大大降低，比如某用户提出10个新定制需求，湃睿科技一天就完成了7个。

　　这些ISV合作伙伴，都共同强调了基于DME平台搭建的SaaS系统的稳定性。有业内人士指出，一些国产工业软件运行起来不太稳定，在市场上推广不起来，最大的原因是底层不健硕。而DME引擎在华为内部进行了大量用户验证，为合作伙伴提供了成熟可靠的底座。

　　目前，DME有两类客户，一类是终端用户，包括大型央国企、有流程IT能力的企业，他们有能力直接基于DME引擎进行开发;另一类是中长尾客户，他们通过ISV生态伙伴来服务。其中，ISV生态伙伴是华为云工业软件生态中的关键组成，他们可面向各行业定制更多SaaS软件，服务于千行百业客户。

　　面向未来的工业软件应用需求，华为云希望打造的不仅是一个数据平台，更是一个数据管理和分析的SaaS开发平台。华为云人士告诉数智前线，其实，DME的逻辑适用于各行业，比如建筑、交通、贸易甚至人力资源管理，都有他们的业务对象，都需要面向对象进行数据建模，实现更加高效的数据驱动业务。它希望按照云的服务化、协同大作战的开发模式，实现service on service，共同建设、联营联运。

　　这是华为云一个非常大的想法，也是一个长远的想法。中国工业软件体系的成功，理论上是新一代工业软件云生态体系的成功。在过去，中国工业软件呈现了一盘散沙、九龙治水的局面，国产工业软件企业也习惯了单兵作战。但在最近两年，业界已经意识到，“小舢板”对抗不了“大航母”。大家对打破生态壁垒的意识越来越强。

　　“如果你去看国外厂商，达索、西门子，他们在研发上的投入每年是数亿元，我们根本无法PK。如果大家基于同一个体系架构，有人提供共性技术，有人专注于自己的know-how，分工协作，绑在一起，就有更大的开拓机会。”有国产工业软件企业称。

　　纵观全球市场，留给国产工业软件的窗口期其实已极为短暂。例如，海外大厂如PTC的新品，已有布局准备进入中国市场。国产工业软件生态只有更为紧密地协同作战，才有可能实现“加速度”，在新一轮激烈的争夺战中抢得市场。

　　对此，有业界专家认为，中国工业软件在未来3年内有望达到“可用”，10年内达到“好用”，甚至世界领先。也有业内人士提出，面对内外环境发展和竞争的紧迫性，中国工业软件企业，应基于新一代体系架构，加强协同和迭代。“天下武功，唯快不破”，中国工业软件的关键变局，或许在未来几年即可见分晓。