陳立平：關(guān)于中國(guó)工業(yè)軟件技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用發(fā)展的思考

1、陳立平：關(guān)于中國(guó)工業(yè)軟件技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用發(fā)展的思考近日，華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院CA計(jì)心陳立平教授撰文，針對(duì)我國(guó)工業(yè)軟件技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀，做了深入的思考并提出了很有價(jià)值的建議，認(rèn)為基于統(tǒng)一模型規(guī)范的全系統(tǒng)建模、分析、仿真優(yōu)化及軟件自動(dòng)生成技術(shù)是國(guó)際智能系統(tǒng)與產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)的重要?jiǎng)?chuàng)新方向，中國(guó)在該領(lǐng)域應(yīng)有所作為，快速趕上。本文版權(quán)歸作者所有，由陳立平教授授權(quán)走向智能論壇微信公號(hào)發(fā)布，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明作者及出處。關(guān)于中國(guó)工業(yè)軟件技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用發(fā)展的思考陳立平科技部國(guó)家企業(yè)信息化應(yīng)用支撐軟件工程技術(shù)研究中心（武漢）華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院CAD中心近一年來(lái)，隨著中美貿(mào)易戰(zhàn)的開(kāi)啟，特別是“中興事件”的爆發(fā)，引發(fā)了

2、國(guó)人對(duì)自主核心技術(shù)的廣泛焦慮和深入思考。近期“走向智能論壇”、“知識(shí)自動(dòng)化”等知名微信公眾號(hào)曾連續(xù)發(fā)表了關(guān)于中國(guó)工業(yè)軟件發(fā)展的歷史思考與回顧的系列文章，引起了業(yè)界讀者強(qiáng)烈反響。筆者作為從事自主可控?cái)?shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)研究、開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)化推廣長(zhǎng)達(dá)26 年的一線從業(yè)者更是感慨萬(wàn)千。謹(jǐn)以此文向關(guān)注、關(guān)心、思考、堅(jiān)守中國(guó)工業(yè)軟件的同仁表示最誠(chéng)摯的敬意。一、破“集成創(chuàng)新”，立工業(yè)軟件軟件是智能的載體，是智能社會(huì)最重要的基礎(chǔ)要素。運(yùn)行于智能產(chǎn)品、工業(yè)裝備與系統(tǒng)全生命周期活動(dòng)中的先進(jìn)軟件是工業(yè)乃至社會(huì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志，是未來(lái)智能工業(yè)的重要基礎(chǔ)支撐，是不能受制于人的關(guān)鍵核心技術(shù)。工業(yè)軟件不同于IT 軟件，是工業(yè)知識(shí)

3、創(chuàng)新長(zhǎng)期積累、積淀并在應(yīng)用中迭代進(jìn)化的工具產(chǎn)物，正如趙敏先生在為工業(yè)軟件正名鮮明指出“工業(yè)軟件是一個(gè)典型的高端工業(yè)品，它首先是由工業(yè)技術(shù)構(gòu)成的！研制工業(yè)軟件是一門(mén)集工業(yè)知識(shí)與“ KnowhoW大成于一身的專(zhuān)業(yè)學(xué)問(wèn)。沒(méi)有工業(yè)知識(shí)，沒(méi)有制造業(yè)經(jīng)驗(yàn)，只學(xué)過(guò)計(jì)算機(jī)軟件的工程師，是設(shè)計(jì)不出先進(jìn)的工業(yè)軟件的！”。工業(yè)軟件是工業(yè)創(chuàng)新實(shí)踐的技術(shù)溢出，是先進(jìn)生產(chǎn)力的關(guān)鍵要素，只要工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新不息，工業(yè)軟件創(chuàng)生不止。林雪萍、趙敏先生在工業(yè)軟件黎明靜悄悄| “失落的三十年”工業(yè)軟件對(duì)中國(guó)工業(yè)軟件歷史給出了“親歷的全景式”回望，徹腹的“哀其不幸、怒其不爭(zhēng)”讓人噓唏不已。趙翰林、林雪萍先生在仿真軟件史就是大魚(yú)吃小魚(yú)的歷

4、史 | 工業(yè)軟件史總結(jié)了國(guó)際工業(yè)軟件技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展，生動(dòng)地描繪了國(guó)際工業(yè)軟件“繁衍不斷、生生不息”的蓬勃生態(tài)，雖然“大魚(yú)吃小魚(yú)”，但“池子里總有魚(yú)”。工業(yè)軟件按照運(yùn)行場(chǎng)景為兩大類(lèi)：1 、研發(fā)與管理工具類(lèi)(off-line )智能產(chǎn)品、裝備與系統(tǒng)的研發(fā)、管理、維護(hù)活動(dòng)中需要運(yùn)用大量的軟件工具，如 CAD CAE CAM PLM ERP MES MR第，形成產(chǎn)品全生命周期工具軟件體系。工具軟件通常具有一定的領(lǐng)域、行業(yè)、專(zhuān)業(yè)的通用性，作為工程師的輔助工具支撐智能裝備與系統(tǒng)研發(fā)(offline )，已形成較完整的技術(shù)體系，在工業(yè)界得到廣泛應(yīng)用，此類(lèi)技術(shù)國(guó)內(nèi)有一定基礎(chǔ)。2 、系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)類(lèi)(on-line

5、 )智能產(chǎn)品、裝備與系統(tǒng)是典型的多學(xué)科集成的信息物理融合系統(tǒng)(CPS ,其中嵌入越來(lái)越多的運(yùn)行日t類(lèi)軟件，此類(lèi)軟件是連接Cyber和 Physical 的重要設(shè)備，已成為智能產(chǎn)品重要的組成部分(online )。在現(xiàn)有的產(chǎn)品全生命周期工具軟件體系中缺乏跨領(lǐng)域、全系統(tǒng)建模及軟件自動(dòng)化工具，此類(lèi)軟件研制生產(chǎn)主要依賴(lài)人工編寫(xiě)，研發(fā)效率低、可信度低、可維護(hù)性差，面臨生產(chǎn)效率和質(zhì)量的雙重矛盾。隨著復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)智能化(嵌入式應(yīng)用軟件)趨勢(shì)的快速發(fā)展，相應(yīng)的數(shù)字化設(shè)計(jì)方法和技術(shù)體系已成為制約因素。以個(gè)人長(zhǎng)期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，導(dǎo)致中國(guó)工業(yè)軟件落后的原因是多方面的：1 、 從文化層面看，我們長(zhǎng)于“道、理”，短于“術(shù)

6、、器”，“君子動(dòng)口不動(dòng)手”，熱衷于新理念、新概念的玄究，所謂“玄而又玄，妙不可言”，輕視“術(shù)、器”的恒力打造，導(dǎo)致工業(yè)母機(jī)在內(nèi)的高端生產(chǎn)工具普遍落后，工業(yè)軟件更是如此。2 、 從歷史發(fā)展層面看，改革開(kāi)放40 年中國(guó)從農(nóng)業(yè)化向工業(yè)化轉(zhuǎn)型的過(guò)程中，以“逆向工程”為主的技術(shù)發(fā)展方式導(dǎo)致我國(guó)工業(yè)軟件自主發(fā)展缺乏足夠的內(nèi)在源動(dòng)力。3 、 視集成為創(chuàng)新，加劇了基礎(chǔ)、關(guān)鍵核心技術(shù)的空心化，我們一輪又一輪地引進(jìn)、推廣“ XX化”的“道、理”，而在“術(shù)、器”方面鮮有作為，最終導(dǎo)致相關(guān)基礎(chǔ)工具軟件幾乎被國(guó)外壟斷，受制于人，國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)研發(fā)力量嚴(yán)重萎縮，自主可控工業(yè)軟件舉步維艱。不破不立。以創(chuàng)新引領(lǐng)發(fā)展，建設(shè)創(chuàng)新型

7、國(guó)家，首先要摒棄“集成創(chuàng)新”，重視工業(yè)軟件！二、新工業(yè)革命，軟件的革命信息高度發(fā)達(dá)的后工業(yè)化社會(huì)的根本技術(shù)特征是信息物理系統(tǒng)CPS。新世紀(jì)以來(lái)，CPSSI爆了以彳i國(guó)工業(yè)4.0革命為代表的新一輪工業(yè)革命。德國(guó)工業(yè)4.0 采用全新的語(yǔ)境：工業(yè)、系統(tǒng)、軟件、模型、標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)調(diào)軟件是工業(yè)的未來(lái)，并指出未來(lái)的工業(yè)軟件必須采用基于模型的理論、方法和工具，這就是“工業(yè) 4.0 組件參考架構(gòu)模型(RAMI 4.0)”誕生的基本邏輯。從標(biāo)準(zhǔn)到模型，從模型到軟件，從軟件到系統(tǒng)，任何數(shù)字化工廠的構(gòu)成，最終都需要由工業(yè)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。正在到來(lái)的新工業(yè)革命，實(shí)際上就是工業(yè)軟件的革命，是軟件的核心知識(shí)與開(kāi)發(fā)手段的革命，為此必

8、須創(chuàng)新發(fā)展新一代數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)，構(gòu)建基于模型標(biāo)準(zhǔn) Modelica 的知識(shí)自動(dòng)化工業(yè)軟件創(chuàng)成與應(yīng)用技術(shù)體系。知識(shí)自動(dòng)化技術(shù)體系是中國(guó)工業(yè)系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)及軟件創(chuàng)新發(fā)展的難得的歷史性機(jī)遇。三、無(wú)先發(fā)優(yōu)勢(shì)，有后發(fā)劣勢(shì)當(dāng)前眾多單領(lǐng)域、單學(xué)科關(guān)鍵設(shè)計(jì)研發(fā)工具90%以上為國(guó)外掌控，各個(gè)軟件工具在國(guó)外工業(yè)創(chuàng)新實(shí)踐迭代中歷經(jīng)幾十年積累，具備了先天的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。而我國(guó)的自主可控?cái)?shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)體系基本上只有后發(fā)劣勢(shì)。1 、強(qiáng)于詳細(xì)設(shè)計(jì)、弱于概念設(shè)計(jì)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)雖然產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程是從概念到物理自頂向下的展開(kāi)的，但技術(shù)手段和工具發(fā)展是自底向上發(fā)展的，數(shù)控技術(shù)先于 CA豉術(shù)、CA豉術(shù)先于CAD詳細(xì)設(shè)計(jì)技術(shù)先于系統(tǒng)設(shè)計(jì)技

9、術(shù)等等。目前成熟的數(shù)字化設(shè)計(jì)與驗(yàn)證技術(shù)與工具體系只能支撐部分大回路設(shè)計(jì)驗(yàn)證。德國(guó)工業(yè)4.0強(qiáng)調(diào)需要建立基于模型的系統(tǒng)工程技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)早期多回路設(shè)計(jì)驗(yàn)證。系統(tǒng)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證技術(shù)是中國(guó)數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展技術(shù)突破口。2、單學(xué)科設(shè)計(jì)工具及其集成難以完備實(shí)現(xiàn)多學(xué)科融合從工程角度，智能產(chǎn)品、裝備和制造系統(tǒng)是多專(zhuān)業(yè)交聯(lián)集成的復(fù)雜系統(tǒng)。產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中涉及機(jī)、電、液、熱、控等多個(gè)不同學(xué)科，各學(xué)科之間相互耦合影響，需要多學(xué)科的集成?，F(xiàn)有的設(shè)計(jì)研發(fā)軟件工具缺乏全局觀，以傳統(tǒng)的軟件編制工藝“分科而制”，目前基于單學(xué)科軟件工具的多學(xué)科融合實(shí)際是多專(zhuān)業(yè)工具軟件的信息集成，由于需要專(zhuān)業(yè)地部署集成眾多學(xué)科軟件工具實(shí)現(xiàn)

10、多學(xué)科集成，增加了軟件成本，也嚴(yán)重影響了設(shè)計(jì)師桌面快捷應(yīng)用。從科學(xué)角度，智能產(chǎn)品系統(tǒng)的每個(gè)物理學(xué)科均可以表征為在同一狀態(tài)空間下的數(shù)學(xué)方程系統(tǒng)，從而完整反映系統(tǒng)的耦合性。傳統(tǒng)多學(xué)科集成以相關(guān)異構(gòu)單學(xué)科建模工具軟件+計(jì)算流程的信息集成，人為地將完整的數(shù)學(xué)系統(tǒng)割裂成若干子系統(tǒng)，弱化系統(tǒng)耦合，不能完整地刻畫(huà)系統(tǒng)的行為，因此基于信息集成的多學(xué)科集成具有不完備性。3、具有CPSf征的智能產(chǎn)品研發(fā)需要高效、可靠的軟硬件協(xié)同從信息物理融合的角度，智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)交付物不再像傳統(tǒng)產(chǎn)品只有圖紙，還有越來(lái)越多的與產(chǎn)品行為密切關(guān)聯(lián)的運(yùn)行時(shí)軟件（嵌入式軟件）。由于缺乏軟件工程師和多專(zhuān)業(yè)物理工程師有效協(xié)同技術(shù)工具手段，導(dǎo)致嵌

11、入式軟件開(kāi)發(fā)、測(cè)試、驗(yàn)證自動(dòng)化程度低、周期長(zhǎng)、成本高，因此軟件與物理專(zhuān)業(yè)高效協(xié)同的技術(shù)手段是智能產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的技術(shù)瓶頸。運(yùn)行時(shí)類(lèi)軟件與系統(tǒng)特性與行為密切相關(guān)，具有多學(xué)科融合、軟硬件高度契合、個(gè)性強(qiáng)、涉及面廣、技術(shù)難度大等特點(diǎn)。目前此類(lèi)軟件研制生產(chǎn)主要依賴(lài)人工編寫(xiě)，研發(fā)效率低、置信度低、可維護(hù)性差，面臨生產(chǎn)效率和質(zhì)量的雙重矛盾。以多學(xué)科全系統(tǒng)行為建模仿真分析以及模型驅(qū)動(dòng)的代碼自動(dòng)生成技術(shù)實(shí)現(xiàn)“知識(shí)可重用、系統(tǒng)易重構(gòu)”是提高此類(lèi)軟件置信度、研發(fā)效率和可維護(hù)性的有效技術(shù)途徑。拋開(kāi)我們?cè)诟鱾€(gè)單學(xué)科領(lǐng)域方向與國(guó)外軟件幾十年技術(shù)代差不談，僅僅在研發(fā)方向和模式上，如果我們?cè)噲D以傳統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)模式，在 各個(gè)單學(xué)科

12、領(lǐng)域方向孤立研制，可以說(shuō)自主可控?cái)?shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)體系 機(jī)會(huì)寥寥。四、國(guó)際風(fēng)向變，軟件自生成其實(shí)，國(guó)際上軟件研發(fā)技術(shù)的趨勢(shì)和模式，已經(jīng)開(kāi)始變化和轉(zhuǎn)型。任何工業(yè)設(shè)計(jì)研發(fā)活動(dòng)都離不開(kāi)兩個(gè)空間：幾何空間和狀態(tài)空間。在幾何空間，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD自上世紀(jì)六十年代初以來(lái)， 發(fā)展了計(jì)算機(jī)輔助幾何設(shè)計(jì)技術(shù) CAGD為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了卓越的 空間設(shè)計(jì)工具。事實(shí)上直到上世紀(jì)80 年代初出現(xiàn)非均勻有理B 樣條技術(shù)NURB定前，CAG映乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)體系，嚴(yán)重的影響了 CADK 術(shù)在工業(yè)界的普及推廣，NURBS橫掃六合、總齊八荒”，將 CA限術(shù) 推進(jìn)了大規(guī)模應(yīng)用創(chuàng)新的時(shí)代。但是，在狀態(tài)空間，迄今為止，針對(duì)產(chǎn)品系

13、統(tǒng)行為、功能及性能，圍繞狀態(tài)空間建模、分析及仿真活動(dòng)，由于缺乏統(tǒng)一的知識(shí)模型表達(dá)標(biāo)準(zhǔn)，形成了紛繁的單學(xué)科領(lǐng)域仿真軟件工具，致使建模與仿真（M&S）遠(yuǎn)未及CAGD在工業(yè)界達(dá)到普及深入標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用推廣。直到基于統(tǒng)一模型規(guī)范Modelica 的出現(xiàn)，才改變了這種狀況。作為全系統(tǒng)建模、分析、仿真優(yōu)化及軟件自動(dòng)生成技術(shù)，Modelica 已成為國(guó)際智能系統(tǒng)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)技術(shù)的重要?jiǎng)?chuàng)新方向，是繼計(jì)算機(jī)輔助幾何設(shè)計(jì)CAGD1后，工業(yè)軟件技術(shù)的重要?jiǎng)?chuàng)新，是新一輪工業(yè)革命的設(shè)計(jì)技術(shù)制高點(diǎn)，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家正籍此構(gòu)筑新的技術(shù)壁壘，對(duì)此，我們必須有所為。任何復(fù)雜工業(yè)品的開(kāi)發(fā)，都是基于統(tǒng)一模型表達(dá)的跨領(lǐng)域模型以端

14、到端的方式構(gòu)建全系統(tǒng)模型，實(shí)現(xiàn)多專(zhuān)業(yè)、多學(xué)科的 流程協(xié)同與無(wú)縫集成的實(shí)踐活動(dòng)。多領(lǐng)域物理統(tǒng)一建模技術(shù)研究正在 不斷推動(dòng)知識(shí)自動(dòng)化技術(shù)體系的發(fā)展，通過(guò)系統(tǒng)模型的數(shù)學(xué)自動(dòng)映射， 實(shí)現(xiàn)基于數(shù)學(xué)的模型集成，建立更具完備性的系統(tǒng)行為模型；通過(guò)對(duì) 數(shù)學(xué)系統(tǒng)的自動(dòng)分析和推理，結(jié)合基礎(chǔ)數(shù)學(xué)算法，實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)功能樣 機(jī)的仿真分析；實(shí)現(xiàn)模型驅(qū)動(dòng)的計(jì)算代碼自動(dòng)生成技術(shù)，提升嵌入式 軟件開(kāi)發(fā)流程（模型在環(huán)、軟件在環(huán)、硬件在環(huán)和快速控制原型）的 自動(dòng)化水平，為軟件與物理工程師有效協(xié)同提供技術(shù)支撐。隨著復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)智能化（嵌入式應(yīng)用軟件）趨勢(shì)的快速發(fā)展，相應(yīng)的數(shù)字化研發(fā)方法和技術(shù)體系已成為制約因素。國(guó)際傳統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)廠商紛

15、紛并購(gòu)系統(tǒng)建模及軟件自動(dòng)化技術(shù)，著力打造設(shè)計(jì)分析仿真優(yōu)化及軟件自動(dòng)生成一體化技術(shù)。多學(xué)科復(fù)雜產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)創(chuàng)新一直是國(guó)際上的研究熱點(diǎn)。1997 年鑒于 IC 領(lǐng)域硬件描述語(yǔ)言在支撐IC 復(fù)雜系統(tǒng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面取得的巨大成功，歐盟在下一代多電飛機(jī)研究項(xiàng)目中提出研究、設(shè)計(jì)工業(yè)領(lǐng)域普適的多領(lǐng)域物理統(tǒng)一建模語(yǔ)言Modelica ，為歐洲工業(yè)的智能協(xié)同提供模型標(biāo)準(zhǔn)；2006 年 6 月國(guó)際產(chǎn)品全生命軟件巨頭法國(guó)達(dá)索系統(tǒng)公司認(rèn)定“ Modelica 是未來(lái)工業(yè)知識(shí)的表達(dá)標(biāo)準(zhǔn)”。2006 年歐盟為推動(dòng)Modelica 技術(shù)體系研究和應(yīng)用，啟動(dòng)了歐洲系統(tǒng)模型庫(kù)項(xiàng)目EUROSYSLIB2011 年美國(guó)國(guó)防部先進(jìn)研究

16、項(xiàng)目局公布了自適應(yīng)運(yùn)載器MAKE計(jì)劃，提出統(tǒng)一模型標(biāo)準(zhǔn)（包括Modelica ），采用基于模型的系統(tǒng)工程方法，在一個(gè)技術(shù)體系下快速研發(fā)、部署海陸空天運(yùn)載器，效率提高 5 倍，實(shí)現(xiàn)“構(gòu)造即正確”。2013 年 4 月發(fā)布的德國(guó)工業(yè)4.0 認(rèn)為軟件是工業(yè)的未來(lái)，未來(lái)的工業(yè)軟件應(yīng)基于模型的理論、方法和工具自動(dòng)產(chǎn)生，建立全系統(tǒng)模型必須建立跨領(lǐng)域的模型標(biāo)準(zhǔn)，Modelica是工業(yè)領(lǐng)域重要的模型表達(dá)與互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)。可以看出，德國(guó)工業(yè)4.0，力圖以工業(yè)、系統(tǒng)、軟件、模型及標(biāo)準(zhǔn)為熱頻語(yǔ)義，勾畫(huà)未來(lái)更加智能的工業(yè)及社會(huì)。2006 年6月國(guó)際著名CADT商達(dá)索系統(tǒng)DS宣布Modelica是未來(lái)工業(yè)知識(shí)表達(dá)標(biāo)準(zhǔn)，并宣布

17、了“基于 Modelica 的嵌入式開(kāi)放戰(zhàn)略”，以此全面打造工業(yè)系統(tǒng)解決方案。2004 年以來(lái)傳統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)巨頭西門(mén)子公司先后收購(gòu)了三維CAD司UGS 2015年收購(gòu)了工業(yè)系統(tǒng)測(cè)試技術(shù)公司 LMS電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化公司Mentor 等，開(kāi)啟了全面的工業(yè)軟件與服務(wù)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。2016 以國(guó)際著名CAE司ANSYS攵購(gòu)模型驅(qū)動(dòng)的軟件生成系統(tǒng)SCAD幽典型。面向CPS的智能產(chǎn)品系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)體系主要由兩部分組成：模型驅(qū)動(dòng)的建模仿真與代碼生成軟件系統(tǒng)（Matlib 、 LabView、 SCAD、ADymola、SimulationX、AVL.Cruse、.）+ 實(shí)時(shí)計(jì)算設(shè)備（DSPACENI、RT

18、-LAB）。國(guó)外相關(guān)軟件與硬件廠商以形成類(lèi)似Wintel聯(lián)盟，幾乎掌控了復(fù)雜系統(tǒng)產(chǎn)品的高端開(kāi)發(fā)技術(shù)體系和手段，以汽車(chē)電控領(lǐng)域?yàn)槔瑲W洲汽車(chē)研發(fā)咨詢(xún)商 AVL以其汽車(chē)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析軟件+ 實(shí)時(shí)計(jì)算設(shè)備DSPAC至面壟斷了中國(guó)汽車(chē)電控正向設(shè)計(jì)研發(fā)技術(shù)體系， 特別需要說(shuō)明的是DSPACEE 10年前已對(duì)中國(guó)軍工領(lǐng)域全面禁運(yùn)。國(guó)際多領(lǐng)域物理統(tǒng)一建模語(yǔ)言Modelica 規(guī)范及技術(shù)發(fā)展重要事件時(shí)間事件備注 1997年 9月Modelica 規(guī)范發(fā)布MA2006 年 9 月法國(guó)達(dá)索系統(tǒng)公司收購(gòu)瑞典 Dymola軟件，采用Modelica作為CATIA V6 核心法國(guó)工業(yè)軟件2008年 2月美國(guó)MathWor

19、ks公司在 Matlab中仿Modelica推出SimScape模塊，支持多領(lǐng)域統(tǒng)一建模世界三大數(shù)學(xué)軟件之一2008年 12月加拿大 MapleSoft 公司發(fā)布基于Modelica 的工程仿真軟件MapleSim世界三大數(shù)學(xué)軟件之一2008年 12月中國(guó)蘇州同元軟控發(fā)布MWorks 1.6 版本，全面支持Modelica2.2中國(guó)工業(yè)軟件2009年 9月美國(guó) Altair 公司收購(gòu)Scilab/Scicos 軟件，初步支持Modelica美國(guó)工業(yè)軟件2011 年 3 月美國(guó) Wolfram Research 公司收購(gòu)瑞典MathModelica 軟件，其后發(fā)布 SystemModeler世界

20、三大數(shù)學(xué)軟件之一2012年 11 月西門(mén)子收購(gòu)了比利時(shí)LMS International 公司，其包含的AMESim軟件，支持Modelica德國(guó)工業(yè)軟件2013年 10月法國(guó)ESI集團(tuán)收購(gòu)美國(guó)CyDesign Labs ,支持基于 Modelica的系統(tǒng)建模法國(guó)工業(yè)軟件2014年 9月ANSYS與Modelon合作支持 Modelica ,提供1維系統(tǒng)模型與3維有限元模型集成美國(guó)工業(yè)軟件2015年 4月法國(guó)達(dá)索收購(gòu)德國(guó)Modelon 公司，提升系統(tǒng)建模能力，支持Modelica 與三維模型集成法國(guó)工業(yè)軟件2016年 1 月法國(guó) ESI 集團(tuán)收購(gòu)德國(guó)Modelica 工具商 ITI 公司，進(jìn)一

21、步強(qiáng)化其系統(tǒng)與三維集成戰(zhàn)略法國(guó)工業(yè)軟件2016年 6月美國(guó)Altair公司采用MapleSim內(nèi)核，提供Modelica完整建模支 持美國(guó)工業(yè)軟件2018年 6月中國(guó)蘇州同元軟控發(fā)布MWorks 2018，從系統(tǒng)仿真工具升級(jí)為系統(tǒng)智能設(shè)計(jì)與驗(yàn)證平臺(tái)中國(guó)工業(yè)軟件五、知識(shí)自動(dòng)化，一畫(huà)可兩得1 、思想理念的創(chuàng)新工業(yè)軟件是工業(yè)技術(shù)工具，應(yīng)當(dāng)用工業(yè)（物理的）方式而非IT 算法方式去創(chuàng)造；工業(yè)思想方法即機(jī)理、本構(gòu)、模塊化、端到端集成及畫(huà)圖等等；工業(yè)軟件的應(yīng)用者也是工業(yè)品的創(chuàng)造者，新的創(chuàng)新輔助設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)當(dāng)支撐設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)物理系統(tǒng)的同時(shí)，同步創(chuàng)成相關(guān)的計(jì)算分析程序；新一代工業(yè)軟件應(yīng)當(dāng)具有模型可復(fù)用、系統(tǒng)易重構(gòu)

22、的技術(shù)特征，以適應(yīng)復(fù)雜多變的工業(yè)個(gè)性化需求。2、原理與技術(shù)創(chuàng)新為了完備地實(shí)現(xiàn)多學(xué)科融合，須建立統(tǒng)御各單學(xué)科原理的工程物理系統(tǒng)原理。工程物理系統(tǒng)集成是以組件端口連接集組而成，端口連接的作用機(jī)理可歸納為能量流、物質(zhì)流、信息流，“三流合一”是工程物理系統(tǒng)的基本原理。對(duì)于集中參數(shù)多學(xué)科集成系統(tǒng)，可以建立基于模型的數(shù)學(xué)自動(dòng)演繹體系，以端到端的模式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)學(xué)體系的自動(dòng)建立，進(jìn)而自動(dòng)生成系統(tǒng)計(jì)算程序，形成知識(shí)自動(dòng)化技術(shù)體系。如此，基于統(tǒng)一模型的知識(shí)自動(dòng)化技術(shù)體系以工業(yè)的、物理的方式（繪制系統(tǒng)構(gòu)型）實(shí)現(xiàn)了“畫(huà)出系統(tǒng)構(gòu)型，生成計(jì)算程序，體驗(yàn)系統(tǒng)性能”的工業(yè)軟件創(chuàng)造與應(yīng)用的新模式，以“一畫(huà)兩得”支撐“兩化融合”

23、，畫(huà)出原理模型，即可自動(dòng)生成代碼，編出軟件程序。六、所幸有布局，技術(shù)已驗(yàn)證十一 . 五以來(lái)，科技部863 先進(jìn)制造領(lǐng)域及時(shí)把握了國(guó)際數(shù)字化設(shè)計(jì)領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展趨勢(shì)，及時(shí)布局開(kāi)展了多領(lǐng)域物理統(tǒng)一建模語(yǔ)言Modelica 基礎(chǔ)理論和共性技術(shù)研究，在基礎(chǔ)理論方法及使能技術(shù)方面取得較全面的突破，形成的研究成果在航空航天等領(lǐng)域的重點(diǎn)型號(hào)工程，如中國(guó)空間站全系統(tǒng)功能樣機(jī)、嫦娥5 號(hào)電總體設(shè)計(jì)及仿真、航天液體動(dòng)力系統(tǒng)、大型民用飛機(jī)著陸及飛控系統(tǒng)仿真等，得到初步驗(yàn)證。由于國(guó)家及時(shí)布局，我國(guó)目前已成為全面掌握多領(lǐng)域物理統(tǒng)一建模語(yǔ)言 Modelica 規(guī)范及技術(shù)體系的原創(chuàng)國(guó)，在基于模型的基礎(chǔ)理論方法和軟件實(shí)現(xiàn)方面

24、目前處于國(guó)際先進(jìn)水平（從跟跑進(jìn)入并跑），但在形成全面的工業(yè)能力方面危機(jī)與機(jī)遇并存。七、建議與構(gòu)想基于統(tǒng)一模型規(guī)范的全系統(tǒng)建模、分析、仿真優(yōu)化及軟件自動(dòng)生成技術(shù)是國(guó)際智能系統(tǒng)與產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)的重要?jiǎng)?chuàng)新方向。中國(guó)必須有所作為。目前商用的“分科而制”單領(lǐng)域建模分析軟件工具90%以上為國(guó)外掌控，其發(fā)展積淀長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年，如果我們?nèi)匀灰詡鹘y(tǒng)方式追趕，可以說(shuō)中國(guó)工業(yè)應(yīng)用軟件機(jī)會(huì)渺茫。多領(lǐng)域物理統(tǒng)一建模理論方法與技術(shù)所創(chuàng)造的知識(shí)自動(dòng)化技術(shù)體系創(chuàng)新了工業(yè)軟件生成方式，在技術(shù)上形成了后發(fā)優(yōu)勢(shì)，可形成“一張白紙可以畫(huà)出最新、最美的圖畫(huà)”的態(tài)勢(shì)，是我國(guó)自主可控的高端分析建模技術(shù)和工業(yè)應(yīng)用軟件創(chuàng)新發(fā)展難得的機(jī)遇。誰(shuí)掌控了多領(lǐng)域物理統(tǒng)一建模技術(shù)，誰(shuí)就掌握了未來(lái)復(fù)雜工業(yè)軟件技術(shù)的發(fā)展權(quán)和主動(dòng)權(quán)，如果我們遲疑、懈怠，必將喪失掌控高端工業(yè)軟件基礎(chǔ)核心技術(shù)發(fā)展權(quán)，導(dǎo)致不堪的后果。經(jīng)過(guò)十一五、十二五科技部前期工作，中國(guó)已經(jīng)突破了國(guó)際多領(lǐng)域物理統(tǒng)一建模核心技術(shù)，從技術(shù)“跟跑”進(jìn)入“并跑”階段，我們應(yīng)當(dāng)抓住中國(guó)創(chuàng)新的歷史機(jī)遇，大力推動(dòng)中國(guó)多領(lǐng)域物理統(tǒng)一建模技術(shù)體系研究和應(yīng)用推廣，完全有可能在系統(tǒng)建模分析軟件領(lǐng)域全面突破，在技術(shù)上“并跑”保持第一梯隊(duì)，在應(yīng)用上實(shí)現(xiàn)“領(lǐng)跑”。為此需要重視一下幾方面工作：1 、深入持續(xù)的開(kāi)展工業(yè)知識(shí)（模型）的表達(dá)與互聯(lián)研究，建立完整的基于模型驅(qū)動(dòng)的知識(shí)自動(dòng)化技術(shù)體系，以知識(shí)自動(dòng)化為技術(shù)手段，以