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廖湘科:软件定义时代最大的特点就是IT和制造业和各行各业的结合

2020-01-08 11:37:36  来源:中央广电总台国际在线  责编:王涛

  国际在线消息:1月8日,中国软件产业最具影响力盛会——“2020中国软件产业年会”在北京国家会议中心举行。本次年会将探讨在当前智能化引领、数字化转型背景下如何充分发挥软件驱动下的数字变革,推动经济发展的质量变革、效率变革和动力变革,以及工程教育计算机类专业认证发展趋势等重大问题;探索软件的进步和发展如何提升云计算、大数据、人工智能、区块链等新技术、新模式、新业态演进,以及如何为经济发展不断注入新动能等众多焦点问题。

  大会现场,中国工程院院士廖湘科作题为“ 软件定义时代工业软件——来自IT软件发展的体会 ”演讲。

   以下为现场实录全文:

  很高兴参加这个会,在工业软件这个领域是一个新兵,还在学习。计算机软件,就叫IT软件,所以我主要借这个跟大家汇报一下,因为做这个类似工业软件的时候碰到的一些问题和体会,可能有一些东西不对,所以我这个报告题目叫《软件定义时代工业软件来自IT软件发展的体会》。

  工业软件和计算机软件是什么呢?这个名字不一定对,就是计算机的软件。工业软件主要是辅助开发产品的软件,置身于产品的软件,管理产品生产流程的软件,我们发现这个软件本质上是工业领域的一些知识和技术诀窍拿软件来表示的一个载体,实际上来讲是知识的载体,反过来就是说做这个软件如果没有知识就没法做这个软件,所以从感觉来面来讲有点像我们当时搞计算机里面的电子行业和行业电子。大家知道我们说航天科工有一个所做计算机的,我们国家还有电子科技集团、电子产业集团是专门做,我们觉得这两个行业以前的一个竞争的过程可以作为工业软件发展的一个借鉴,所以我今天的报告大概分几个:

  首先跟大家汇报一下我们说的计算机的软件走过什么样的发展历程。这个发展历程里面有一些什么样的启示,这些启示对我们研究工业软件有一些什么样的借鉴,大概三个方面。

  软件最开始还是操作系统的发展起来,所以计算机软件发展走过平台化的过程,大家知道随着基本的软件是操作系统。操作系统实际上三个任务:一个管硬件资源,第二个为高层的软件提供共性的支撑,第三个提供人机交互。所以实际上操作系统的发展三大任务一直没有变。但是随着硬件平台的升级、应用领域的扩展、人机界面的变化,这三个领域的变化是一直驱动着操作发展的一个重点。因为我们支持的应用领域越来越多,所以上面共性的东西沉淀进来变成操作系统的一部分。比如说窗口管理期操作系统,JAVA是操作系统,包括一些很多一些中间的贡献呈现起来,所以是一个内涵扩张式的发展,这样就慢慢变成一个基础软件平台也叫操作系统,现在的操作系统和以前的操作系统的范围越来越大,就变成技术软件的平台体系。所以软件有一个平台化的发展,共性的东西越来越多,内涵越来越大。

  商业形态也在变化,首先是硬件的辅助。最早期大型机时代,软件就是硬件的一个副手。PC时代比尔盖茨发明了一个软件产品,MS-DOS是这个概念,所以这个时候代码是核心竞争力,谁拿到代码谁有竞争力。大家知道后面就是软件成为服务阶段。就是软件变成做软件产品是生态里面的小分子,真正主导软件必须做经营,必须提供服务。

  第四个软件定义时代,软件定义时代最大的特点就是讲的IT和制造业和各行各业的结合,也就是说是这样的一个部分,所以商业形态也在演变。

  基于这个演进,今天的主题就是软件定义时代。其实软件定义时代主要说的软件的重要性,也就是说现在系统的一些功能主要是借助软件实现的,所以这么一个时代突出软件无处不在,软件日趋重要就是叫软件定义时代。我们说软件定义一切,其实是想搞软件的想说明,但是这个时代的本质特征就是软件与各行各业的结合,尤其是和工业的结合。以前一个产品做完以后它的功能基本上决定了,但是如果说产品的功能主要由软件实现的,软件的特点就是可以演化、可以配置,这样就带来了数字世界产品的不同。这么一个时代里面,我们刚才讲基础软件的发展,它的运行场景是重要的因素,现在这个时代里面我们认为软件的运行场景要覆盖四个领域。

  无处不在的感知,在真实世界感知的数据进入到虚拟世界,进行关联和跨域关联的分析,进行智能的处理,然后再反馈到真实世界。这样来讲我们以前的计算机软件主要在虚拟世界,现在软件定义时代和制造业、各行各业结合,未来的软件平台必须是真实世界和物理世界密切结合的闭环。所以第一个就是我们未来的发展无处不在的感知,就是人类对世界的感知能力是有限的,但是我们技术的进步就一直在拓展人类和世界的感知能力。现在说移动互联网、无线传感、物联网使我们对世界的感知无处不在,包括对人类行为的感知也无所不在。

  刚才讲的IOT里面,未来的世界就是刚才讲的,整个来讲到处都是传感器,这么一个世界上的软件体系也会导致很大的变化。

  第二个就是跨越多维的关联。我们以前科学研究的手段,我们讲主要是研究一个系统太复杂分成子系统,子系统再复杂再分子系统,每个系统研究清楚以后。比如说汽车分为子系统,我们一直缺乏对复杂系统的研究手段,就是事物之间的联系实际上是事物的本质,这个我们缺乏。但是现在因为无处不在的感知,所以我们可以把物理世界所有的东西通过感知采集到虚拟世界里面,在虚拟世界里面我们现在讲的数据科学,其实就是把这些大的数据进入虚拟世界以后可以跨越多维的关联。就是通过数据的关联分析发现它的规律,实际上是一个拓展,也就是我刚才讲的研究一个人,以前是把手机的电信信号,把百度信号、医疗信号应用起来可以把各个方面的信息关联发现一些新的逻辑。所以我们讲的就这件事情导致了我们现在有一个新的研究手段,就是对复杂系统通过数据科学再发展进行。

  关联刚才讲的,大家一直说的人工智能,以前我们讲计算、数据、模型三个是人工智能三大支柱,我们以前的高性能计算代表着计算科学,就是人类通过知识设计算法对数据进行加工得出结果。但是因为现在计算能力的发展,尤其我们说的CPU+GPU结构的发展,现在就导致刚才讲的,我们可以通过现实世界的数据,就是拿计算能力对数据分析得出新的模型,就是算出算法。就是这个算法是计算机算出来的,而通过算法发现新的知识,所以这个里面并且还讲了,使得我们现在计算人工智能的很多领域可以超越人类的世界,尤其是脑科学的进步也可能对仿生计算带来新的挑战。

  最后一个就是虚拟和真实世界的交融。未来的世界,虚拟世界和真实世界的数据可以反作用回来,就是控制形成一个闭环。我们以前做计算机的软件大部分也可以反馈,但是反馈的不是一个主要,大部分的循环在计算机虚拟世界的内部。未来的软件定义时代就是计算机和控制。所以在这样的世界里面,我们未来的应用场景,未来的硬件技术、我们未来的人机交互,刚才讲的基础软件发展的三个东西:硬件平台、应用场景、人机交互手段都在发生变化,形成了一个在现实世界感知数据进入虚拟世界里面进行关联分析、智能处理再反过来作用世界,这么一个时代的计算机软件。

  这个计算机软件也需要一个共性的软件平台,就是说我们未来需要一个共性的软件对这么一个循环的大部分功能有一个统一的计算机软件平台实现它。就像以前PC时代这个计算机有统一的操作系统,然后各个领域只在这个操作系统上做自己特色的东西,我们因为在未来的时代也需要一个统一的基础软件平台促进各个领域的标准化、模块化、平台化,实现各个软件的定义。如果各行各业每个领域的软件基础都是每个行业自己建的话是很难做到的,那么这个时代里面的软件栈。

  第一个我们瞄准的运行平台就是云边端的硬件结构,也就是我们未来设计的软件,不是针对一台手机设计的软件,不是针对一台服务器设计的软件,你设计的软件,你的环境,设计的时候就得考虑到云端。

  第二个我们也需要做一个新的操作系统,这个操作系统把刚才说的四个环节里面共性的东西全部实现。类别就是我们的浏览器,浏览器的框架里面各行各业的人做浏览器的插件。共性的载体通过计算机领域做了一个共性的框架,各行各业把知识的和技术诀窍做成插件,所以这样的话就是框架加插件的渠道,来实现通用和专业的平衡,来实现软件另一个设备、第二个控制。所以我们做计算机软件的人认为,未来的软件体系要朝着正面的体系来。

  基于这个体系,我们做计算机软件有几个基本的思想的东西,第一个做软件,刚才讲的思想都体现一个特点,做计算机软件的人本质要营造一个巨大的通用市场。计算机的发展两个规律:一个就是硬件,我们叫摩尔定律。就是硬件两年性能提高一倍,所以做硬件的人一定追求性能越来越高。软件的人认为只要把系统规模做大,只要用户多了,这个软件系统我就能活得很好。那么我们未来的软件时代,我们的IOT时代,软件定义时代我们希望做一个最大的软件通用市场。什么概念?把各行各业基础软件共性的东西都做了,所以你们只要在上面做专用插件,这个是做计算机领域的本质概念。刚才讲的硬件和软件都是巨大的通用市场,所以这样的话可以支持我们巨大的投入,这样有巨大的回报形成这个领域。

  第二个就是整个软件体系的作用就是掌握生态链。也就是说一个巨大的通用市场以后通过一个软件平台控制这个生态链,至于这个里面的每个制造是我生态链的一部分。所以做软件的人特别关注标准的建立,他希望把所有的东西里面,建成一个体系。这个体系里面生态链控制在手上,里面每个点的东西可以变成生态链的一部分。

  第三个软件的概念就是跨界竞争。因为我们把所有的技术和商业模式的竞争力都沉淀在一个IT软件平台,所以各行各业的搞软件的人都可以协同。你说滴滴是出租车公司吗?它是一个IT公司,它通过IT平台颠覆出租车行业。小米为什么说它是新物种,它也是这个概念,它其实打造一个生态平台,所有硬件的IOT厂商是生态链里面的一部分,但是生态链本身在小米上面。所以这个里面大家能看出来,做计算机软件的思路,一个是巨大的通用市场;第二个控制生态链,然后可以跨很多界。所以这个里面的发展,技术模式就是硬件追求性能越来越快,软件追求规模,但是规模要大产品必须有极致的用户体验,就是没有特别好的用户体验用户规模就不可能大,产业模式就是我控制生态可以跨界。

  做工业软件不一样,我后面发现做的就是知识的积累,它的思路就是精益求精,积累积累再积累、求精再求精,这两个思路模式导致这两个软件的发展有很多东西有本质上不同的。那么对于工业软件来说我们觉得可能是互相学习的阶段,做工业软件的人也可以从计算机软件里面有一些借鉴学习的地方。

  一些大的制造业厂商都是做一个高端制造、做一个软件生态链,软件平台+高端制造,掌握高端制造、掌握一个生态链。比如说波音,把所有波音配套的都变成生态链的一部分,核心竞争力在高端制造,在整个的IT软件平台,所以我们觉得这个模式就是这样的,未来的工业软件如果只做工业软件的产品,就是讲只做一个Bright软件,实际上来讲,你今后在软件里一定跟也要熟悉,工业的发展模式也要变成掌握生态链的轻资产发展模式。所以我们认为互联网企业向工业进军,我们叫“互联网+”,工业企业向互联网转变就是“+互联网”。其实两个劳动场景都是一样的,这是什么概念呢?要建设一个信息技术和先进制造技术深度融合、控制管理整个生产模式的基础软件平台,然后掌握高端制造环境。高端制造业一个芯片的环节。

  第三个就是因为计算机的人特别有新技术,我们认为做工业软件,你的工业软件以后一定要云化,就是你的软件设计是云的环境里面,是互联网工业的环境里面,不能像工业软件一样买几个license,然后的话Bright买一百个,那今后这种模式就是说也是要优化,云是它的主要的使用模式,也要拥抱大数据。现在的计算科学、技术能力数据科学和云计算的新的技术。只有借助这些新的技术,刚才孙老师说了,气象预报是气象领域的事情,但是孙老师说了通过数据管理把气象预报,通过大量的数据管理、数据的融合把气象预报能力提升。我们以前说的气象实际上来讲是一个气象领域的事,但是通过数据管理,也要拥抱新的技术。

  第三个要学习计算机一定要追求极致的用户体验,以前工业软件是知识的积累,大家认为只要有知识就行了。实际上今后的工业软件一定要平台化的,要支持全过程。建模、网格生成,以前说做工业软件做数值求解做的特别好,但是你说的不好或者前数据的网格数据做不好,这个网格的生命力就会差很多。所以要支持多学科。学科比如说流体、结构、电磁,一定要满足用户的各种需求和体验。

  第四个我们认为发展一定要充分利用国际合作,尤其是德法企业的合作。未来的领域里面大型企业就是把生态链做到极致,小微企业就在某个细分领域做到极致。这个里面说国际合作,德法在小微工业软件里面确实做到极致,我们的中国制造也和我们计算机一样,中国制造追求的是速度、追求的是成本,以前没有追求过工匠精神,这个里面我们认为充分利用国际合作提升我们是很重要的事情。

  最后一个就是这个领域一定是协同创新,因为我们当时做就发现需要计算机的技术、需要计算机平台化、软件架构的技术,但是也需要工业领域的知识、诀窍,所以一定是学科交叉的人才。大家知道通过软件成为学科交叉的载体,就是今后的计算技术、软件技术,各个技术都需要软件表述,以前的数据知识拿数学表示了,知识就进阶到科学了,以后必须拿软件表示才表示这个知识进入了新的软件时代,数字时代的知识,所以汇报一下这个领域的体会,有很多不会的,我本身不是这个专业的,请大家批评指正,谢谢大家!

  (声明:所有会议实录均为现场速记整理,未经演讲者审阅,国际在线登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其描述。)

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