“两化融合”与我国工业软件的发展清华大学 吴澄2009.6.11 内容：1.工业信息化的发展现状和未来2. 推动工业信息化深入发展1,我国信息化的现状及未来预测今天信息化已经渗透到我国经济、生活、社会的方方面面。中国社会的运行已经离不开信息技术了。总的看法，进步巨大，不足明显。存在的技术差距为我国工业结构调整、高技术产业化留下了很大的发展空间。必须首先提到十七大的“两化融合”: “全面认识工业化、信息化、城镇化、市场化、国际化深入发展的新形势新任务。” “发展现代产业体系，大力推进信息化与工业化融合，促进工业由大变强，振兴装备制作业，淘汰落后生产能力；提升高新技术产业，发展信息、生物、新材料、航空航天、海洋等产业； “五化并举、两化融合”。 “两化融合”的含义：信息化的重点是加强工业化、增强实体经济这一过程的实质是“工业化的需求牵引、信 息化的技术驱动” 我国信息化的现状与未来可以从7个方面具体化： 1),1),装备和产品的信息化嵌入式系装备和产品的信息化嵌入式系统统 将信息技术（主要是芯片和软件）与传统工业紧密将信息技术（主要是芯片和软件）与传统工业紧密联系，使机械化、电气化的装备、产品具有自动化、联系，使机械化、电气化的装备、产品具有自动化、数字化、网络化、智能化的特征。数字化、网络化、智能化的特征。 IEEE: An embedded system is the devices to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants.u嵌入式处理器，硬件平台嵌入式处理器，硬件平台u嵌入式软件嵌入式软件（操作系统、支撑软件、应用软件），（操作系统、支撑软件、应用软件），运行平台运行平台u形式：嵌入到设备、产品中。形式：嵌入到设备、产品中。 嵌入式系统的应用：嵌入式系统的应用： 消费电子和电信消费电子和电信/ /数据应用，占了应用数据应用，占了应用市场的一半：市场的一半：u移动通信移动通信u消费电子，数码相机、消费电子，数码相机、MP3/MP4MP3/MP4，数字电视、，数字电视、IPTVIPTV、智能、智能家电家电u汽车电子汽车电子u工业控制（工业过程控制、数控机床、电力系统、石油工业控制（工业过程控制、数控机床、电力系统、石油化工系统化工系统u交通管理控制，移动定位终端、交通管理控制，移动定位终端、GPSGPS手持机、公共交通无手持机、公共交通无接触智能卡接触智能卡CSCCSC 嵌入式系统是未来的一个大市场！嵌入式系统是未来的一个大市场！市场：赛迪顾问市场：赛迪顾问,2007,2007年全球嵌入式系统年全球嵌入式系统4081.64081.6亿美元，增亿美元，增速速17.5%17.5%国内：芯片差距还是很大，但有进展。如多媒体芯片，占据了世界计算机视频输入市场的60以上。 嵌入式软件，广泛开发应用。由于嵌入式系统必须紧密结合应用，我国嵌入式软件的研发形势较好，也是今后一段时间内嵌入式系统发展的重点。目前产业规模超过1000亿RMB,预计2011年有望达到4650亿RMB。嵌入式系统不可能由少数几个大企业垄断，因为涉及众多的应用领域，需要众多的领域知识。即使一个小企业，吃透了某个特定行业应用，用好嵌入式技术，同样可以有明显的发展。2),产品设计过程信息化，现状与问题广泛应用。可以说，国内能用CAX技术的企业都采用了，从甩图板到深入应用。航空航天、汽车、机械、造船、铁路车辆等行业的应用与国外相比差距不大，如虚拟设计、虚拟装配等。但是，支持设计的MDA、EDA工程软件差距很大，3维CAD、大型PDM基本上采用国外先进软件，不是短期可以赶上的。EDA软件的差距更大，还看不到希望。3 3），管理信息化），管理信息化管理信息化是在网络、数据库基础上的应用软件，实现对“产、供、销、人、财、物”的现代化管理。软件技术的新概念、新技术发展很快，管理软件也在不断发展中。中国的企业，只要有条件都采用管理软件，当然规模、水平差别很大。管理软件，进入的门槛不高，国内都会做，从MRP-II到ERP、SCM、CRM等。大型管理软件，市场多数属于几家外国大公司，如SAP、ORACLE国内的软件供应商，如金蝶、用友等主要用户是中小企业，大型集团公司的用户在增加中。由于用好管理软件与国情更密切，国内软件厂商的服务有可能更好。中国管理软件的前景可以看好。但是，管理软件中的核心，数据库差距很大。4)，控制设备与系统NC、DCS、MES、现场总线技术等对生产线、过程的控制、优化是信息化的重要内容之一。数控系统是关键技术之一，可以说代表了装备制造业的水平。我国数控系统的“攻关”是从六五开始（1981)，“屡败屡战”。这些年有进展，如广州数控、华中数控。无论普及型还是高档数控都有重大的进步。关键是体制。数控系统是有希望的。对于流程工业的设备、过程控制，国产的自动化控制系统DCS（集散控制系统），PLC，如浙大中控、和利时已从对中小企业开始为大企业提供成套装置。进一步发展有一定优势。如变量达到10万维的操作优化问题，有973计划的支持，开发了国际先进水平的多种算法，是相应软件的核心技术。现场总线控制系统开发与工业应用广泛。核心芯片还有差距。开始有越来越多的成功案例。5),从集成到协同 异构是信息集成的主要问题。我国引进的各种硬件、软件商用产品和设备种类多，不少产品只是企业内部标准，这给集成带来困难。 863计划的CIMS主题从开始就把信息集成作为重点，我国没有采用当时的国际主流方案(MAP), 效果更好。在此以后，我国企业的信息集成都是以此为基础。 我国企业信息化的集成： 基于PDM的局部集成，CAD/CAPP/CAM 基于PLM的企业集成, CAD/ERP/SCM/CRM 大型PDM、PLM软件平台都是引进的。 信息集成给企业带来明显效益，实施的企业逐步增加。应用中有相当水平的，如基于网络的协同设计、制造中解决互联、互通、互操作的技术和应用。中关村中关村电子城电子城北内孵北内孵化基地化基地金属行金属行业业模具行模具行业业美髯公企业美髯公企业e化平台化平台InternetInternet 工艺库工艺库信息库信息库行业模式行业模式 行业企业行业企业(ASP) 资资源源库库园区（园区（ASPASP） 物流物流协同设计协同设计资资源源共共享享 园区模式园区模式孵化器（孵化器（ASP） 在孵在孵企业企业 孵化器模式孵化器模式在孵在孵企业企业在孵在孵 企业企业InternetInternet 中小企业中小企业(ASP) 中小企业中小企业中小企业中小企业中小企业中小企业中小企业中小企业中小企业中小企业在孵在孵企业企业数据备份数据备份资源共享资源共享 一般模式一般模式 联邦集成联邦集成 联邦集成联邦集成 联联邦邦集集成成 联联邦邦集集成成 网络化制造网络化制造联邦集成系联邦集成系统统 协协同同设设计计 例子，高速轨道车辆，通过改变车厢悬挂系统一系、二系的弹簧刚度、阻尼器阻尼值等变量的值，进行多种工况下的仿真，得出不同工况下的舒适性指标、曲线通过性能、安全性指标（包括脱轨系数、减载率、轮轨横向力、轮轴横向力、倾覆系数）等车车二二系系悬悬挂挂垂垂向向和和摇摇头头方方向向的的阻阻尼尼力力 车轮轴横向力和脱轨系数 钩缓受力曲线 车辆过曲线的整体效果 全长1000m、曲线半径为300m、超高0.150m无激扰的弯道上运行，考察动车组过曲线的性能，如曲线通过半径、安全速度、脱轨系数、减载率、轮轴横向力等 6)，服务信息系统建立在互联网上的以服务为目的的信息系统已经渗透到了社会的各个方面，在大陆除了很少数极贫困的地区，都采用了计算机并提供网上服务。服务科学的提出是IBM，发端于美国竞争力委员会的国家创新计划（NII），是21世纪美国国家创新战略之一。我们还没有从国家层面提得这么高。但在技术和应用层面已经开展了许多工作。 生产性服务如现代物流、众多的服务信息系统又如: 资源共享： 全国大型仪器设备共享系统 全国4000门精品课集成系统 资源库分布在北京、武汉、杭州 内容搜索 流媒体服务器 主动服务 网格技术 用户可以得到透明的服务，试验期间几十万次/日围绕服务的相关研发 服务模型的形式化验证服务发现服务分解、组合服务溯源7), 节能减排与信息技术 这是未来相当长时间内信息化的重要内容。采用EMS可以按负荷潮流的变化优化配电，这在国内应用普遍。企业的信息技术应用一般都能在一定程度上有节能减排的效果。也可以专门从节能减排出发，采用信息技术的。 一个节能减排的例子：一个节能减排的例子：某印染企业按国际产品对环保的不同标准的要求， 采用QFD(质量功能配置)分解到各个生产环节的不同工艺 要求及其参数， 用MES(制造执行系统)实施生产过程的控制， 取得明显的节能减排效果： 2008年1-4月生产印染布0.3亿米,直接节约能源及排污费506万元45%173250万米废水排放量万米废水排放量(t)36%19.126万米用蒸汽万米用蒸汽(t)36%13201800万米电耗万米电耗(kwh)35%208280万米水耗万米水耗(m3)28%96%75%产品合格率产品合格率改善比例改善比例项目实施后项目实施后项目实施前项目实施前项目技术指标项目技术指标2，推动工业信息化的深入发展 从政府角度从政府角度，未来的“两化融合”可以有 8个切入点： 装备制造业信息化装备制造业信息化 国家重大专项有关的信息化技术国家重大专项有关的信息化技术 国家重大项目国家重大项目 制造服务（生产性服务）制造服务（生产性服务） 工业软件工业软件 3G3G工业应用工业应用 工业传感器和控制系统工业传感器和控制系统 节能减排中的信息技术节能减排中的信息技术 10项重点技术现代设计现代设计/ /制造技术制造技术企业生产组织模式及企业生产组织模式及管理信息化技术管理信息化技术 集成技术及支撑软件平台集成技术及支撑软件平台现代物流、供需链管理技术现代物流、供需链管理技术电子商务电子商务节能降耗中的信息技术节能降耗中的信息技术嵌入式系统及其应用嵌入式系统及其应用 数控系统数控系统工业控制技术及系统工业控制技术及系统工业传感器及仪表工业传感器及仪表从企业角度，信息化深入发展的几个方向全球化制造中企业的定位应用嵌入式系统使产品升级换代模块化设计/制造技术设计中的虚拟制造技术、并行工程基于互联网的协同技术生产制造过程的优化控制和优化运行企业经营理念与ERP的集成企业信息化的正确操作 谢谢，欢迎批评指正!