三十年，中国工业软件从欣欣向荣到溃不成军
摘要: http://static.video.qq.com/TPout.swf?vid=y0771d3jz2fauto=1abc.swf 在中兴芯片那期，袁老师的科普帮助我们认清了在芯片领域中美差距的真实现状，很多观众也从那期视频中看到了中国芯片业的追赶希望。但是 ...
 在中兴芯片那期，袁老师的科普帮助我们认清了在芯片领域中美差距的真实现状，很多观众也从那期视频中看到了中国芯片业的追赶希望。但是我们今天所讲的工业软件，前途则可能要灰暗许多。袁老师从第一期其实就强调过，我们不仅是要谈中国这些年在科技方面的进步，也要批评在发展科技过程中呈现的诸多不足。而中国工业软件这三十年来走过的轨迹，可以就是一个我们如何一步步走错的典型。 这一期视频，可能不像以往那样振奋，但更值得大家深入思考。中国工业软件的倒退，一方面打了那些在芯片事件之后鼓吹中国只要买欧美芯片就行的说法，现实证明了依赖别人只会进一步加深中国制造发展所受的限制；另一方面也警醒了对中国当今工业实力过于自信的一些国人，我们也许确实拥有许多人才和资源，但是如果没有好的战略和意识去实践，那么中国高端技术领域的未来仍会遭遇如同工业软件这样的深坑。 视频链接 哔哩哔哩： https://www.bilibili.com/video/av30704833 腾讯视频： https://v.qq.com/x/page/y0771d3jz2f.html 秒拍： http://www.miaopai.com/u/paike_yzmqlfayet 部分评论 bobchi99： 深有感触，我目前在做分子动力学模拟，用的是法国达索的模拟软件，达索这个财团真的相当强悍，自己能造飞机，同时还能输出工业软件，虽然有部分军迷很看不上达索，但是事实就是事实。。。我们要做的不是单项上超过谁，而是整体科研实力和全民科学素养的提升，难度有多大？十年树木，百年树人 Reinforce深红： Cadence 从SPB到 数字IC甚至是模拟IC 和工艺都完全掌握，这种可怕的公司可不是Adobe这种专利狗可以比拟的。Cadence 在硬件设计语言Verilog 性能不足 VHDL(美..国.国.防.部推出的硬件设计语言)的前提下，硬是在上世纪80年代 让 Verilog 语言成为了 硬件描述语言的国际标准，甚至于到目前的VHDL语言所用的底层库都是Verilog写的，而Verilog 从 系统层，到工艺层 都可以使用。 而在PCB制造领域，Cadence SPB 也是 工业标准，旗下 orCAD 和 Allegro 还有 SigX等软件完 全掌握了从 PCB 生产工艺到 高性能高速PCB设计的所有部分。这个世界上现在几乎80%以上的电脑主板 99% 的手机主板 和 75% 以上的服务器主板 都是基于Cadence设计的。 而其他企业 诸如 Mentor Altium Eagle Tsuken 等均不是对手 吉米·奥尔森： 愿中国青年都摆脱冷气，只是向上走，不必听自暴自弃者流的话。能做事的做事，能发声的发声。有一分热，发一分光，就令萤火一般，也可以在黑暗里发一点光，不必等候炬火。此后如竟没有炬火：我便是唯一的光 鲁迅：这话确实是我说的 袁老师评林雪萍《中国工业软件失落的三十年 这里的黎明静悄悄》 对于林雪萍老师指出的这些问题，我还想加几句评论。我们国家由于历史上的落后，长期有一种思维方式，就是重硬件轻软件，以至于重物轻人。许多人只知道看得见摸得着的机器、资源这些实物是财富，不认为软件或者人员算财富。 应该说这种思维方式还不算最差的，至少比不重视实业的买办思想要好。例如宋子文的名言：“外国进口的盘尼西林都用不完，中国何必要自己生产？”那就太low啦。但是，只认实物的思维方式，也就比宋子文高明一点，在现代社会还是很落后的。 由此造成了很多令人哭笑不得的后果。例如中国大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜，简称郭守敬望远镜，英文缩写LAMOST，这台大科学装置的首席科学家崔向群院士，2016年4月向《人民日报》倾吐了她的烦恼。她的头号烦恼是什么呢？竟然是：没钱发工资！ 崔向群说：“LAMOST建成后至今，国家每年都会给一笔运行费，但是却没有相应的人员经费，我们只好借钱来发薪。2014年，我们就已经欠了2000多万元，到现在只会更多。” 那么国家的钱花到哪里去了呢？回答是，目前LAMOST每年从国家获得3000万元运行费，但是其使用范围受到严格限制，比如备件更新、消耗品、水电费等，用于人员的只能是出差、开会，不能发工资，甚至不能用于大科学装置所在地工作出差。 崔向群说：“不仅LAMOST有这样的情况，大科学装置基本上都存在这样的问题。”更让她担忧的是，由此造成科研队伍不稳定，高水平人才留不住。她说：“科研工作的本质是高强度、高水平的人类脑力活动。即便再重大、再先进的科研装置，缺少了具体人员的设置、操作、维护乃至后续的数据采集和分析，就只是一具没有灵魂的‘躯壳’。” 你看，崔向群院士说了个什么道理？其实就是“科研装置必须有科研人员”，这应该是小学生级别的常识。但这样浅显的道理竟然还需要在《人民日报》上强调，我们许多部门连这么基本的事都没有做到，真是令人无语。 在这种思维方式背后，是一种严重的无知，对“财富是怎么创造出来的”这个基本问题的无知，对“科学技术是第一生产力”这个基本道理的无知。财富是怎么创造出来的？归根结底，是人类通过科学技术创造出来的！没有相应的科技，即使给你一堆资源，你都不知道那是财富！而科技又是谁创造出来的？是人才！ 有些部门不重视人才，把人才首先看作潜在的贪污分子，或者首先看作消耗资源的负担，给他们的工作施加种种繁琐不合理的限制，令人疲于奔命，这已经成了一个老大难问题。这种做事方式的基本出发点，是生怕科技工作者造成损失，不愿意负这个责。好好好，大家都没法干事，自然就没有损失了。唯一的问题只是，耽误了研发，让国家在竞争中不利，这个损失谁来负责呢？这是值得大家深思的。 请参考：中国软件失落的三十年 这里的黎明静悄悄 | 林雪萍 放冷箭却受到国家资助 2018年 7月底，数百名电子工程师在旧金山狂欢。美国国防部主导的“电子复兴计划ERI”的首次峰会，在这里拉开帷幕，并为“电子复兴五年计划”，选出了第一批入围扶持项目。 在这里，最为扎眼的是一家电子设计软件EDA的公司，一方面它获得了最高的资助，另一方面它是该类别扶持项目中唯一公司。 入选机构 正是这个CADENCE，在4月份率先响应美国商务部号召，对中兴抢先表态、发出冷箭。 而这次，这家美国电子设计软件巨头，再次获得国防部2400万美元拨款。 而此刻中兴恢复生产了，芯片解禁了。实际上，很少有人知道，尽管中兴每年进口六七十亿美元的芯片，但如果采购名单上不过数百万的电子设计软件被停用，那上百亿的芯片都不过是硅土。 这就是工业软件的厉害之处。这才是中国制造业最大的短板。 当智能制造和工业4.0的目标越来越聚焦在数字化设计、数字化工厂和数字运营服务的时候，“数字建模和仿真”再次成为一切数字化工业背后最为闪耀的明星。最为重要的研发设计领域的两个软件工具，CAD（计算机辅助设计）和CAE（计算机辅助仿真），成为中国信息化最熟悉、然而现在看上去却是最为瘸腿的领域。 此一刻，我们发现，中国在数字建模与仿真领域的建树，跟国外工业软件相比，简直不值得一提。 中国的工业设计软件，曾经走过什么样的历史？ 一段艰难起步的小日子 二十世纪八十年代初，中国人对工业软件的认识几乎是零。伴随着昂贵的IBM大型机、VAX小型机、Apolo工作站的引入，上面附带的某些CG、CAD软件，这样工业软件算是崭露头角。 最早能引进这些昂贵的计算机硬件的有实力的研究所或高校，也就由此开始了模仿和开发工业软件的征程。当然早期开发的软件，大多数是二维CAD绘图软件，能开发三维造型软件的单位比大熊猫的数量要少两个数量级。 曾经有过一段还算不错的小日子。从“七五”到“十五”（1986-2005），国家对于国产自主工业软件一直是有扶持的，当时主要的扶持渠道是国家机械部（机电部）的“CAD攻关项目”、国家科委（科技部）的“863/CIMS、制造业信息化工程”。 国家机械部、国家科委早期重点支持的是二维CAD，后来发展到简单实用的“两甩”，即甩图板、甩账本。对于技术难度不算太高的二维CAD的扶持，还是取得了一些成效的，出现了高华CAD、CAXA电子图版、开目CAD、浙大大天CAD、山大华天等一批软件产品。即使在开发难度比较大的三维CAD领域，也出现了北航的熊猫CAD系统（后来的金银花）等。 此后国家机械部逐渐淡出对CAD的支持，而由国家科技部接手，彼时863项目声名大噪，国产CAX软件公司也跟着颇有斩获。一个二维CAD软件小阳春的局面呼之欲出。 而在CAE领域，也出现了一个百花齐放的大好开局。上世纪80年代后期。以北航、清华为代表的一批高校和科研人员开始做相关的软件开发。这些人中，以唐荣锡老师、孙家广老师、梁友栋老师、周儒荣老师为代表，成为国内第一代从事CAD软件开发的标志人物。随着CAD/CAE软件在制造业的推广普及，清华大学、浙江大学、华中科技、大连理工等一批高校和中科院、航空航天等一批院所先后开展CAD/CAE软件自主研发，取得了一些研究成果，包括中科院的飞箭、郑州机械所的紫瑞、大连理工的JIFEX、中航的APOLANS、HAJIF等商业化和大企业自用软件。 一时间也是热闹。 一次悄无声息的CAD调包 从“十五”和“十一五”开始，科技部对研发设计软件的重点支持，转到了三维CAD。而在“十二五”（2011年）以后，中国的信息化开始走两化融合的道路，该工作转由工信部负责，863合并到国家重点科技研发计划中，科技部也不再分管信息化工作。这是一个重要的分水岭。由于工信部并不对认为属于基础科研的工业软件研发进行补助，国家对三维CAD研发的资金投入几乎没有了。 工信部从分管工作而言，不能直接以资金支持企业研发的，只能通过搞两化融合支持企业上信息化，通过试点示范和两化贯标等方式，给企业补贴，重点支持对象的是制造业企业。国产工业软件研发公司则基本得不到直接的支持，变成了“姥姥不疼舅舅不爱”的苦孩子。通过企业应用拉动信息化建设，推动了制造业信息化的普及，也培养了一批人才，但它也带来的一个间接的后果，即国家补贴的大量两化融合资金都去买了国外工业软件。 如果从CAD产业发展来看，可以说CAD被无声无息地被调包了。自此以后，近十年来，国家部委层面几乎再也没有明确的资金投入支持国产自主CAD/CAE软件了。 《自主CAE涅槃》一书中提到，在上世纪80年代，中国的CAE发展也是自成一派。具有讽刺意味的是，随着CIMS如火如荼的发展、带来的并非是自主工业软件的崛起，而是国外工业软件的长驱直入，而随后两化融合的大举投入，国外工业软件愈加兴旺发达，此时正是三维CAD开始勃发，CAE开始更加发力的时候，中国自主软件则步步后退。在高端CAD领域，PTC、UG（现在属于西门子）、CATIA已经确立了垄断的位置，中低端的Solidworks、Autodesk、SolidEdge则牢牢把手。中国的CAD、CAE都溃不成军。以CAE为例，当年一款飞箭软件以其独到的有限元仿真语言，独树一帜。但在多年寻求商业化而无果的境遇下，目前尽管已经更名成元计算，但仍然尴尬地挣扎着，空有好技术却被搁于冷仓。 而在最近几年，当工业4.0变成德国的国家名片,智能制造到了举国热浪的阶段，人们重新认识到，工业软件在其中举足轻重的作用。然而，中国曾经有过起步发展的CAD/CAE软件，却早已经陷入“失去的三十年”。 德国的工业4.0 一笔CAE研发投入的小账 随着整个设计研发数字化技术主流的发展转向三维CAD/CAE一体化，由于国家对此重视不足，整个行业对三维CAD/CAE的资金投入强度一直非常低。在十五、十一五期间，在三维CAD软件研发方面的总投入大概是4000-5000万的规模，CAE则主要通过国家自然基金委有一些面上的项目，一年可能有一千万左右的投资弱度。再加上十二五搞两化融合的一些间接性的促进，估计在三个五年计划之中，国家对三维CAD/CAE等核心工业软件研发的投入强度不足2亿人民币。 国家投入的这些资金与国外软件厂商的投入相比,可以直接被瞬间碾压。全球最大的CAE仿真软件公司Ansys2016年在研发的投入强度为3.5亿美元，大约为20亿人民币。 这个等式是这样的： 一个CAE公司一年研发=一个国家15年的全部投入 换言之，国外一个CAE仿真软件公司一年的研发投入，相当于中国政府在三个五年计划（十五、十一五和十二五）在三维CAD/CAE软件研发方面投入总和的10倍。考虑到这是一家公司持续十多年年的集中投入，而我国政府项目是采用了分散的撒胡椒面方式，更加凸显出美国和中国在软件投入上的差别之巨大。 一份不曾上交的答卷 美国的国家战略一直把“数字化建模和仿真”作为核心战略。美国几乎每年都有新报告，递交到美国高层，反复强高调“建模与仿真”的技术。这也得到美国政府积极的回应和普遍的重视。 几十年来，美国产业界从来没有停止过呐喊，也从来没有停止过行动，从1995年开始加速数字化建模和仿真创新战略，到2005年布什的报告提出计算科学，到2009年依靠建模和仿真，到2010年高性能计算谈到建模和仿真，以及到现在先进制造伙伴计划，都是在围绕着工具模块化和开放式的平台。2014年美国总统科技委员会确定的11个关键领域有一个打分，根据对国家的影响等指标，这其中，可视化、信息化和数字制造是三大关键领域之一，这里面都是围绕着数字化建模和仿真。而在最新的美国制造业创新网络NNMI，跟智能制造最相关的两个创新中心，一个是数字化的设计与制造，一个是清洁能源的智能制造。无论是国防部牵头，还是能源部牵头，基本上都是围绕着数字化建模和仿真这个核心技术。 然而在中国，核心自主工业软件，从来未曾得到高层的重视。 借鉴美国总统科技顾问委员会给总统办的报告，中科院在2006年的时候曾经给国务院上交过一份报告；紧接着科技部有一个香山会议，会后报告也往上呈交，但基本上都是没有下文。2010发改委在做“十二五”规划的时候，当时说要讨论CAE的发展，后来还是不了了之。以后还有多次人大代表做提案往上呼吁，但高层决策者似乎从来没有真正地认为核心自主工业软件有多重要。 一晃多年过去，而在今年，中兴事件意外捅开了一个窟窿。芯片的重要性，软件的重要性，终于成为裘衣鲜鞍下面的黑窟窿。 此一刻，我们才发现，自主CAD/CAE的国家报告，从来未曾得到重视，这是“一份从来没有上交的答卷”。 刻骨铭心的工业误判 工业软件的本质是工业品。它从来都是工业的结晶，而非IT的产物。工业软件是工业化长期积累的工业知识与诀窍的结晶，是工业化进程的不可缺少的伴生物。而在中国，很多时候，它却被简单地认为更多是IT软件属性，跟其他管理软件、甚至互联网一起发展。这是一个天大的误判。 而且，这个误判对制造业的发展而言，是一个致命的误伤。如今西门子、GE、施耐德等工业巨头都在拼命并购软件，打造软硬一体化的公司。仅就代码行数而言，世界上最大的软件公司，不是微软，不是 SAP，而是制造业的翘楚、全球最大的军火商洛克希德马丁公司。 时至今日，每一件工业品，几乎都是工业软件的结晶，每一台装备，离开了软件都不能运行。但是，每一种国外工业软件里面究竟有什么，却是谁也说不清。这是一个失控的数字世界。貌似强大的“中国制造”，恰恰就是站立在失控的工业软件的数字世界之颠。 对于中国工业来说，工业软件岂止是短板，已经是“断”板，是“断”命之板。 黎明静悄悄 伴随着数字化、网络化和智能化的深入发展，中国正在向智能制造迅速转型。中国制造业缺少核心工业软件，将是一柄达摩克利斯之剑，长悬于中国制造之项顶。没有自主核心工业软件的支撑，中国制造强国只能是一梦之醉。 而此刻，整个行业却呈现可怕的沉默。当许多人都在沉迷工业互联网、人工智能、大数据来推动制造业转型升级的时候，没有人意识到这些概念如果脱光了一层一层衣服，最内核的就是工业软件。更可怕的是，人们连呐喊的力气都没有了。发展自主的高端CAD、CAE软件，已经成为人们心中认定的不可能之事。 而美国电子复兴计划ERI中，工业设计软件仍然是稳稳当当的受益者。美国国防部高级预研局DARPA官方资料显示，在2018财年，将有2.16亿美元的资金流入电子复兴计划。在前面提到的峰会上，世界电子设计软件EDA的三大巨头的Synopsys也获得610万美元。 美国国家对软件的扶持，可谓直截了当。 表：美国ERI资助的金额 而在中国，一切都是无声。 工业软件的黎明静悄悄，并无太阳升起。 科技袁人系列 “科技袁人”元旦首发，走近中国科技工作者 科技袁人第二弹：有人觉得中国科技太弱，因为全世界除了中国只有一个国家：“外国” | 风云之声 科技袁人第三弹：量子通信、液态金属、可燃冰……中国领先世界的黑科技，你知道几个？ | 风云之声 去美国NASA访问，才听说中国人2020年都要登上火星了 | 科技袁人 搞科研中文有时不如英文，有些人就想出来要废除汉字？| 科技袁人 理解引力波很简单，只需要你先搞明白爱因斯坦的相对论…… | 科技袁人 中国的量子卫星究竟什么水平？也就比日本少用了99999999个光子 | 科技袁人 为什么不该拿科学家去和明星比收入？听听这三位诺奖得主的故事 | 科技袁人 喵星人可能早就发展出了引力波探测技术，否则为什么每次我刚想倒猫粮…… | 科技袁人 中国有些教授竟然觉得造银河计算机没用，我都惊呆了 | 科技袁人 我，科大，用大数据给学生打钱 | 科技袁人 被有些人吹上天的日本人“工匠精神”，到底是个什么东西？ | 科技袁人 相信那些治绝症的微信神文，这本身是一种“反智”病！ | 科技袁人 真有人认为中国没有哲学家？我一个化学博士都坐不住了 | 科技袁人 霍金离开了，比起去争论他有多伟大，更该了解他为我们做了什么 | 科技袁人 中国网速不如阿富汗？这些都是黑中国的套路 | 科技袁人 我们都知道钱学森的伟大精神，那么他的贡献有多强？| 科技袁人 今天，让我们纪念，一位为中国保留未来种子的师长 | 科技袁人 石墨烯超导和21岁博士生：对科学的宣传要高调，对个人的宣传要低调 | 袁岚峰 今天，让我们纪念，一位为中国保留未来种子的师长 | 科技袁人 在魔法角度下石墨烯超晶格中的半充满关联绝缘体行为了解一下 | 科技袁人 中兴、芯片和技术战争 | 科技袁人 为什么我们说不要轻易和数学家吵架之辛普森悖论 | 科技袁人 屠呦呦与青蒿素（上） | 科技袁人 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