工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“咖”解丨叢力群：工業(yè)軟件發(fā)展的商業(yè)邏輯
作者：叢力群
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產業(yè)聯(lián)盟理事、上海寶信軟件股份有限公司技術總監(jiān)
1、概述
近年來，人們對工業(yè)軟件的關注度上升到了一個空前的高度，一是由于國內外形勢的變化，暴露出工業(yè)軟件的軟肋，二是智能制造戰(zhàn)略的推進，工業(yè)軟件的重要性日益凸顯。對工業(yè)軟件的研究有很多，分別以技術白皮書、咨詢報告、業(yè)界自媒體等方式發(fā)布，這些研究大部分都集中在技術的視角，通過分析現(xiàn)狀和問題，提出工業(yè)軟件“補短板、建長板”的具體策略。
本文將從工業(yè)軟件開發(fā)模式的視角，總結國內工業(yè)軟件產業(yè)的優(yōu)勢和不足，闡述工業(yè)軟件發(fā)展的商業(yè)邏輯，分別在總結工業(yè)軟件產品銷售模式、定制化開發(fā)模式的基礎上，進一步提出工業(yè)軟件的服務模式，以適應工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景下面向數(shù)據(jù)敏捷應用的需求，希望抓住國家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略窗口期，重設一條工業(yè)軟件“新賽道”，從而縮小與國外工業(yè)軟件的差距，為制造業(yè)轉型發(fā)展提供強有力的支撐。
2、工業(yè)軟件的分類
對工業(yè)軟件有非常多的討論和分析，包括各種技術白皮書、咨詢報告等。工業(yè)軟件分類有多種，并無統(tǒng)一的定義和標準。
1） 按照安裝媒體分類
嵌入式軟件與非嵌入式軟件。嵌入式軟件是嵌入在控制器、通信、傳感裝置中用于感知、采集、控制、通信等軟件，非嵌入式軟件是安裝在工業(yè)控制或通用計算機中的設計、編程、工藝、監(jiān)控、管理等軟件（百度百科）。
鑒于嵌入式工業(yè)軟件通常與設備緊密相關，具有極強的裝備屬性和個性化特征，所以，在對工業(yè)軟件的討論分析中，重點聚焦在與企業(yè)業(yè)務相關的工業(yè)軟件，嵌入式軟件一般不納入討論的范疇。
2） 按照工業(yè)軟件用途分類
除嵌入式軟件外，將非嵌入式軟件劃分為：
業(yè)務系統(tǒng)，基于業(yè)務模型實現(xiàn)工業(yè)產品研發(fā)、生產、服務和管理過程中業(yè)務流程信息化；專業(yè)工具：基于物理原理，與學科和專業(yè)關聯(lián)性強的基礎性軟件（朱煥亮、徐寶文：工業(yè)軟件淺析）
將業(yè)務系統(tǒng)按用途分類為：
研發(fā)設計、生產控制、信息管理（知乎），或：研發(fā)設計、生產制造、經(jīng)營管理和運維服務（中國工業(yè)軟件產業(yè)白皮書（2019））。
根據(jù)產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和應用受到制約的程度分類：
工具類：用于產品設計、建模仿真、界面組態(tài)、交互展示，以及數(shù)據(jù)分析和計算等工具類軟件。
知識類：面向行業(yè)、企業(yè)、過程、產線的各類知識庫，如：模型庫、工藝庫、參數(shù)庫、算法庫等。
業(yè)務類：適用于全新工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構、適配于大數(shù)據(jù)生態(tài)環(huán)境的企業(yè)運營管理業(yè)務軟件（需要對傳統(tǒng)的信息化軟件解構、重構、云化再部署），包括：ERP、MES、PLM、SCM、CRM等軟件。
三類軟件并不是完全彼此獨立的，知識類軟件是業(yè)務管理軟件的基礎，也可以集成到工具軟件中，在業(yè)務類中也需要大量工具類軟件的集成應用。
3） 按照與工業(yè)技術匹配的功能關系劃分
工業(yè)技術可分為工具類、業(yè)務管理類、平臺類和知識類四個層次。
國內，工具和業(yè)務管理的工業(yè)軟件很多，如：CAD、CAE、CAM、CAPP、PDM、ERP、MES、SCM、CRM等；當前美國、德國、日本等工業(yè)強國著力發(fā)展的“工業(yè)技術軟件化”則集中在知識層面，以支撐工業(yè)體系的建立和發(fā)展，如航空、航天、兵器、船舶、電子、機械、化工等領域的工業(yè)技術體系的建立和發(fā)展。
平臺層是連接工業(yè)軟件和知識層的橋梁。在國內，工具和業(yè)務管理類的市場已經(jīng)比較擁擠了，平臺和知識兩層市場還有大片空白。
4） 工業(yè)軟件將呈現(xiàn)出全新的分類并長期并存
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)尤為工業(yè)軟件新增了一種分類方法，即：
傳統(tǒng)架構工業(yè)軟件：安裝在傳統(tǒng)計算機系統(tǒng)中運行、用于設計、過程監(jiān)控、工藝優(yōu)化、程序開發(fā)、制造管理、企業(yè)運營等；這類形式的軟件從數(shù)量上會逐步減少，但不會消失（至少現(xiàn)在如此），既無可能，也沒必要完全以APP的形式替代，因為這種形式上的重構，不會帶來效益上的加分。
工業(yè)APPs：是一種基于全新架構（工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)）的工業(yè)軟件；以微服務為支撐，將大量的技術原理、行業(yè)知識、基礎工藝、模型工具、特定算法、企業(yè)規(guī)則、經(jīng)營訣竅等進行較細粒度的組件化、模塊化處理，并封裝成可重復使用的軟件——APP；這類軟件形式數(shù)量會不斷增加，一來技術不斷成熟會為實現(xiàn)帶來方便；二來新的應用會更多的采用這種形式，追求創(chuàng)新；再者，原有的工業(yè)軟件也會不斷的分化，以這種形式重構以適合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用的需求。
當然，將傳統(tǒng)工業(yè)軟件與工業(yè)APP做嚴格劃分比較困難，而且是與時俱進的。
3、工業(yè)軟件開發(fā)的特殊規(guī)律性
有別于常規(guī)的軟件，工業(yè)軟件產品的開發(fā)過程迥然不同，其特殊性突出體現(xiàn)在兩個方面：一是人才能力結構的特殊性，二是軟件開發(fā)過程管理的特殊性。
1） 從宏觀著眼看工業(yè)軟件的知識和人才
工業(yè)軟件的設計開發(fā)需要既懂工業(yè)——熟悉行業(yè)知識，又懂軟件——精通軟件開發(fā)。由于兩類知識和技能的形成途徑和培養(yǎng)方法迥然不同，兩者兼?zhèn)涞娜瞬派僦稚伲诠I(yè)軟件開發(fā)過程中，就需要熟悉行業(yè)知識的專家與軟件開發(fā)人員的緊密配合進行。事實上，幾乎所有的工業(yè)軟件開發(fā)都或多或少遵循著這一規(guī)律，兩者的配合體現(xiàn)出“兩化融合”的本質。
需要特別強調的是：僅僅依靠軟件人員是編寫不出工業(yè)軟件的，同理，僅僅靠行業(yè)專家大概率也寫不出高質量的工業(yè)軟件，所以，從工業(yè)應用的視角，工業(yè)知識是核心，軟件是工具，并不是為了證明行業(yè)工程師和IT工程師兩者哪個更重要，經(jīng)過良好設計、科學合理的工業(yè)軟件架構對行業(yè)知識的有效表達仍然是工業(yè)軟件質量和效率的關鍵環(huán)節(jié)，是工業(yè)軟件設計開發(fā)的核心能力，需要高水平的軟件工程師來完成。
2） 從微觀著眼看工業(yè)軟件的開發(fā)過程
在工業(yè)軟件開發(fā)之前進行調研，了解工業(yè)企業(yè)用戶在應用上關注的焦點，這就是需求分析。
由于工業(yè)軟件與具體物理對象、使用場景，甚至與具體使用者的習慣等緊密相關，導致軟件需求具有多樣性、個性化特征，所以，工業(yè)軟件要特別關注前期的“需求調研”，需求分析和調研往往占用整個開發(fā)周期的相當大比重：30%甚至更多，這里還不包括開發(fā)過程中由于需求變更而產生的二次需求分析工作量。所以，需求調研在工業(yè)軟件開發(fā)中占有極為重要的位置。
另外，工業(yè)軟件直接參與到工業(yè)過程的控制和企業(yè)的運營決策，對可靠性具有極高的要求，可靠性問題不僅在于工藝流程設計的合理性、工業(yè)知識運用的科學性，更在于軟件實現(xiàn)技術的正確性，后者往往是引發(fā)可靠性風險的重要來源，例如：代碼錯誤，參數(shù)不正確等等。程序死循環(huán)是軟件最大的Bug，而這些影響可靠性的潛在風險是無法在測試階段完全排除的，這需要工業(yè)軟件投運后的“工程驗收評價”，在此過程中（半年或一年），要對軟件的運行過程進行實時監(jiān)控，對發(fā)現(xiàn)的任何Bug及時修正，雖然也會對業(yè)務流程設計的不合理做出微調，但軟件本身的完善是此階段的重點。所以，“工程評價”是工業(yè)軟件開發(fā)的另一大特點，是保證工業(yè)軟件的實用性和可靠性，滿足工業(yè)對象切實需求的重要保障。
4、工業(yè)軟件發(fā)展的商業(yè)邏輯
由于工業(yè)領域數(shù)據(jù)所有權歸屬和對數(shù)據(jù)的強烈敏感，使得數(shù)據(jù)與服務自然交換的商業(yè)邏輯并不成立的。但是，消費互聯(lián)網(wǎng)對數(shù)據(jù)生態(tài)環(huán)境的打造，以及對數(shù)據(jù)服務能力的精心培育，還是能夠為工業(yè)軟件帶來啟迪：如何在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)下，構筑一個“數(shù)據(jù)—應用”可持續(xù)循環(huán)的商業(yè)邏輯，并對其中的不同角色進行有針對性的定位。
我們將工業(yè)軟件的制作過程比喻成一個“食品工坊”，菜肴制作和消費過程可以形象的呈現(xiàn)工業(yè)軟件的制造和消費邏輯，其中，軟件開發(fā)開發(fā)商角色和技能、工具等，均可以在“食品工坊”中找到相應的角色，工業(yè)軟件的使用者就是菜肴的消費者。
1） 工業(yè)軟件產品模式體現(xiàn)先發(fā)優(yōu)勢
“我的美味菜肴都在菜單上，快來點單吧！”
在工業(yè)軟件領域，以產品形式營銷，也是最熟悉的場景。軟件產品模式是由開發(fā)方發(fā)起，承載了開發(fā)方所有的知識和技能，形成產品（或產品原型），并通過版本迭代持續(xù)豐富產品功能，軟件產權歸開發(fā)方所有，以產品（化）形式存在，以光盤交付、便于安裝使用，依托產品使用權的出租（銷售）來獲利。
這種軟件產品模式適用于一些標準化、工具類、有足夠的技術牽引和品牌號召的產品提供商，以License實現(xiàn)版權和版本控制，以此來保護知識產權的獨立占有，具有強烈的排他性和壟斷性，同時通過軟件持續(xù)更新和版本迭代獲得經(jīng)濟利益、提升產品品牌、擴大市場份額，乃至在特定領域形成壟斷。研發(fā)設計類工業(yè)軟件就是如此。
然而，工業(yè)軟件所涉及的范圍之廣、形式之多、內容之泛，實在不是僅靠產品形式能夠覆蓋一切的。我們經(jīng)常會聽到抱怨：花費巨資購買的工業(yè)軟件與想象的不同，滿足不了需求，需要修改。對于個性化需求突出，且存在業(yè)務變化的需求，就需要定制化開發(fā)方式來滿足。
2） 工業(yè)軟件定制化開發(fā)更貼近用戶個性化需求
“你有什么要求，只要講清楚，做出來包你滿意！”
這就是工業(yè)軟件定制化開發(fā)的模式。國內工業(yè)軟件開發(fā)商有一句名言：只要講清楚，就能做出來。按照功能規(guī)格書進行設計開發(fā)并驗收，按照項目方式管理，經(jīng)調試后上線運行，并移交給使用方，工程合同是連接開發(fā)者和使用者的主要形式，一旦完成并上線運行，意味著交付完成。
工業(yè)軟件的定制化開發(fā)模式具有鮮明的特色，是后來者參與競爭的利器，成就了非常多的軟件企業(yè)，也使得用戶企業(yè)享受到更貼合自身需求的工業(yè)軟件功能，目前國內形成一定競爭力的工業(yè)軟件多數(shù)是以定制化開發(fā)起家，不斷擴展定制化的優(yōu)勢，是一種成功的商業(yè)模式。但是，定制化開發(fā)的劣勢也像優(yōu)勢一樣明顯，對需求的準確理解是關鍵，要貼近用戶，更關注功能，相對而言對架構要求不高，普適性不高，適用于個性化較強工業(yè)軟件場景，客觀上還存在開發(fā)商低成本競爭導致的低質量問題。
用戶對數(shù)據(jù)應用的需求增多，產生了大量的個性化、碎片化的敏態(tài)業(yè)務，購買商業(yè)軟件產品、或委托定制化開發(fā)都不能滿足這類不斷變化的敏態(tài)業(yè)務需求，且開發(fā)周期太久，難以承受！怎么辦？
3） 工業(yè)軟件的服務化模式
“一切都準備好了，快來親自下廚，體驗好極了！”
親自“下廚體驗”是企業(yè)數(shù)據(jù)工程師的殷切期望，但苦于對數(shù)據(jù)處理技術的生疏，難以實現(xiàn)。一種服務化的工業(yè)軟件全新模式將產生，來應對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景下對數(shù)據(jù)應用的全新需求。服務化開發(fā)模式主要是面向數(shù)據(jù)的準備。一是省去了需求分析，理解需求的環(huán)節(jié)，降低了理解需求的技能門檻；二是只需提供預處理的數(shù)據(jù)和工具，“廚藝”任由消費者來發(fā)揮；三是“廚師”崗位重構和服務轉型，不再是以“廚藝”論英雄。
新型工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)軟件以數(shù)據(jù)應用為核心，需要建立一系列標準和規(guī)則，數(shù)據(jù)樣本不為單一特定應用準備數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可以用于多重使用目的，且反復使用，將準備的數(shù)據(jù)和配置的工具以服務的形式呈現(xiàn)給用戶，稱之為工業(yè)軟件服務模式，這就是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)情景下數(shù)據(jù)應用類工業(yè)軟件的創(chuàng)新模式，有助于形成“數(shù)據(jù)—應用”相互促進的業(yè)務邏輯——建立數(shù)據(jù)生態(tài)環(huán)境。
5、 工業(yè)軟件的各種模式的再議論
1） 工業(yè)軟件產品銷售是最早出現(xiàn)、最成功的商業(yè)模式
適用于普適、專業(yè)、工具類軟件。這種模式需要長期知識積累，開發(fā)周期長，不可一蹴而就，開發(fā)商要耐得住寂寞，潛心研發(fā)。由于產品功能和質量決定了市場成功與否，開發(fā)商需要倍加努力，對產品架構設計有極高的追求，技術線路的選擇要兼容未來發(fā)展等等。這一切都是由自身所掌控的，唯有市場端的不確定性風險是最大的挑戰(zhàn)。
2） 工業(yè)軟件定制化開發(fā)模式“成也蕭何，敗也蕭何”
在專業(yè)工業(yè)軟件已被高度壟斷的情況下，定制化開發(fā)模式有其特定的優(yōu)勢，其最大可取之處在于后來者找到了一條可行的路，慢慢切入本已擁擠的賽道，但也并非十全十美。
定制化開發(fā)模式具有如下幾個特征：
首先，工業(yè)軟件的所有權與使用權都歸屬于用戶，乙方按照合同契約約定開展工作，一旦契約生效，對用戶新需求的響應，以及對軟件功能的不滿和抱怨難以從根本上左右開發(fā)進展。
第二，企業(yè)用戶將自身的管理理念和流程物化在軟件中，具有顯著的個性化特征，由某一供應商為單一客戶定制開發(fā)，僅為特定用戶使用，即使是宣稱工業(yè)軟件產品，也要在實施階段做大量的定制化開發(fā)，以滿足個性化需求。
第三，軟件開發(fā)結果與需求理解強相關，理解不夠將導致產品與需求南轅北轍，因此更關注功能，相對而言對軟件架構沒有太高要求，普適性不強；適用于流程性業(yè)務系統(tǒng)開發(fā)場景，多采用“瀑布”是項目開發(fā)方式，開發(fā)團隊的組織和管理上采用“包干到人”的方式，經(jīng)常因開發(fā)速度和成本考慮降低對軟件產品化水平的追求。
第四，定制化軟件能否滿足用戶的初衷，除了對需求的理解，還取決于開發(fā)者所采用的技術、軟件的設計能力，特別是開發(fā)方對于交付給用戶的版本是不是那么“上心”？這太重要了！開發(fā)者具有用盡可能簡單的方法應對，以最低的成本、最快的速度、盡可能簡單的功能、以最低的標準完成交付的傾向。
3） 工業(yè)軟件服務模式“理想很豐滿、現(xiàn)實很骨感”
流程類業(yè)務軟件的特征相對穩(wěn)態(tài)的，一旦業(yè)務流程確定下來，大概率是不會頻繁變化的，對此類應用，可以規(guī)劃充足的時間，或購買現(xiàn)有工業(yè)軟件產品，或通過需求分析委托定制化開發(fā)來解決。
隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的推進和數(shù)據(jù)量的不斷拓展，數(shù)據(jù)類業(yè)務的比重顯著增多，數(shù)據(jù)產生過程中隨時隨地都會有業(yè)務需求，且數(shù)據(jù)分析業(yè)務的內容、方式可以使千變萬化的，如：做一張統(tǒng)計報表用于分析、畫一條變化曲線用于趨勢預測等等，這意味著：數(shù)據(jù)應用業(yè)務是敏態(tài)業(yè)務，對這些隨時產生的碎片化數(shù)據(jù)應用需求（尤其是一些非常簡單但時間迫切的需求），無法想象還可以采用產品方式，或從需求梳理、業(yè)務理解、商業(yè)委托這樣一個漫長的過程來解決，這對用戶來講是不能容忍的。這不僅是時間使然，更是追求創(chuàng)新欲望和良好體驗。
從事數(shù)據(jù)應用開發(fā)的一線技術人員經(jīng)常會聽到來自用戶的抱怨：“你們不理解業(yè)務，為什么？”。這種抱怨是真實的、合理的，是永遠都會存在的，因為，與用戶相比你的專業(yè)是處理數(shù)據(jù)，對業(yè)務的理解永遠是用戶的優(yōu)勢，無論你付出多少努力試圖彌補在業(yè)務理解上的不足，更何況用戶的業(yè)務又是不斷變化和進化的，就如同讓一個寫代碼的人去煉鋼，結果可想而知。那么，如何解決這一困境？答案是：專業(yè)的人做專業(yè)的事。做數(shù)據(jù)處理準備的IT工程師永遠都不要越俎代庖，去代替用戶做業(yè)務分析。當然不是說不需要了解業(yè)務，而是要精確地給自己一個定位，使自身的專業(yè)特長充分發(fā)揮，為用戶做業(yè)務分析做好必須要做的事，這就是數(shù)據(jù)服務的必要內涵和業(yè)務邏輯。
數(shù)據(jù)服務模式理論上可以有效應對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)情景下的數(shù)據(jù)應用需求。數(shù)據(jù)準備就是提供用戶豐富多彩的半成品“食材”，是一項核心能力，要知道如何準備數(shù)據(jù)才是用戶所需要的，所準備的數(shù)據(jù)不僅限于單一目的，可以增加數(shù)據(jù)使用的頻次和范圍，對數(shù)據(jù)業(yè)務邏輯不清，難以提供良好的數(shù)據(jù)準備；數(shù)據(jù)服務還要提供“托拉拽配”無代碼開發(fā)的環(huán)境，即平臺化，面向用戶的組件化服務要求更高，需要講求體驗、便捷等等。
數(shù)據(jù)服務是一項持續(xù)型工作，不適用于工程項目方式來實施，需要商業(yè)模式的設計和創(chuàng)新，服務如何評價？如何將評價結果轉化為可量化的商業(yè)關系？如何保證服務提供方與被服務方在過程中能夠合理的分配商業(yè)利益？如何激發(fā)服務提供方的內在動力和激情，以形成消費互聯(lián)網(wǎng)中的創(chuàng)新欲望？等等。
工業(yè)軟件的服務模式是一種新型的工業(yè)軟件產業(yè)形態(tài)，還有待于進一步探索和磨合，有一點是非常明確的：對于數(shù)據(jù)的價值發(fā)揮具有非常重要的意義。
作者簡介
叢力群，博士、教授級高級工程師。現(xiàn)供職于上海寶信軟件股份有限公司，任公司技術總監(jiān)。國家制造強國戰(zhàn)略咨詢委員會智能制造專家委員會委員、上海市首批科技領軍人才。
長期以來致力于工業(yè)領域綜合自動化技術與應用研究，并在該領域取得了豐碩的成果。先后負責了多個國家級和上海市重大技術創(chuàng)新項目多項，多次獲得國家科技進步等獎、上海市及浦東新區(qū)科技進步獎以及冶金行業(yè)科技進步獎和寶鋼集團重大技術成果獎等，目前專注于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構與應用方案的研究，主持編寫了鋼鐵行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用實踐白皮書、鋼鐵行業(yè)工業(yè)軟件咨詢報告等，參與了寶武集團鋼鐵生態(tài)圈及寶鋼股份智能制造規(guī)劃工作等。
AII微信公眾號
AII頭條號