工业软件在企业数字化转型中的作用

工业软件作为支撑制造强国发展和创新的“国之重器”，在推进工业数字化转型和升级智能制造的过程中发挥着关键作用，在企业数字化转型中扮演着重要的角色。它们为企业提供了各种工具和解决方案，用于改进和优化生产流程、增强生产效率、提高产品质量等，从而加速产品开发模式的创新转型，乃至企业运营模式的转型。

企业数字化转型的重要性和必要性

自20世纪末以来，制造业开始全面推进信息化建设，在研、产、供、销、服等业务领域建立了 PLM、ERP、MES、CRM、SLM 等数据记录系统。经过多年的信息化建设，大多数企业取得了一定成效，但同时也形成了一座座烟囱式信息孤岛。这些信息孤岛正在给企业内外价值链的各个环节带来诸多问题和挑战，阻碍了产品数据在各个业务环节之间的流转，使得企业无法敏捷响应市场环境的变化和用户需求的快速迭代。

而数字化是在信息化的基础上，利用数字化技术实现信息/数据的业务化，以产品业务为核心构建端到端的数据链路，实现业务的创新。数字化的目标就是为企业消除信息孤岛、打破组织壁垒，实现全生命周期、全价值链的互联互通，驱动产业链上下游和整个生态的创新。企业在数字化建设过程中，往往会借助以物联网、增强现实、人工智能、云计算等为代表的新一代数字技术。

企业由信息化向数字化转变的过程就是数字化转型。数字化转型是一段只有起点没有终点的旅程，是一个持续迭代、螺旋上升、不断自我颠覆的过程。数字化转型的核心不是数字技术，而是利用数字技术作为手段和工具对企业业务进行重构，为实现业务敏捷化和快速创新提供支撑，从而快速响应市场和用户需求的变化。

数字化转型的核心是数字主线和数字孪生。数字主线（Digital Thread）是在物理世界和数字世界之间构建一个跨越整个产品生命周期的闭环链路，确保在正确的时间、将准确的产品和流程信息推送到正确的人面前。通过数字主线，企业可以便捷地往前或往后追溯产品各阶段数据。例如，设计工程师可以实时在线获取已交付产品的运行状态及故障数据，从而在设计环境中进行仿真分析，实现产品快速迭代和质量问题闭环；服务工程师在服务现场可通过移动终端快速追溯该实物产品在研制过程中的数据，包括产品结构、设计模型、生产履历、超差偏离记录以及备件信息等。

数字孪生（Digital Twin）是物理产品或系统的数字化表达，能实时动态地反映物理产品或系统的运行状态，用于进一步的仿真、分析和优化等。物理产品持续运行，其状态和运行环境不断变化，而产品的数字孪生体也伴随着数据的流入而不断反映实际产品的状态。

工业软件在企业数字化转型中的作用

工业软件作为工业皇冠上的明珠，是企业信息化和数字化的核心，将在企业数字化转型过程中起到决定性作用，这主要体现在以下三个方面：

首先，工业软件可以自动化和优化企业的生产流程，通过实时数据监测和分析，识别和解决潜在的生产瓶颈和效率低下问题。这有助于提高生产效率、降低成本，并加速产品上市时间；其还可以实时监控设备和生产线的运行状态，检测异常情况并发出警报，它们还能够利用机器学习和预测分析技术，预测设备故障和维护需求，帮助企业采取预防性维护措施，减少停机时间和维修成本；此外，工业软件可以整合企业内部和外部的供应链信息，帮助企业实现供应链的可见性和协同，通过实时数据共享和协作工具，企业可以更好地管理供应商关系、预测需求、优化库存和物流，从而降低成本并提高交付效率。

其次，传统工业软件正在进行转型升级，通过引入新的数字化技术，以更好地支持企业创新转型。如在CAD系统中引入人工智能技术，实现创成式设计能力，可根据给定的约束和载荷信息自动计算出多种设计方案，并通过设计-仿真一体化技术进行验证，供设计师选择确认。还可以将创成式设计与增材制造技术结合起来，将AI生成的仿生曲面模型处理成3D打印机可识别的模型，直接发送给打印机进行3D打印。同时，如前文所述，很多工业软件正在向平台化转型，解决了特定业务领域内的横向贯通问题，如通过需求管理和产品数据的结合，实现需求驱动的产品设计和关联追溯。还有，平台型工业软件向SaaS化转型，将进一步打破组织壁垒和信息孤岛，加速产品开发模式的创新转型，乃至企业运营模式的转型。

再者，随着工业4.0和智能制造的全面推进，诸如工业互联网平台之类的数字化创新平台型工业软件正在不断涌现。这类平台的价值不在于解决纵向专业领域的业务问题，而是要解决产品全生命周期、全价值链横向贯通的问题，从而为前端创新应用提供敏捷的数据和服务支撑，也即前文所述的数字主线。基于数字主线平台，还会衍生出一系列创新应用型工业软件，如智能设计导航、数字孪生、工业APP、综合数据分析、增强现实（AR）等等。

未来工业软件发展可能面临哪些挑战？

• 智能化
如今，数字化技术正在成为产品不可分割的一部分。智能互联产品是企业连结用户的纽带，为构建产品数字孪生提供了前提和基础，对外必将进一步促进售后服务和商业模式的转型，如由产品制造商向服务商转型，乃至向解决方案提供商转型；对内将催生数据驱动的产品创新、数据驱动的仿真和质量问题闭环等创新业务场景，加速由传统研制模式向数据驱动的、互联的研制模式转型。随着产品智能化程度的提升，软件在产品成本中所占的比重也越来越高，“软件定义产品”时代已经来临。

智能互联产品必将促进工业软件的转型升级。一方面，将催生一批新的工业软件，譬如数字孪生系统，预测性分析和智能故障诊断工具，智能互联服务/运营系统等；另一方面，将促进传统工业软件的升级与发展，如仿真工具将支持基于物联网数据驱动的仿真，三维设计工具（CAD）将与物联网技术融合以实现基于实际工况的产品设计改进，传统的软件应用周期管理系统将支持敏捷开发模式，并将扩展软硬件一体化配置管理、与硬件持续集成、以及远程OTA软件更新等。

•  绿色化
2015年6月，由全球环境信息研究中心（CDP）、联合国全球契约组织（UNGC）、世界资源研究所（WRI）和世界自然基金会（WWF）联合发起了一项全球科学碳目标倡议（SBTi，Science Based Targets initiative），旨在推动企业采取更为积极的减排行动和解决方案，共同应对全球气候变化。我国于2022年“两会”上，首次将“碳达峰”、“碳中和”写入政府工作报告，以“双碳”目标为核心的ESG战略（Environment，Social and Governance，简称可持续发展战略）进入了所有国民经济领域，尤其是作为国民经济支柱的制造业。

在这种大形势下，传统的工业软件将衍生出新的能力，如减重设计、增材制造等，帮助企业在研发、制造、供应链、运营服务等领域实现节能减排；同时，也必将催生出一批新的工业软件，帮助企业产品全生命周期各个环节有效实现“碳中和”，如碳足迹管理、零碳管理等。

• SaaS化
云计算已经进入各个领域，正在改变我们的日常工作和生活模式。如Office 365开始成为我们日常办公和在线文档协作的主要平台，它可以让我们不再依赖于笨重的桌面电脑，可以随时随地开展工作，或与异地同事共同在线完成一份报告。公有云/SaaS是推动当今数字组织发展的动力源泉。Gartner预计，到2025年85%的企业将在其数字化转型战略中依赖SaaS解决方案来助其达成核心业务的转型。

在核心云服务成熟技术和应用的推动下，工业软件也正在经历SaaS化转型，其差异化的重点在于能否颠覆传统的企业业务模式和运营模式，加速企业数字化转型。

• 以人为本
工业4.0是指由数字化技术发展引发和促成的第四次工业革命，其关键要素包括自动化、机器人化、智能系统、虚拟化、人工智能、机器学习等。当前，我们正处于第四次工业革命的中间，很多企业正在将工业4.0作为其后续几年的发展战略。然而，新一轮的工业革命（工业 5.0）正在悄然来临。实际上，工业5.0并不是一轮真正意义上的革命，而是对工业4.0的延伸和优化。工业5.0的理念不仅限于“工业”，它适用于人们能想到的所有领域和组织。工业5.0的三大支柱分别是以人为本、可持续性和有弹性。

在以人为本的过程中，移动终端、增强现实（AR）、人工智能等技术将大放异彩，帮助企业保护员工安全，改善工作条件，降低工作强度，提高操作便捷性等。应用于生产、 维修服务等场景中的工业软件将率先采用这些技术，为企业实现数字化员工的转型升级。

本文供稿：PTC
作者：施战备，郎燕

来源：荣格-《智能制造纵横》

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