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一、設(shè)計(jì)與仿真的融合

CAD與CAE曾經(jīng)是兩個(gè)涇渭分明的陣營(yíng)。少數(shù)工業(yè)軟件才會(huì)橫跨這兩個(gè)領(lǐng)域。而現(xiàn)在，設(shè)計(jì)已經(jīng)跟仿真緊密地結(jié)合在一起了。設(shè)計(jì)既出，仿真即行。同源數(shù)據(jù)，共生驗(yàn)證。業(yè)界比較熱鬧的CPS、數(shù)字孿生、數(shù)物融合等概念背后，都有映射著這樣的事實(shí)。

看一看這幾年西門子、達(dá)索系統(tǒng)和歐特克的動(dòng)向就知道了。

在最近幾年，達(dá)索系統(tǒng)重點(diǎn)就是深耕仿真領(lǐng)域，充實(shí)達(dá)索系統(tǒng)旗下的仿真品牌。在最近五年的并購(gòu)中，有一半是在進(jìn)行仿真軟件的購(gòu)買。

而西門子同樣在接連不斷地收購(gòu)仿真公司，2016年，西門子以近10億美元的價(jià)格，收購(gòu)了全球工程多學(xué)科仿真軟件供應(yīng)商CD-adapco，類似的舉動(dòng)還包括并購(gòu)LMS、自動(dòng)駕駛仿真軟件公司TASS等，都是一次一次地向行業(yè)拓展。

歐特克也通過并購(gòu)，推出自己在仿真市場(chǎng)的產(chǎn)品。在2016年推出仿真分析CFD軟件，這是歐特克仿真分析軟件產(chǎn)品組合的最新成員，它依托歐特克在2011年3月的一次并購(gòu)。而收購(gòu)大型通用的有限元分析ALGOR、模具分析軟件MoldFlow，都讓它在CAE市場(chǎng)上占據(jù)一席之地。

這標(biāo)志一個(gè)顯著的變化，CAD與CAE正在緊密地連接在一起。即設(shè)計(jì)即仿真，將成為工業(yè)領(lǐng)域的標(biāo)配。這種融合的力度，正在得到空前的加強(qiáng)。傳統(tǒng)的CAD和CAE分而治之的局面，正在由CAD廠商率先打破。由于物理數(shù)值仿真將先于物理實(shí)現(xiàn)，使得幾何引擎的重要性也將隨之降低。這將會(huì)對(duì)單純只做CAD和CAE的廠家，形成一個(gè)巨大的壓力。

這種局面，不僅讓PTC的CAD事業(yè)部會(huì)有壓力，仿真巨頭ANSYS也同樣受到?jīng)_擊。最好的方法，那就是二者聯(lián)盟。為了應(yīng)對(duì)CAD與CAE的日漸一體化趨勢(shì)，ANSYS與PTC進(jìn)行合作，聯(lián)合開發(fā)“仿真驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)”的解決方案，為用戶提供統(tǒng)一的建模和仿真環(huán)境，從而消除設(shè)計(jì)與仿真之間的界限。而仿真商用軟件MSC（已經(jīng)被海克斯康并購(gòu)），早在2014年推出的Apex平臺(tái)，就是為了正面迎接二者融合的挑戰(zhàn)。

CAD與CAE的融合，意味著制造端的前置，它使得設(shè)計(jì)要更多擔(dān)負(fù)起傳統(tǒng)上樣機(jī)與測(cè)試的功能。“面向制造的設(shè)計(jì)”DFM、面向安全的設(shè)計(jì)DFS等DFX系列，變得更加可行，而且更具普遍性。

二、機(jī)器自我發(fā)揮：創(chuàng)成式設(shè)計(jì)

創(chuàng)成式設(shè)計(jì)，是軟件自動(dòng)根據(jù)零部件的承載的邊界條件，進(jìn)行應(yīng)力分析和拓?fù)鋬?yōu)化，從多種結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方案中最適宜的方案。在當(dāng)前人工智能如此熱鬧的時(shí)候，它也會(huì)被漫不經(jīng)心的CAD廠商，成為是人工智能的新篇章。似乎創(chuàng)成式設(shè)計(jì)，是一場(chǎng)來自AI的拯救，經(jīng)常會(huì)被看做成是一場(chǎng)人工智能的勝利。其實(shí)并不如此。

通過增加約束條件，讓計(jì)算機(jī)能夠形成更多的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并不是什么新鮮的事情。新鮮的是，這種設(shè)計(jì)帶來的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)的挑戰(zhàn)，將如何實(shí)現(xiàn)？增材制造給出了一個(gè)答案，面對(duì)那些奇怪的結(jié)構(gòu)形狀（天知道計(jì)算機(jī)在想什么，給定約束條件下，可以給出瞠目結(jié)舌的想法），3D打印可以從容實(shí)現(xiàn)。

歐特克在此也是耕耘多年，它的Within軟件是在Autodesk2014年收購(gòu)的倫敦軟件公司Within Labs的技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)出來的。與此同時(shí)，還在開發(fā)其它衍生式設(shè)計(jì)項(xiàng)目，其中包括ProjectDreamcatcher。

為空客設(shè)計(jì)的座椅也增添了美譽(yù)度。那些奇怪形狀的結(jié)構(gòu)，讓人倍加贊嘆。

圖1：創(chuàng)成式設(shè)計(jì)出來的NASA土星登陸器

在增材制造的世界，多了CAD和CAE的足跡。與此同時(shí)，用于晶格優(yōu)化和金屬增材制造模擬的Autodesk Netfabb。而在PTC的Creo 4.0中，也簡(jiǎn)化了3D CAD與3D打印之間的流程實(shí)現(xiàn)了均勻晶格的創(chuàng)建。

都需要補(bǔ)上這一課。在2017年5月， Solid Edge ST10 正式發(fā)布，提供創(chuàng)成式設(shè)計(jì)，為設(shè)計(jì)、仿真和協(xié)作提供的增強(qiáng)功能。

而在物聯(lián)網(wǎng)世界自由遨游的PTC公司，也意識(shí)到這個(gè)新方向的價(jià)值。2018年11月，購(gòu)買了創(chuàng)立于2012年的新公司Frustrum。這筆價(jià)值約7000萬(wàn)美元的收購(gòu)交易，將使PTC在其核心CAD軟件產(chǎn)品組合中添加Frustum的AI驅(qū)動(dòng)的生成設(shè)計(jì)工具。

為了突出創(chuàng)成式設(shè)計(jì)的效果，歐特克也沒少下功夫。“CAD是一個(gè)謊言”， AutoDesk高管曾經(jīng)如此調(diào)侃到，“創(chuàng)成式設(shè)計(jì)正在讓它變得真正名符其實(shí)”。

但這個(gè)方向，還需要有更多的例子，才能印證這是面向規(guī)模制造的一個(gè)大跨步式的發(fā)展。

三、數(shù)據(jù)傳遞“全屏化”

紙張是制造的圣杯。在相當(dāng)長(zhǎng)的工業(yè)發(fā)展時(shí)期，無(wú)論是設(shè)計(jì)，還是車間生產(chǎn)，發(fā)藍(lán)的二維圖紙，象征著總工的最高權(quán)威。指令，往往就是“紙之令”，這是一種傳遞決策的古老方式，就像古代的軍隊(duì)驛道。而且，越是復(fù)雜的制造，數(shù)據(jù)傳遞越是復(fù)雜，那么通過紙張、看板等載體實(shí)現(xiàn)信息傳遞出現(xiàn)差錯(cuò)的可能性就越高。

無(wú)紙化，是波音早在上個(gè)世紀(jì)九十年代就提出來。作為一個(gè)簡(jiǎn)潔易懂的目標(biāo)，背后含義重大。告別簡(jiǎn)單的藍(lán)圖紙，或許容易；但要在設(shè)計(jì)與制造之間以及整個(gè)工廠實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化，則非常困難。從1990年開始研發(fā)的波音777，是最早采用數(shù)字化技術(shù)設(shè)計(jì)的飛機(jī)，而一直到現(xiàn)在，波音仍然在致力解決這樣的問題。

無(wú)紙化，是個(gè)解決孤島的方向。在這種信念之下，所有的紙張和表格，都是孤島數(shù)據(jù)的象征，這意味著工廠出現(xiàn)了“數(shù)據(jù)腸阻塞”。不過，這也是當(dāng)下所有平庸工廠的普遍特點(diǎn)。

然而，要徹底解決這樣的問題，看上去也是有期望了。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)AR作為一種全新的媒介，有可能重新定義數(shù)據(jù)傳輸方式。在設(shè)計(jì)研發(fā)工程師那里，像《鋼鐵俠》中的主角那樣，在空中進(jìn)行拖拽式的設(shè)計(jì)，已經(jīng)有了萌芽——洛克希德馬丁正在做這樣的嘗試；而在工廠現(xiàn)場(chǎng)，帶有豐富軟件支撐的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備AR，已經(jīng)來到了操作工人的身邊。PTC ThingWorx Operator Advisor采用了全新的3D設(shè)計(jì)和工作指令的方式，可以通過AR傳遞到任何一線操作工的手中。全球最大的風(fēng)機(jī)設(shè)備制造商丹麥Vestas，已經(jīng)率先進(jìn)入這樣的3D時(shí)代。它旨在通過簡(jiǎn)化關(guān)鍵操作數(shù)據(jù)的收集、合成和傳遞方式來解決”斷點(diǎn)數(shù)據(jù)”的問題。

這意味著，車間里向員工傳遞信息的方式，將徹底改變，“文本”和“紙令”時(shí)代將有可能宣告結(jié)束。三維數(shù)據(jù)和指令，不完全是數(shù)據(jù)下發(fā)的問題，而是通過一種類似“知識(shí)感受”的方式進(jìn)行傳遞。這種傳遞是體驗(yàn)，是感受，而不是文本說明。

這時(shí)候需要的指令，不是一張紙的說明，而是一張屏，而是一種感受。

無(wú)紙化本身是一個(gè)燈塔，它正在有了更加具體的的方式：“屏幕化”將成為新的載體。在巴塞羅那的2019世界移動(dòng)通信大會(huì)上，PTC的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)Vuforia解決方案已經(jīng)開始在微軟的HoloLens 2進(jìn)行內(nèi)置，通過新手勢(shì)、語(yǔ)音增強(qiáng)和跟蹤功能，可以無(wú)需繁復(fù)的編程工作。空氣工程公司Howden，已經(jīng)開始采用這種技術(shù)，提高客戶使用其設(shè)備的體驗(yàn)。

鼠標(biāo)，讓人手成為鼠標(biāo)墊上的爬行動(dòng)物；而AR則讓人的手解放出來，成為在空中翻動(dòng)的飛鳥。無(wú)論是在設(shè)計(jì)室，還是在工廠，許多人就像指揮家一樣揮舞雙手——那是他們驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)的全新方式。

然而它背后的潛臺(tái)詞，則要意味深長(zhǎng)得多。全球最大的工程機(jī)械制造商Caterpillar已經(jīng)不再為用戶提供圖紙了。想要維修油路，非授權(quán)的維修工程師只能去猜測(cè)了。用戶可以擁有一切細(xì)節(jié)，但看不到它的數(shù)據(jù)。

那么，下一代工人是什么樣子的？

他們都是裝有“第二血管”的互聯(lián)工人。在這條第二血管的通道上，穿梭著各種數(shù)據(jù)。而借助于AR技術(shù)，這些工人完全可以看得見它們。

“撕掉每一張紙”？“全屏化”成為精益的標(biāo)配？這將挑戰(zhàn)一個(gè)工廠在幾十年所形成的標(biāo)桿實(shí)踐和燈塔文化。

四、基于模型的系統(tǒng)工程

人類處理復(fù)雜問題的能力，是有限的。系統(tǒng)工程是一種頂層的全局思維；而模型則是在更高的抽象層次上表達(dá)復(fù)雜事物的一種手段。很顯然，基于模型的系統(tǒng)工程MBSE和基于模型的定義MBD，都是為了增強(qiáng)人類處理復(fù)雜性的能力。PTC在2014年收購(gòu)的模組化基礎(chǔ)的系統(tǒng)與軟體工程應(yīng)用開發(fā)Atego，正是為了突出“協(xié)同合作”來構(gòu)建復(fù)雜系統(tǒng)，同時(shí)滿足開發(fā)由復(fù)雜的機(jī)械、電子與軟體元件組成的系統(tǒng)。

美國(guó)國(guó)防經(jīng)費(fèi)在全球遙遙領(lǐng)先，是其國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的重要保障。而美國(guó)國(guó)防部采辦則涉及到從研發(fā)、制造到維護(hù)，有15萬(wàn)人，這其中將近30%的人員都是系統(tǒng)工程師。未來的設(shè)計(jì)，都是系統(tǒng)性思維考量。沒有基于模型的系統(tǒng)工程，龐大的武器裝備制造，是不可想象的。

然而，這是一個(gè)持續(xù)的挑戰(zhàn)。它最早是來自航空航天的號(hào)角，這個(gè)集結(jié)號(hào)一直在吹響，但看上去，要完成隊(duì)伍集結(jié)還需要很長(zhǎng)時(shí)間。這是由產(chǎn)品的復(fù)雜性決定的。對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)采用全面的系統(tǒng)工程或基于模型的設(shè)計(jì)方法，涉及到在多個(gè)工程學(xué)科(機(jī)電磁熱等)。而智能產(chǎn)品和聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的需求，不過是新增的一個(gè)復(fù)雜性要素之一，無(wú)論產(chǎn)品是汽車、家電、消費(fèi)品還是移動(dòng)設(shè)備，都是如此。

波音它所推動(dòng)的MBD（基于模型的定義）概念，正在得到廣泛的認(rèn)同。許多CAD公司，都開始支持與MBD直接相關(guān)的產(chǎn)品制造信息PMI的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)看上去打破CAD各家的格式枷鎖的MBD標(biāo)準(zhǔn)，也得到了各家CAD軟件目前都表示支持。早在2013年，Solidworks就開始推出了MBD模塊。

然而，這只是一個(gè)意愿的開始而已。目前企業(yè)用戶采用不同的三維設(shè)計(jì)軟件，仍然會(huì)碰到多個(gè)MBD標(biāo)準(zhǔn)而無(wú)法統(tǒng)一，受三維軟件限制太大。

要支持全生命周期，必須要有端到端的MBSE的技術(shù)基礎(chǔ)。波音采用了全新的“菱形”描述，以優(yōu)化傳統(tǒng)系統(tǒng)工程中大名鼎鼎的“V”字型路線。從這個(gè)菱形描述中，可以看出虛擬模型和物理世界中，二者需要隨時(shí)交互，形成一個(gè)“互聯(lián)環(huán)境”。這意味著，必須擺脫文檔驅(qū)動(dòng)的局面。

數(shù)字孿生提供了令人激動(dòng)的想象力。然而它的實(shí)現(xiàn)，必須依靠基于模型定義的產(chǎn)品。因此，它還是一個(gè)浮在上面的荷花，絲連不斷的蓮藕才是它的根基。

圖2：波音研發(fā)技術(shù)部高級(jí)技術(shù)Don Farr 2018年

對(duì)中國(guó)制造用戶而言，也形成了新的擔(dān)心：一味推動(dòng)MBD，將會(huì)扼殺中國(guó)CAD、CAE軟件商的努力。因?yàn)檫@些模型的標(biāo)準(zhǔn)，將使得用戶未來的數(shù)據(jù)遷移，將變得更加艱難。國(guó)外軟件在用戶端，建立的壁壘將更高。三維模型與數(shù)據(jù)分開存儲(chǔ)，將是一種可行的方式。然而中國(guó)企業(yè)沒有形成共同標(biāo)準(zhǔn)和體系的意愿，難以形成合力，用戶更是無(wú)法擺脫既有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和使用習(xí)慣，前景完全不容樂觀。更重要的是，國(guó)內(nèi)的很多工業(yè)軟件都被吸引到了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的溝渠里面去了，國(guó)際上10303標(biāo)準(zhǔn)體系中有將近200個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)成了深深的MBD的壁壘鴻溝，然而國(guó)內(nèi)企業(yè)卻鮮見研究，鮮有進(jìn)展。

一些大型企業(yè)(如航空航天)的復(fù)雜性增強(qiáng)，對(duì)于大型主流軟件的依賴越來越大，導(dǎo)致后者越來越封閉，越來越壟斷，其它上下游軟件基本沒有進(jìn)入機(jī)會(huì)和發(fā)展空間。許多企業(yè)的技術(shù)交流，張口閉口都是基于系統(tǒng)工程MBSE的等大型整體解決方案，根本都不提任何產(chǎn)品的名字和品牌。可以想象，一旦企業(yè)采用了一個(gè)整體解決方案，其它產(chǎn)品是很難有機(jī)會(huì)進(jìn)入的。

五、從一次買斷到持續(xù)訂閱

工具類軟件的銷售方式，正在從一次性許可（License）轉(zhuǎn)向訂閱模式（Subscription）。訂閱模式的軟件并不一定都是基于云部署，可以仍然是在企業(yè)內(nèi)部安裝，但是通過訂閱定期獲得授權(quán)密碼。

訂閱模式是一種對(duì)于用戶企業(yè)和軟件公司雙贏的模式，用戶企業(yè)可以根據(jù)應(yīng)用需求，靈活增減用戶數(shù)，還可以即時(shí)獲得最新的軟件版本。

而對(duì)于軟件公司而言，則可以確保用戶產(chǎn)生持續(xù)的現(xiàn)金流，雖然當(dāng)期某個(gè)用戶企業(yè)帶來的收入減少，但是幾年下來，訂閱服務(wù)的收入就會(huì)超過銷售固定使用權(quán)的營(yíng)收。同時(shí)，對(duì)于用戶企業(yè)而言，應(yīng)用軟件產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，是很容易綁定在軟件工具上。

從軟件發(fā)展的動(dòng)力來看，顯然軟件供應(yīng)商更喜歡訂閱模式，它會(huì)使得收入變得非常穩(wěn)定。在訂閱的模式下，長(zhǎng)期的更新顯得更合理。在國(guó)際市場(chǎng)已經(jīng)呈現(xiàn)出絕對(duì)性的勝利：達(dá)索在很多歐美日國(guó)家每年的營(yíng)收， 70~80%是年租收入，只有20~30%是一次性買斷PLC（perpetual license cost）。因此，軟件公司在歐美看上去也很舒服，因?yàn)槊磕甓紩?huì)提前鎖定大部分收入，工程師可以輕輕松松搞研發(fā)。

當(dāng)然，Autodesk在訂閱制走的并不順利，自 2015 年開始，便希望能將商業(yè)模式從傳統(tǒng)的軟件買斷過渡到訂閱制。2017年的大裁員風(fēng)波與這個(gè)模式的推動(dòng)也有關(guān)系，那就是繼續(xù)組織重整，堅(jiān)決聚焦訂閱服務(wù)模式。

在互聯(lián)網(wǎng)普及度不高的上個(gè)時(shí)代，廠商或作者利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行持續(xù)地維護(hù)與升級(jí)比較困難，很多軟件基本就是“一錘子買賣”；而現(xiàn)在，隨時(shí)更新版本的條件，基本完善，為產(chǎn)品提供完善的客戶支持和迭代升級(jí)通過在線實(shí)施，沒有任何障礙。而云計(jì)算則加速了它的普及。

工業(yè)軟件的訂閱制，已經(jīng)勢(shì)不可擋了。中國(guó)市場(chǎng)還在憑著它特有的市場(chǎng)特色，在進(jìn)行勉強(qiáng)的抵御。一次性購(gòu)買，這也是中國(guó)最喜歡的方式，也是由于中國(guó)項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)的構(gòu)成具有特殊性：軟件升級(jí)是有預(yù)算的，而購(gòu)買軟件服務(wù)則很難形成項(xiàng)目預(yù)算。

同時(shí)，這也是中國(guó)的一個(gè)奇怪現(xiàn)象：軟件服務(wù)在中國(guó)的價(jià)值，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒被認(rèn)可。但服務(wù)恰恰才是軟件的核心價(jià)值。無(wú)法提前鎖定軟件的長(zhǎng)期服務(wù)價(jià)值，是國(guó)內(nèi)許多自主軟件企業(yè)生存困難的重要原因之一。

訂閱制，對(duì)中國(guó)用戶的數(shù)據(jù)壟斷，或許是一個(gè)巨大的威脅；但對(duì)于國(guó)內(nèi)軟件商，卻是一個(gè)巨大的機(jī)會(huì)。這會(huì)讓工業(yè)軟件商，可以更好地做好研發(fā)。

六、工具向平臺(tái)進(jìn)化

把工業(yè)軟件看成工具的時(shí)代，或許已經(jīng)過去。2019年2月達(dá)索系統(tǒng)宣布，經(jīng)歷了21年的SolidWorksWorld大會(huì)名稱將不再保留，而是成為3D Experience World。大會(huì)名稱要改，這可能會(huì)哭死眾多的SolidWorks粉絲。

這發(fā)出了一個(gè)重要的信號(hào)，任何單一軟件工具的品牌，都不再重要，平臺(tái)的存在將籠罩一切。達(dá)索系統(tǒng)正在主推它的3D EXPERIENCE平臺(tái)，這是一個(gè)頂層戰(zhàn)略。

工業(yè)軟件作為一種強(qiáng)烈存在的工具屬性，正在被降低它獨(dú)立存在的意義。

當(dāng)你想要一把斧頭，對(duì)方會(huì)問你，難道你要的不是一根木頭嗎？

也許是真的，你的確想要一塊篝火用的木頭。

這也意味著商業(yè)模式的更新。工業(yè)軟件供應(yīng)商，正在試圖從設(shè)計(jì)-制造的全過程中，進(jìn)一步挖掘價(jià)值。制造即服務(wù)，是這一理念的核心。這就是為什么達(dá)索系統(tǒng)致力于將前端的設(shè)計(jì)、后期的制造直接打通。而它在2014年收購(gòu)面向營(yíng)銷和展示的高端3D可視化軟件RTT公司，正是秉承了這樣一種理念。

從這個(gè)大趨勢(shì)來看，就能理解近幾年計(jì)算機(jī)輔助制造CAM風(fēng)雨飄搖的市場(chǎng)。曾經(jīng)獨(dú)立的CAM軟件，紛紛落下。英國(guó)CAM公司達(dá)爾康在2013年出乎意料地被歐特克吞并，本來是獨(dú)立的CAM軟件市場(chǎng)，被迅速洗牌，海克斯康2014年并購(gòu)了英國(guó)CAM軟件公司Vero——后者此前已經(jīng)進(jìn)行過系列并購(gòu)，而同年年底增材制造巨頭3D System則以一億美元的代價(jià)收購(gòu)了以色列優(yōu)秀的CAM廠商Cimatron。這個(gè)故事最新上演的劇情是，2017年Solidworks推出了面向CAM的版本，而海克斯康在2018年吃掉了法國(guó)CAM公司SPRING。

獨(dú)立的CAM軟件商，都在成為軟件平臺(tái)服務(wù)的一部分。

支撐平臺(tái)最大的秘密，在于社區(qū)，在于協(xié)同。其實(shí)社區(qū)的概念早已有之，上個(gè)世紀(jì)90年代末的Autodesk公司，最早也扶持做合作伙伴生態(tài)，出現(xiàn)了一大批二次開發(fā)的工業(yè)軟件企業(yè)。但隨著Autodesk并購(gòu)德美科這樣的二次開發(fā)企業(yè)之后，國(guó)內(nèi)的二次開發(fā)者一時(shí)也毫無(wú)還手之力，紛紛轉(zhuǎn)型，四下散去。

隨著工具向平臺(tái)的轉(zhuǎn)移，國(guó)內(nèi)的各種小伙伴，將越來越成為巨艦之上的一塊塊海藻。所謂的合作伙伴，鐵與草的關(guān)系，如此而已。

這樣的平臺(tái)存在，對(duì)著中小企業(yè)將有著巨大的誘惑力。這也意味著平臺(tái)型的企業(yè)，必須做好“全能選手”的準(zhǔn)備。工業(yè)軟件企業(yè)，也在做好遷移平臺(tái)、服務(wù)中小企業(yè)的準(zhǔn)備。

最近的例子是達(dá)索進(jìn)入了ERP系統(tǒng)。2018年底達(dá)索系統(tǒng)以4.25億美元完成收購(gòu)制造業(yè)ERP軟件公司IQMS，隨之將IQMS更名為DELMIAWORKS 。將設(shè)計(jì)端的數(shù)據(jù)，與經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)相結(jié)合，這是PLM軟件商拓展疆土的記錄中，所能跨出的最大一步。而在今年年初達(dá)索系統(tǒng)SOLIDWORKS推出的3DEXPERIENCE.WORKS，正是中小型企業(yè)用戶提供一個(gè)單一的數(shù)字環(huán)境，將社交協(xié)作與設(shè)計(jì)、仿真、制造甚至ERP功能相結(jié)合。

工具，再見！

這對(duì)于中國(guó)苦苦掙扎的PLM廠商，絕不是一個(gè)好消息。它的意思是，當(dāng)青銅俠還在立志成鐵的時(shí)候，鋼鐵俠已經(jīng)披掛上了戰(zhàn)車。整整兩代的差距：不是兩代人，而是兩個(gè)時(shí)代。

七、天生云端

軟件即服務(wù)(SaaS)的概念不斷發(fā)展，在工業(yè)領(lǐng)域。基于云的工業(yè)軟件訂閱模式越來越多，成為企業(yè)在本地軟件安裝環(huán)境之外的一種選擇。云與在線的工業(yè)軟件可以直接在本地瀏覽器中運(yùn)行，或通過Web及移動(dòng)應(yīng)用程序運(yùn)行。與安裝在本地計(jì)算機(jī)上的傳統(tǒng)軟件不同，它通過遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行更新，并通過訂閱獲得服務(wù)，通常是每年甚至每月一次。

在十年前，云CAD就被廣泛談?wù)摚蠹叶紩?huì)覺得困難重重。最知名的CAD架構(gòu)師之一，Autodesk的創(chuàng)始人之一的Michael Riddle當(dāng)時(shí)指出，云CAD的復(fù)雜性，是桌面CAD的十倍以上。這并不完全是因?yàn)檫@類程序動(dòng)輒數(shù)千萬(wàn)行數(shù)的代碼，而是指建模的難度，以及像國(guó)際象棋一樣復(fù)雜的可能性。當(dāng)然，重建架構(gòu)體系是必須的，而這簡(jiǎn)直是成熟軟件廠商的夢(mèng)魘。1994年，AutoCAD第13版隆重發(fā)布，然而市場(chǎng)反饋是惡評(píng)如潮。要知道，這是一個(gè)重建架構(gòu)、代碼幾乎完全重寫的全新軟件，而Autodesk為此迎接來的，卻是一場(chǎng)代價(jià)高昂的災(zāi)難。

從Solidworks出走的元老，在2012年創(chuàng)立了Onshape公司，完全提供在線CAD服務(wù)。借助于創(chuàng)始人的大牌效應(yīng)，一時(shí)間引起了強(qiáng)烈的反響。而Autodesk的Fusion360迅速進(jìn)行了跟進(jìn) 。

在這樣一個(gè)領(lǐng)域，中國(guó)的軟件也在迅速做出反應(yīng)。像浩辰、利馳等都加強(qiáng)了線上CAD的應(yīng)用；而在CAE領(lǐng)域，這更像是新型小企業(yè)的選擇。很多國(guó)內(nèi)的CAE軟件，例如北京云道、上海數(shù)巧、藍(lán)威等正走在這條道路上。這是一個(gè)避開強(qiáng)敵鋒芒，在市場(chǎng)縫隙中尋找利基市場(chǎng)的一個(gè)良機(jī)。

經(jīng)歷了四輪融資之后，Onshape在2016年4月一共獲得了1.7億美元的投資，然而再無(wú)下文。看上去，Onshape起了大早，但趕的還是晚集。它的沖擊力并沒有原來想象的那么美。看起來，云CAD產(chǎn)品，有云模式帶來的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，有商業(yè)模式的創(chuàng)新，但是說到底，還是要把基本建模做好，否則并不能被用戶廣泛接受。

但Onshape的舉動(dòng)，還是震醒了諸多傳統(tǒng)CAD的強(qiáng)勢(shì)廠商。

在2018年，CATIA推出了xDesign，界面顏色與CATIA 比較一致。主要是為了應(yīng)對(duì)未來的OnShape等在線設(shè)計(jì)軟件帶來的沖擊。更重要的是，它帶來的巨大的協(xié)同效應(yīng)，使得“眾包眾創(chuàng) 集體協(xié)同”成為一種可能。這也是在線設(shè)計(jì)的真正魅力。

隨著工業(yè)云的進(jìn)一步普及，就會(huì)有大量的中間軟件商，提供各種軟件之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)。例如像CIDEON這樣的公司，就會(huì)把云CAD等工程數(shù)據(jù)，與SAP這樣的云平臺(tái)進(jìn)行無(wú)縫、簡(jiǎn)潔的連接。

圖3：異構(gòu)數(shù)據(jù)的連接

為了云平臺(tái)這樣一個(gè)戰(zhàn)略方向，達(dá)索甚至考慮到了云計(jì)算設(shè)施的硬件資源。2011年，成立不到一年的云計(jì)算公司Outscale獲得了達(dá)索系統(tǒng)的戰(zhàn)略投資；到了2017年6月，達(dá)索系統(tǒng)追加投資獲得其多數(shù)股權(quán)。通過Outscale全球十多個(gè)數(shù)據(jù)中心提供的云計(jì)算服務(wù)，達(dá)索系統(tǒng)的3D 體驗(yàn)平臺(tái)，可以充分發(fā)揮硬件、軟件的集成優(yōu)勢(shì)，并可以向各種規(guī)模的企業(yè)進(jìn)行部署。

這種基于獨(dú)立于基礎(chǔ)設(shè)施的云平臺(tái)，可以從云端交付Windows應(yīng)用程序和工作流。Frame就是這樣一種獨(dú)立服務(wù)商，打破傳統(tǒng)傳統(tǒng)的虛擬化桌面解決方案（如Citrix或VMware），后者是為非彈性的、單租戶的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)的。對(duì)比一下，英特爾的X86架構(gòu)在PC機(jī)上，和ARM架構(gòu)在移動(dòng)端，呈現(xiàn)的特征會(huì)有多么的不同。

圖4：云設(shè)施為工業(yè)云軟件而來

天生云端，架構(gòu)輕盈，符合用戶對(duì)于工業(yè)云的彈性訪問，正是工業(yè)軟件在云端被看好的地方。

工業(yè)軟件向云平臺(tái)的遷移，看上去是為了爭(zhēng)奪更加廣闊的中小企業(yè)市場(chǎng)。“云PLM”為中小型PLM用戶提供了更多的選擇，以根據(jù)他們的具體業(yè)務(wù)和工程需求定制解決方案。這意味著PLM業(yè)務(wù)和部署模式正在發(fā)生變化。而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，則為這種“云生”軟件，提供了優(yōu)良的沃土。

八、擁抱IoT，重續(xù)PLM使命

PLM產(chǎn)品全生命周期管理，這個(gè)概念本身就有著“一語(yǔ)定終身”的霸氣。它從“產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理”PDM演化而來，代表了CAD軟件公司的深度厚望。然而，它卻從來未曾真正實(shí)現(xiàn)過。

大概在2005年左右，PLM不再是CAD工具公司的特權(quán)，許多新手——不乏有著炫目資歷的，進(jìn)入了這個(gè)領(lǐng)域。2007年Oracle收購(gòu)了PLM軟件公司Agile，SAP在2009年面向亞太地區(qū)推出了自己的PLM。

IoT=PLM？還是IoT+PLM？

對(duì)PTC來講，答案再明確不過。早在2年前，PTC的CEO就直截了當(dāng)?shù)卣f，“IoT就是PLM”。盡管PLM中，最為重要的是LifeCycle（生命周期），然而許多產(chǎn)品從來沒有被實(shí)現(xiàn)過全生命周期管理。一臺(tái)冰箱、一輛汽車，離開了工廠往往就杳無(wú)音訊，成為制造廠清單上“產(chǎn)品孤兒”。這也意味著，許多PLM軟件系統(tǒng)被簡(jiǎn)化為PDM和工程變更管理。在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，這或?qū)l(fā)展成為一種近視癥。

網(wǎng)聯(lián)產(chǎn)品，正在為企業(yè)提供了前所未有的可見性和洞察力。從這個(gè)角度而言，PLM更像是一個(gè)企業(yè)的理念，而非產(chǎn)品本身。從這個(gè)意義而言，IoT成為激活這種理念的新招牌。

西門子轉(zhuǎn)向物聯(lián)網(wǎng)的沖力，并不是來自PLM的冥想，而是來自現(xiàn)場(chǎng)機(jī)器的轟鳴。作為天生駐場(chǎng)的自動(dòng)化公司而言，IoT戰(zhàn)略是必然選項(xiàng)，因此它走向與PLM的連接，并不意外；而達(dá)索的步伐則要慢的多，在它的制造運(yùn)營(yíng)方案中，原來收購(gòu)的生產(chǎn)排產(chǎn)管理軟件Apriso，正在增加機(jī)器的連接，試圖將業(yè)務(wù)流程于機(jī)器集成在一起。但對(duì)于達(dá)索而言，這更像是一個(gè)戰(zhàn)術(shù)補(bǔ)丁，而非戰(zhàn)略布局。

圖5：PLM與IoT的關(guān)系

那么，IoT到底是PLM的平行雙子座，還是PLM的新長(zhǎng)子？

要回答這樣的關(guān)系，需要明確兩個(gè)邊界：一個(gè)是工廠之內(nèi)，對(duì)待設(shè)備的態(tài)度。這一點(diǎn)，所有軟件公司的回答都是一致的；另外一個(gè)邊界是，PLM是否要真正跨到工廠的大門之外，連接“人”與產(chǎn)品的關(guān)系？這是對(duì)工業(yè)軟件公司進(jìn)行戰(zhàn)略分區(qū)的最重要分界線。

PTC最為激進(jìn)，義無(wú)反顧做出抉擇，并且與SAP、Oracle這樣的IT公司走到一個(gè)陣營(yíng)中去，西門子在重要設(shè)備上做出了選擇，而達(dá)索、歐特克則還找到足夠的勇氣來回答這個(gè)問題。對(duì)于仿真領(lǐng)域，自動(dòng)駕駛則是一個(gè)最可能的突破口。

圖6：物聯(lián)網(wǎng)激活汽車PLM的多米諾效應(yīng) (來源：Infosys)

那么，PLM在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，這個(gè)概念的邊界到底如何認(rèn)識(shí)。是讓它繼續(xù)變大，把所有過去未曾實(shí)現(xiàn)的想法，重新裝入它的籃子里？還是讓它隨風(fēng)飄散，而賦予IoT更大的雄心，重新放大數(shù)據(jù)中心的價(jià)值，以便進(jìn)一步強(qiáng)化數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的本質(zhì)？

這個(gè)就要看人們的習(xí)慣，來回答了。

九、軟件變得昂貴無(wú)邊：EDA從設(shè)計(jì)，到設(shè)計(jì)服務(wù)

毫無(wú)疑問，芯片是一個(gè)昂貴的產(chǎn)業(yè)。而面向芯片設(shè)計(jì)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化EDA則是這場(chǎng)昂貴游戲的幕后大腕兒。電子設(shè)計(jì)軟件EDA與機(jī)械軟件MCAD在上個(gè)世紀(jì)七八十年代的差距并不大，許多CAD廠商兼而有之，而且機(jī)械CAD的軟件，明顯超過EDA的風(fēng)頭。但后來隨著芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，EDA走上了越來越專業(yè)化的路線，與機(jī)械電氣CAD完全迥異的路：EDA開始跟知識(shí)產(chǎn)權(quán)緊密掛鉤。當(dāng)今這個(gè)領(lǐng)域，霸主Synopsys、CADENCE、西門子Mentor幾乎主宰了芯片設(shè)計(jì)的市場(chǎng)。

巨大的市場(chǎng)，機(jī)械電氣CAD/CAE廠商也在伺機(jī)打破二者界限分明的局面。2008年，全球仿真軟件巨頭ANSYS進(jìn)入一個(gè)全新領(lǐng)域電子設(shè)計(jì)軟件EDA領(lǐng)域，收購(gòu)了Ansoft公司。此次收購(gòu)總價(jià)約8億多美元。后者隨后再次以3.1億美元現(xiàn)金收購(gòu)模擬軟件提供商Apache Design Solutions，填補(bǔ)了它在集成電路仿真的布局。而2016年11月西門子，則以45億美元收購(gòu)了全球三大電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件EDA之一的MentorGraphics。

這背后，則是芯片的設(shè)計(jì)，進(jìn)入了驚人的燒錢階段。先進(jìn)設(shè)計(jì)的費(fèi)用，從65納米的2800萬(wàn)美元，上升到當(dāng)下5納米的5.4億美元，整整二十倍的增長(zhǎng)！

圖7：先進(jìn)設(shè)計(jì)的費(fèi)用演化（來源：IBS數(shù)據(jù)）

從65nm，到40nm，到28nm，每一代技術(shù)，軟件都會(huì)有50%的代碼需要重新編寫。而到了納米級(jí)的時(shí)候，許多物理現(xiàn)象，以前沒有見過。運(yùn)算的復(fù)雜度，大幅度提高。許多物理突破，軟件瓶頸才是關(guān)鍵限制因素。

這個(gè)時(shí)候，工業(yè)對(duì)軟件的依賴，是一種無(wú)法想象的程度。

從這個(gè)意義上講，EDA軟件商可以像護(hù)士的抽血管一樣，想抽多少抽多少，完全取決于她所需要的結(jié)果。就某種角度而言，它必須學(xué)會(huì)克制，防止過度撇脂的欲望。在中國(guó)的CAD市場(chǎng)，其實(shí)都是一樣。

這些平臺(tái)兼工具的工業(yè)軟件商，只需要在中國(guó)市場(chǎng)上控制好自己“發(fā)飆“的情緒。一家大型CAD廠商在2018年，想要提高營(yíng)業(yè)收入的時(shí)候，張口就是10-15%的漲幅，幾乎不需要通知代理商。想收就收，想割都割，多大的代理商和多牛的用戶，在這把鋒利的剪刀之下，其實(shí)都是小綿羊。

十、最大的猜測(cè)：工業(yè)軟件走向無(wú)形

工業(yè)軟件的最高境界，或許就是消滅自己。既然用戶要的是一個(gè)洞，那么所有的工具，諸如鑿子、鉆頭就都不必出現(xiàn)了。

最直觀的一種現(xiàn)象是，軟硬結(jié)合，正在成為工業(yè)界的一種時(shí)尚。工業(yè)軟件與自動(dòng)化硬件，正在緊密走在一起。西門子自動(dòng)化與PLM的緊密結(jié)合，構(gòu)建了一個(gè)數(shù)字企業(yè)的世界；施耐德在2017年以將近50億人民幣收購(gòu)了AVIVA的60%的股權(quán)，這已經(jīng)成為“工程擁抱工業(yè)軟件”的老套故事；羅克韋爾投資10億美元，占股PTC 8.4%的股權(quán)，開啟了硬戰(zhàn)略合作的典范；而更早的時(shí)候，最早的仿真軟件MSC，則投入到瑞典計(jì)量設(shè)備海克斯康的懷抱。

軟件定義利潤(rùn)，硬件盈利時(shí)代早已結(jié)束。隨著軟件的注入，傳統(tǒng)硬件像刀片一樣薄的利潤(rùn)，正在變得像服務(wù)器一樣的厚實(shí)。

系統(tǒng)之間的傳統(tǒng)界限正在消失，這使得傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)與仿真的CAD/CAM/CAE軟件，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件EDA，以及與其他軟件如制造執(zhí)行系統(tǒng)MES、人機(jī)界面HMI等，都在融合。

軟件泛在，是這個(gè)答案的本質(zhì)。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的背后，軟件才是明星。只有軟件，才能搞得定機(jī)器，才能理清楚數(shù)據(jù)的價(jià)值。不再是簡(jiǎn)單的套裝工具，它以另外的形式重塑工業(yè)的價(jià)值。

泛在而無(wú)形，這或許是工業(yè)軟件努力的方向。但在這無(wú)形根基之上，才能建立起高聳入云的智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的殿堂。

什么是無(wú)形的？空氣是無(wú)形的。它主宰著生命的存在。

小記

工業(yè)軟件作為工具的記憶，正在逐步散去。CAD、CAE之類的標(biāo)簽，已經(jīng)很難裹住一個(gè)PLM廠商的身板。這是一個(gè)很小的市場(chǎng)，卻是一個(gè)阿基米德的杠桿支點(diǎn)。小的幾乎不見，卻在撬動(dòng)著未來工業(yè)的方向，正是這微不可見的工業(yè)軟件，才是新工業(yè)之所以為“新”的根本力量。

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