工业帝国的工业软件：荣光与衰落-外链论坛

wrjc1hod 发表于 2024-10-2 21:14:20

工业帝国的工业软件：荣光与衰落

工业软件的强弱，最能表现一个国家的工业竞争力。国家制造业强，则软件强，反之也然。加拿大和英国的工业软件浮沉，就像镜像同样，反衬出工业软件的独特形态。
<h1 style="color: black; text-align: left; margin-bottom: 10px;">低调的工业软件强国</h1>
加拿大的工业软件，亦是如此显出低调。实质上，人口仅有3700万的加拿大，研发了许多全世界著名的工业软件，比较而言，能够说是与美国、法国不相上下。
2019年，加拿大的信息通讯技术（ICT）行业GDP产值为940亿美元，占全国 GDP的4.8%。其中，90%以上是来自软件与计算机服务行业的贡献。
常用的图像处理软件 CorelDraw、科幻影片《阿凡达》所运用的特技3D软件，都是来自加拿大。就科学计算软件而言，世界上除了美国的Mathematica和MATLAB，还有加拿大滑铁卢大学研发并早在1980年就对外发布的Maple，形成三足鼎立的局面。在Maple基本上研发的建模仿真系统MapleSim，是多学科建模和高性能仿真方面的佼佼者，在设备人研发的仿真方面持有独到的特殊。中国上海的磁悬浮项目便是采用了这个软件进行理学建模和仿真。
加拿大在信息技术行业深受美国的影响，持有非常多美国制品的姊妹版。例如，实时微内核操作系统QNX软件，于1982年就已然面世，与美国风河机构的VxWorks定位类似。它广泛被用于核反应堆和轨道交通设备，况且在全世界汽车的车载平台行业拥有优良地位。全世界表示芯片巨头ATI机构，在被美国AMD收购之后，其开发业务留在了加拿大，继续与全世界霸主英伟达机构抗衡。而在芯片设计行业，除了美国Synopsys 、Cadence和Mentor（被德国机构收购但总部仍然在美国）三大霸主之外，加拿大的EDA依然有自己的地盘，如Solido Design。主攻存储器、模拟/射频和标准单元的变化感知设计软件的Crosslight（原为Beamtek）则是全世界首家推出量子阱激光二极管仿真软件的商场机构。
在热门的人工智能行业，加拿大的表现亦令人瞩目，人工智能的学术科研和产业化均极为强大。在2020年，加拿大已然持有60多个AI实验室、大约650家AI初创企业、40多个加速器和孵化器。著名的人工智能专家理查德·萨顿，是强化学习的开创者，他的学生后来缔造了“阿尔法狗”，让人工智能由此享誉天下，作为新一轮AI的起点。来自多伦多大学的深度学习鼻祖杰弗里·辛顿则几乎凭一己之力，将神经网络从边缘课题变成人工智能的中心舞台。凭借如此浑厚的人才基本，加拿大有可能作为下一个瞩目的全世界人工智能中心。
<h1 style="color: black; text-align: left; margin-bottom: 10px;">将工业优良转化为工业软件</h1>
加拿大是全世界最富裕的国家之一，2019年人均GDP达到4.6万美元，在发达国家G7集团中仅次于美国。这与它得天独厚的自然资源关联，加拿大的原油储量高达1730亿桶，位居世界第三，同期亦是第三大矿业国。
人口不多而资源丰富，就容易走上贸易立国的路线，外贸依存度会相当大，对邻国尤其如此。加拿大的对外出口地区相对单一，美国、中国、墨西哥、英国和日本这五大出口国合计占据了加拿大85%以上总出口份额。2020年加拿大出口美国的贸易产值达到了2870亿美元，占全部加拿大出口总产值的73%以上。向中国出口虽然排第二位，但只占加拿大出口总产值的4.8%。美国人口约为3.3亿，几乎是加拿大的十倍，况且美国是一个庞大而成熟的市场。这为加拿大本来就非常活跃的技术创新，留下了充足发挥的空间。它的技术发展，有着稳妥的后方市场。
能源、制造、矿业是加拿大百姓产业经济的重要支柱。加拿大是世界第三大飞机制造国，第十大汽车制造国。加拿大麦格纳机构，是全世界最大的汽车代工制造商，以制造的汽车数量而言，它是全世界第三大汽车制造商。这些行业优良，都被加拿大转换为工业软件的优良。
加拿大是全世界排名第六的发电量大国，发电量仅次于中国、美国、印度、俄罗斯和日本，在电力工业软件亦颇有造诣。电力仿真软件、电力系统软件几乎都曾经是加拿大的天下。加拿大持有全面的处理方法，包含配电网仿真软件CYME、接地仿真软件CDEGS、电磁暂态仿真软件PSCAD、大规模电网仿真软件DSA-Tools等。加拿大的HYPERSIM则是基于魁北克水电机构（Hydro-Quebec）数年科研研发的超大型电力系统的仿真测试软件和硬件。
电力系统电磁暂态分析方面以加拿大的PSCAD软件较为知名。随着电网发展，纯粹依靠软件仿真已不可满足需求，于是显现了实时数字仿真、数模混合仿真，其中有表率性的是RTDS。做为同类制品中的第1款，RTDS模拟器是执行实时电力系统仿真的全世界基准。
加拿大的庞巴迪工业集团曾经是世界第三大飞机制造商，仅次于波音和空客。加拿大软件最大的特点，便是积极协同产业链的延伸。有庞巴迪，就有全世界最大的飞行模拟器生产商CAE机构。CAE 机构的航空飞行模拟平台Presagis，为全世界飞行员供给训练，非常多军事及工业巨头如波音、空客、洛克希德·马丁等都是它的用户。它在汽车建模、仿真和嵌入式表示图形方面都有处理方法。至于作战指挥系统、仿真软件，非常多亦都是加拿大的。加拿大的FlightSim是高精度的标准飞行仿真平台，能够仿真固定翼飞行器的多种动力学特性。
加拿大石油资源丰富，截止2018年底，世界原油探明储量1.672万亿桶，加拿大储量位列第三，占全世界总量的10%。尽管如此，加拿大的能源行业却走了一条与中东石油国完全区别的路线。后者是资源密集型，而加拿大的路线是“高科技密集型能源研发”。加拿大在向世界其他地区出口石油天然气的同期，在本国大力提倡清洁能源，其可再生能源发电比例已然达到66%。“高科技型密集型能源研发”的背面有着丰富的软件支撑。
加拿大的石油化工的建模与仿真软件CMG Suite，则是全世界最大的油藏数值模拟软件，能够对地球化学、地质力学等进行分析，亦得到了中石油、中石化和中海油等机构的广泛运用。在石油化工的流程模拟行业，主流软件有美国的PRO/II、Aspen Plus和英国的gPROMS，加拿大的HYSYS亦很早就在石化行业确立了自己的地位，在油气处理及石油化工行业把工艺与设备进行集成仿真，模拟实战状态。
流程模拟软件的研发和应用迄今已发展到第四代制品，其中美国的Aspen Plus重点应用于化工，法国的PRO/II重点应用于炼油，加拿大的HYSYS重点应用于油田及天然气处理。21世纪初才推出的加拿大软件VMGSim是后起之秀，由研发HYSYS的核心技术人员完成，但已能够跟美国的Aspen Plus、法国的 PRO/II等抗衡。
后发企业需要更好地进行知识集成。VMGSim在全世界广泛的创立技术联盟，包含美国国家标准科研院热力学科研中心（NIST/TRC）、世界气体加工协会（GPSA）、世界硫磺工程协会（SRE）等，这使得它在专业分工上有独到的优良，例如脱硫技术非常有竞争力。
实质上，这亦是加拿大软件企业的一个特点，即愿意抱团。加拿大软件机构大都数是微型企业，企业的员工通常不超过10人，一般依附大机构开展设计与研发。可能认识到了软件业生态的重要性，加拿大的软件战略联盟比较广泛。例如，两个软件企业签定协议一块进行研发，相互嵌套但独立实施营销、制品研发等。这是一个结伴而行的策略。
<h1 style="color: black; text-align: left; margin-bottom: 10px;">教育与研究优良</h1>
加拿大软件发展得成功有非常多原由。第1是工业基本强大，作为工业软件发展的肥沃土壤；第二是所紧邻的美国这个关键市场，无论在职业人才还是制品应用方面，都为工业软件的发展供给了重要的支撑。值得关注的还有加拿大的基本教育与社会环境形成为了良好的互动。这是一个整体联动的创新体系。
软件工程是计算机行业发展最快的分支学科之一，加拿大注重软件行业的发展，对软件人才的培养给予非常优惠的政策。花大力气培养把握计算机软件基本理论知识、熟练软件研发和管理技术、能够从事软件设计、研发和管理的高级人才。加拿大软件研发专业排名第1的高校是滑铁卢大学，实时微内核操作系统QNX正是起源于这所大学。
加拿大的公共和商场分部，注重持续发展的创业家社区，并把它们与商场和学术公司联接起来。日前多伦多、温哥华和蒙特利尔正在成长为加拿大初创企业的中心。
加拿大的创新体系比较完善，积极鼓励软件业的发展。加拿大制定了丰富多样的开发税收减免政策。加拿体积企业有非常多得到危害资本和公共资金帮助的机会，这为加拿大的初创企业成长创造了环境。持有丰富工业软件的加拿大，亦作为跨境软件巨鳄吞吃并购的好场所。Infolytica做为第1个商场电磁场有限元分析软件，在航空航天、汽车、电器、电力、医疗设备、电子制品等行业的低频电磁设计工程师中有很好的口碑。在创建五十年之后，Infolytica于2017年被西门子机构收购，被并入其旗下的EDA软件Mentor系列中。
加拿大联邦政府设有纵横交错的开发项目和资金。中小企业税收比较低，倘若机构进行了开发投入，则投入的一半上下，由政府直接买单。非常多中小企业都得益于政府的多重扶持。2019年，加拿大ICT行业共有4.3万个机构。其中，86%以上的企业，雇员在10人以下；员工多于500人的机构，即使把国际机构的分支公司计算在内，亦就100个上下。成熟的商场环境，作为工业软件最为稀缺的资源。当然，加拿大亦存在工业软件的发展劣势，那便是持续减小的市场规模。加拿大技术落地美国作为最好的选取，但加拿大亦在寻找更加多备选市场。
<h1 style="color: black; text-align: left; margin-bottom: 10px;">国家制造的力量</h1>
一个国家大学的基本教育强大、数学基本深厚，就可能会持有非常多软件，如法国、加拿大、英国。但英国，则呈现了与它们区别的趋势。
英国软件产业拥有悠久的传统和基本，例如，在数据库、支撑软件包、虚拟现实、金融财务软件和娱乐软件等行业。实质上，英国始终是欧洲独角兽中心，在打造快速发展的全世界机构方面，紧随美国和中国之后。按照亿欧数据统计，2019 年有 8 家英国机构迈入独角兽机构阵营，这寓意着英国已然产生了 77 家估值10亿美元以上的机构，总数达到了德国（34家）的两倍、以色列（20家）的三倍。
在工业软件行业，亦能看到非常显赫的英国创立者荣光。日前全世界商场化的CAD软件主流几何引擎，是Parasolid和ACIS，由英国剑桥大学的同一个教授研发，当时被看作是一代和二代制品。在计算机辅助设计制造（CAM）行业，英国亦有着非常悠久的传统。如英国达尔康（Delcam）机构的CAM软件PowerMILL广受赞誉。按照美国调研公司CIMdata 2012年的报告，其营销额连续第13年保持全世界领先的桂冠。2013年，欧特克机构收购英国达尔康机构，被认为是CAM软件行业的一次出人意料的事件。此后，英国的许多CAM软件被大肆并购。第二年，营业额约计8000万欧元的英国CAM软件机构Vero被海克斯康机构全面并购，作为后者测绘检测和质量管理部门的一部分。经太多年的并购，Vero已持有非常多响当当的品牌软件，如Edgecam、SurfCAM和 WorkNC等。
被国外机构收购像是一曲主旋律，始终在英国工业软件界回响。2020年，海克斯康再次收购英国齿轮设计技术机构Romax，后者在旋转机械如风机齿轮箱、电动汽车变速箱等的仿真技术行业拥有独特的地位。Romax的软件被用来弥补海克斯康的仿真软件MSC的制品线，加强海克斯康在低碳新能源和电气化方面的发展。
1988年，英国Flomerics机构成立，旗下的 FloTHERM软件作为电子与工程行业的空气流及热传递的标准分析程序。2008年Flomerics机构被美国Mentor并购。同年，英国最大的工业软件机构AVEVA被施耐德电气反向收购。英国工业软件又失去了一颗耀眼的明珠。
比较少的例外之一，是流体与传热仿真软件Phoenics。它1981年的第1个版本Phoenics-81程序是世界最早的流体与传热计算仿真商用软件。它是国际计算流体与计算传热的重点创始人、英国皇家工程院院士D. B．斯波尔丁（D.B. Spalding）教授的经典之作，跟Star CD和 Fluent一块作为流体动力仿真软件行业并驾齐驱的三驾马车。
英国迄今保持着高度的创新活力。然而，工业软件行业的成长需要工业产业的土壤。去工业化曾经是英国的国策，引起英国制造业始终在衰落。英国制造业增多值从1994年GDP占比达到16.4%的高点之后，一路下滑，2019年仅有8.6%。早年领先的汽车行业、机床行业都逐步在走下坡路。随着制造业的落败，英国机床行业的品牌相继陷落，例如，在中国改革开放初期一度走红的英国桥堡机床（Bridgeport）于2004年被美国哈挺机构收购。这些都会对CAM软件的发展带来深远的影响。整体而言，不可逆转的去工业化，给英国工业软件的发展亦带来了损害。
仅有强大的制造业伴行，才可让工业软件更好地发展。法国、加拿大是正面的例子，英国则让咱们看到了另一一面。这再次验证了，一个国家的制造对工业软件所起到的支撑性功效。
作者
林雪萍：北京联讯动力咨询机构总经理，上海交大中国质量科研院客座科研员
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