數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展水平彰顯綜合國力

數(shù)字經(jīng)濟是數(shù)字時代國家的綜合實力的重要體現(xiàn)，是構(gòu)建現(xiàn)代化經(jīng)濟體系重要引擎，是我國經(jīng)濟發(fā)展的“穩(wěn)定器”和“加速器”，大力發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟是把握新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革新機遇的戰(zhàn)略選擇。黨的二十大報告指出，加快發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟，促進數(shù)字經(jīng)濟和實體經(jīng)濟深度融合，打造具有國際競爭力的數(shù)字產(chǎn)業(yè)集群。

近年來，中國數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展迅速。根據(jù)2022年發(fā)布的《中國數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展白皮書》，2012年以來，我國數(shù)字經(jīng)濟年均增速高達15.9%，顯著高于同期GDP平均增速。2021年，中國數(shù)字經(jīng)濟規(guī)模達到45.5萬億元，同比名義增長16.2%。中國的數(shù)字經(jīng)濟綜合實力在國際上處于優(yōu)勢地位。截至2021年底，我國建成5G基站142.5萬個，占全球的六成以上。最近5年，算力年均增速超過30%，算力規(guī)模居全球第二位。從2017年到2021年，中國數(shù)據(jù)產(chǎn)量從2.3ZB增加到6.6ZB，位居世界第二。規(guī)模以上軟件營收增長至9.5萬億，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用已經(jīng)覆蓋45個國民經(jīng)濟大類。電子政務(wù)在線服務(wù)指數(shù)躍升至全球第九位。

工業(yè)軟件對數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展起支撐作用

作為數(shù)字經(jīng)濟的基礎(chǔ)，數(shù)字技術(shù)的核心領(lǐng)域包括六大類別：人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、軟件技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈。工業(yè)軟件是軟件技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，是把將工業(yè)知識軟件化，即工業(yè)技術(shù)、工藝經(jīng)驗、制造知識和方法的顯性化、數(shù)字化和系統(tǒng)化，是一種典型的人類使用知識和機器使用知識的技術(shù)泛在化過程，是工業(yè)生產(chǎn)提質(zhì)增效的重要工具。工業(yè)軟件是數(shù)字經(jīng)濟高速發(fā)展的關(guān)鍵核心技術(shù)之一。

數(shù)字經(jīng)濟是以數(shù)字化的知識和信息作為關(guān)鍵生產(chǎn)要素，可分為數(shù)字價值化、數(shù)字產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化和數(shù)字化治理四大板塊。工業(yè)軟件作為數(shù)據(jù)價值化的應(yīng)用實踐之一，始于數(shù)據(jù)價值化，成長于數(shù)字產(chǎn)業(yè)化，盛開于產(chǎn)業(yè)數(shù)字化和數(shù)字化治理。產(chǎn)業(yè)數(shù)字化是數(shù)字經(jīng)濟中最重要、規(guī)模最大的板塊，工業(yè)軟件則是產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的核心要素之一，服務(wù)于企業(yè)的“規(guī)劃、研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)”全流程，實現(xiàn)了工業(yè)知識軟件化，把企業(yè)在產(chǎn)品全流程中的經(jīng)驗沉淀、融合在軟件系統(tǒng)中，用以提升企業(yè)全流程的工作效率，助力企業(yè)研發(fā)創(chuàng)新高速發(fā)展。工業(yè)仿真軟件是制造業(yè)的大腦神經(jīng)，不僅在產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中具有重要的作用，在數(shù)字化治理中更是應(yīng)用廣泛，包括高端裝備制造的研發(fā)創(chuàng)新、城市環(huán)境治理等。

工業(yè)軟件可以精細模擬流動過程與物理現(xiàn)象，揭示動力學(xué)演化規(guī)律及其內(nèi)在物理機制，替代物理實驗與工程試驗，顯著縮短研發(fā)周期、降低研發(fā)成本。通過數(shù)值優(yōu)化與設(shè)計，顯著提升產(chǎn)品性能、技術(shù)水平和市場競爭力。因此，工業(yè)軟件的經(jīng)濟價值之高是不言而喻的，這一點可以從飛機設(shè)計中充分體現(xiàn)出來。我們知道，無論飛機整體外形還是零部件的設(shè)計，都必須充分考慮和精細計算升力、阻力、穩(wěn)定性等各種參數(shù)，需要進行一系列試驗，在航空制造業(yè)發(fā)展早期，美國波音公司通過傳統(tǒng)方式開展機翼設(shè)計，要做多達77個試驗。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，特別是工業(yè)仿真軟件的應(yīng)用，相關(guān)試驗很快被減少至30多個?，F(xiàn)在，機翼設(shè)計絕大多數(shù)過程在工業(yè)軟件上進行，相關(guān)試驗被大幅減少到5次。作為后發(fā)研制的中國大型客機，C919包括機翼在內(nèi)的設(shè)計正趕上工業(yè)仿真軟件以空前的廣度和深度應(yīng)用的時期，其絕大部分設(shè)計就是通過工業(yè)仿真軟件來完成的，大大提高了效率、性能，降低了成本。只要是具有創(chuàng)新能力的企業(yè)，就必然使用工業(yè)軟件，換句話說，是否使用工業(yè)軟件和使用工業(yè)軟件性能的高低是判斷某個企業(yè)創(chuàng)新能力大小的重要標準。

研發(fā)設(shè)計類工業(yè)軟件更要奮起直追

從制造業(yè)生產(chǎn)周期維度，工業(yè)軟件可以分為四大類：研發(fā)設(shè)計類、生產(chǎn)控制類、信息管理類和運維服務(wù)類。其中，研發(fā)設(shè)計類工業(yè)軟件主要作用是提升企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)工作領(lǐng)域的能力和效率，包括計算機輔助工程、計算機輔助設(shè)計、計算機輔助制造、電子設(shè)計自動化等；生產(chǎn)制造類工業(yè)軟件主要作用是在工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)和制造過程中進行數(shù)據(jù)采集、分析和決策，負責(zé)生產(chǎn)管理、物料管理、質(zhì)量管理、設(shè)備管理等，包括工業(yè)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)、先進控制系統(tǒng)等；信息管理類工業(yè)軟件的主要作用是管理和協(xié)作，包括辦公協(xié)同、供應(yīng)鏈管理、商業(yè)智能等；運維服務(wù)類工業(yè)軟件主要服務(wù)于生產(chǎn)設(shè)備的維修和保養(yǎng)，包括故障預(yù)測與健康管理、維護維修運行管理等。

經(jīng)過多年努力，中國工業(yè)軟件技術(shù)和產(chǎn)業(yè)獲得了長足進步，上述四大類工業(yè)軟件產(chǎn)品類別齊全，但是國產(chǎn)工業(yè)軟件整體上實力不強，并且發(fā)展不均衡。相關(guān)報告表明，經(jīng)營管理類國產(chǎn)工業(yè)軟件占國內(nèi)市場份額的比例已經(jīng)占至七成，生產(chǎn)制造類國產(chǎn)工業(yè)軟件占國內(nèi)市場份額的比例也達五成，但是在研發(fā)設(shè)計類工業(yè)軟件方面，國產(chǎn)軟件的市場占有率約只有5%，并且多應(yīng)用于系統(tǒng)功能單一、工業(yè)機理簡單、產(chǎn)業(yè)復(fù)雜度較低的領(lǐng)域。然而，研發(fā)設(shè)計類工業(yè)軟件對工業(yè)制造智能化具有特別重大的意義，通過上面的分析和介紹，我們可以知道，這類工業(yè)軟件可以賦能工業(yè)制造的研發(fā)數(shù)字化，從而顯著降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，提高工業(yè)制造的智能化水平。

實際上，國產(chǎn)研發(fā)設(shè)計類工業(yè)軟件不強就是中國信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的芯片領(lǐng)域“卡脖子”問題的根源之一。作為重要的研發(fā)設(shè)計類工業(yè)軟件，電子設(shè)計自動化軟件即EDA軟件是完成超大規(guī)模集成電路芯片的功能設(shè)計、綜合、驗證、物理設(shè)計等流程的必備“利器”。長期以來，EDA軟件技術(shù)和市場一直被國際幾大巨頭企業(yè)所控制和占據(jù)，造成了目前的被動局面，而要改變現(xiàn)狀，實現(xiàn)芯片領(lǐng)域的自立自強，必須在EDA軟件技術(shù)上奮起直追，取得重大突破。

抓住人工智能等新科技變革機遇

造成中國工業(yè)軟件發(fā)展現(xiàn)狀的原因是多方面的，其中包括起步相對較晚，人才基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)薄弱；工業(yè)軟件的使用“黏性大”，導(dǎo)致路徑依賴強，一旦選用外國軟件就會造成進口替代難。

在清楚地意識到發(fā)展現(xiàn)狀和面臨的困難的同時，我們也要看到，當(dāng)前，中國工業(yè)化與信息化融合持續(xù)深入推進，產(chǎn)業(yè)加工度和技術(shù)密集度不斷提升，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級不斷加速，自主創(chuàng)新的意識日益增強。中國工業(yè)軟件發(fā)展正迎來前所未有的發(fā)展機遇。

包括工業(yè)軟件在內(nèi)的中國軟件行業(yè)正獲得空前力度的國家政策支持。習(xí)近平總書記在兩院院士大會上指出，“實踐反復(fù)告訴我們，關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的。只有把關(guān)鍵核心技術(shù)掌握在自己手中，才能從根本上保障國家經(jīng)濟安全、國防安全和其他安全。”為突破關(guān)鍵核心技術(shù)，推動實現(xiàn)高水平科技自立自強，國家有關(guān)方面近年來作出了一系列戰(zhàn)略部署，出臺了諸多強有力支持政策。

在工業(yè)軟件方面，2020年8月，國務(wù)院印發(fā)《新時期促進集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展若干政策》，聚焦包括工業(yè)軟件在內(nèi)的一系列關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)，提出不斷探索構(gòu)建社會主義市場經(jīng)濟條件下關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)新型舉國體制。2021年2月初，工業(yè)軟件首次入選科技部國家重點研發(fā)計劃首批重點專項；2021年11月，工業(yè)和信息化部印發(fā)實施《“十四五”軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，提出“重點突破工業(yè)軟件，研發(fā)推廣計算機輔助設(shè)計、仿真、計算等工具軟件”。2021年12月，工業(yè)和信息化部等八部門印發(fā)《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》），提出到2025年，中國智能制造裝備和工業(yè)軟件技術(shù)水平和市場競爭力顯著提升，市場滿足率分別超過70%和50%，培育150家以上專業(yè)水平高、服務(wù)能力強的智能制造系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商。為此《規(guī)劃》要求，推動工業(yè)知識軟件化和架構(gòu)開源化，加快推進工業(yè)軟件云化部署；依托重大項目和骨干企業(yè)，開展安全可控工業(yè)軟件應(yīng)用示范。

中國緊緊抓住新科技變革機遇，實現(xiàn)云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息科技的快速發(fā)展，正在為工業(yè)軟件技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用注入強勁動力，補齊在此領(lǐng)域發(fā)展的“短板”。在云計算技術(shù)的支撐下，工業(yè)云服務(wù)平臺體系開始實現(xiàn)對傳統(tǒng)工業(yè)軟件體系的升級和替代，可以優(yōu)化計算速度和成本，集成工業(yè)仿真工作流程，提高工業(yè)仿真軟件的易用性，降低使用門檻。大數(shù)據(jù)技術(shù)和人工智能技術(shù)的應(yīng)用可以大幅縮短工業(yè)仿真軟件的求解時間并提高求解精度。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的建立和數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用，使得跨流程和系統(tǒng)構(gòu)建更復(fù)雜的工業(yè)仿真系統(tǒng)成為可能。

工業(yè)軟件的創(chuàng)新發(fā)展離不開人才支撐。隨著高等教育規(guī)模的不斷擴大、專業(yè)結(jié)構(gòu)的持續(xù)優(yōu)化和質(zhì)量的穩(wěn)步提升，中國工業(yè)軟件領(lǐng)域的人才培養(yǎng)取得階段性成就，一批批軟件學(xué)院和相關(guān)專業(yè)的畢業(yè)生加入工業(yè)軟件行業(yè)隊伍，中國本土“工程師紅利”逐步顯現(xiàn)出來。與此同時，中國數(shù)字經(jīng)濟的快速發(fā)展吸引國際軟件人才，尤其是國際頭部工業(yè)軟件企業(yè)的技術(shù)專才加入進來，“海外人才紅利”也同步呈現(xiàn)出來。據(jù)統(tǒng)計，2021年，包括工業(yè)軟件在內(nèi)的中國軟件業(yè)的從業(yè)人員達809萬。這在一定程度上緩解了相關(guān)人才不足的矛盾，也為中國工業(yè)軟件技術(shù)的未來發(fā)展奠定了人才基礎(chǔ)。

路雖遠，行則將至。我們相信，借助國家政策的強勁東風(fēng)，廣大科技工作者和產(chǎn)業(yè)界攜手奮斗、風(fēng)雨兼程、久久為功，中國工業(yè)軟件科技就一定能夠?qū)崿F(xiàn)高水平自立自強，助推中國工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)和數(shù)字經(jīng)濟挺進世界前列。

（作者陳十一為中國科學(xué)院院士、發(fā)展中國家科學(xué)院院士，曾任南方科技大學(xué)校長）

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