工业技术软件化

本书剖析了工业技术软件化的理念，阐明了工业技术软件化实践的路径，提出了工业技术软件化“原生”知识体系。本书分为上、中、下三篇：上篇讲述了工业化进程、现代工程科学以及工业软件产业的形成，阐明了工业软件来自工程科学知识的软件化，并分析了我国工业软件产业的现状；中篇讲述了现代工业技术的主线、要义和层次，并指出工业技术软件化是工业软件的重要发展方向；下篇讲述了工业软件产业的发展策略、生态建设路径以及未来发展趋势。

李义章，北京索为系统技术股份有限公司董事长，中国工业技术软件化产业联盟副理事长兼秘书长，中国数字研发的先行者和开拓者。从2006年起，带领索为自主创新研发了SYSWARE——“工业软件操作系统”，并将此软件平台技术广泛应用于航空、航天、兵器、船舶、核工业、电子等国内十大军工集团企业。<br />宁振波，研究员，中国航空工业信息技术中心原首席顾问，中国船舶独立董事，中国核工业集团特聘专家，国家科技进步二等奖获得者。2003年，参与飞机制造业数字化工程，完成飞机研制体系数字化转型。2019年，荣获“第十五届光华龙腾奖·中国设计贡献奖金质奖章-新中国成立七十周年中国设计70人”称号。<br />赵翰林，毕业于北京理工大学飞行器设计与工程专业，曾就职于中国兵器工业集团、索为系统，现为自媒体作者、微信公众号“数字工程”主理人、工程学数字图书馆建设者。<br />闫丽娟，曾就职于第二炮兵、国家信息中心、神州数码，现任安世亚太高级副总裁，曾获军队科学技术进步奖，任中国工业技术软件化产业联盟常务副秘书长，全国信息化和工业化融合管理标准化委员会工业软件标准工作组（SAC/TC573/WG8）专家咨询委员会委员，对中国工业技术软件化产业发展有很大贡献。

丛书前言<br />前言<br />上篇　工业软件的发展脉络<br />第1章　工业化进程<br />1.1　第一次工业革命　 / 2<br />1.2　第二次工业革命　 / 6<br />1.3　第三次工业革命　 / 8<br />1.4　第四次工业革命　 / 11<br />第2章　现代工程科学的形成<br />2.1　现代工程科学的演进　 / 13<br />2.1.1　古代，哲学与技术的分立　 / 13<br />2.1.2　文艺复兴与科学革命，科学兴起　 / 14<br />2.1.3　第一次工业革命，工程科学诞生　 / 16<br />2.1.4　第二次工业革命，工程科学与行业紧密结合　 / 18<br />2.1.5　两次世界大战，科学、工程、技术融合　 / 19<br />2.1.6　冷战与科技革命，建立技术科学　 / 20<br />2.1.7　布什范式　 / 22<br />2.2　科学的内涵　 / 23<br />2.3　技术的内涵　 / 24<br />2.4　工程的内涵　 / 26<br />2.5　工程科学与工程技术　 / 27<br />第3章　工程科学软件化产生了工业软件<br />3.1　工程设计的软件化　 / 29<br />3.1.1　计算机出现之前的工程设计　 / 29<br />3.1.2　计算机与工程设计的结合　 / 30<br />3.1.3　工业软件行业蓬勃发展　 / 32<br />3.2　科学计算的软件化　 / 36<br />3.2.1　科学计算　 / 36<br />3.2.2　计算物理学　 / 38<br />3.2.3　计算力学　 / 38<br />3.2.4　计算材料学　 / 39<br />3.2.5　计算化学　 / 40<br />3.2.6　计算生物学　 / 40<br />3.3　工程方法的软件化　 / 40<br />3.3.1　行业发展催生先进工程方法　 / 40<br />3.3.2　仿真驱动的工程设计　 / 41<br />3.4　波音公司的应用实践　 / 43<br />3.4.1　起步　 / 43<br />3.4.2　腾飞　 / 44<br />3.4.3　巅峰　 / 44<br />3.4.4　技术加持　 / 45<br />第4章　我国工业软件产业分析<br />4.1　我国工业软件的分类　 / 47<br />4.1.1　研发设计类：差距较大，核心技术缺失多　 / 48<br />4.1.2　生产制造类：高端乏力，细分领域有优势　 / 49<br />4.1.3　运维服务类：前景广阔，国外技术仍领先　 / 50<br />4.1.4　经营管理类：份额占优，高端市场待突破　 / 51<br />4.2　我国工业软件产业的现状　 / 51<br />4.3　推动我国工业软件产业发展的力量　 / 52<br />4.4　我国工业软件产业发展的支柱　 / 53<br />4.5　我国工业软件产业发展的战略机遇　 / 54<br />中篇　中国工业技术软件化发展之路<br />第5章　现代工业技术的主线：工业产品的全生命周期活动<br />5.1　工程师视角的工业技术　 / 58<br />5.2　方案阶段　 / 61<br />5.2.1　第一轮方案设计：需求设计　 / 63<br />5.2.2　第二轮方案设计：概念设计　 / 66<br />5.2.3　第三轮方案设计　 / 68<br />5.2.4　方案阶段的重要性　 / 71<br />5.3　工程研制阶段　 / 74<br />5.3.1　详细工程设计、工艺设计、试制和试验　 / 74<br />5.3.2　用仿真代替试验　 / 76<br />5.3.3　供应商、主机厂和工程师　 / 76<br />5.3.4　赋予产品高质量　 / 79<br />5.4　批量生产阶段　 / 82<br />5.4.1　工厂的工艺技术体系　 / 82<br />5.4.2　制造基准信息：以BOM为中心　 / 82<br />5.4.3　工厂规划与运营　 / 83<br />5.5　产品运行与维护阶段　 / 84<br />5.5.1　厂商积极提供运维服务　 / 84<br />5.5.2　运维的模式与技术　 / 85<br />5.5.3　高端运维：航天器在轨服务　 / 87<br />第6章　现代工业技术的要义：标准化、模块化、系列化<br />6.1　没有标准化就没有现代工业　 / 89<br />6.1.1　互换性为大规模生产筑基础　 / 90<br />6.1.2　品种控制提高经济效益　 / 92<br />6.1.3　有标准时间才有科学测定的生产率　 / 92<br />6.1.4　国家推动标准化为各行业确立技术规则　 / 94<br />6.2　模块化大规模提高产品研发生产效率　 / 95<br />6.2.1　模块化体现系统设计　 / 96<br />6.2.2　模块化促进知识分工　 / 97<br />6.2.3　模块化关键在于处理耦合　 / 98<br />6.3　系列化促进产品持续改进　 / 101<br />6.3.1　采用货架技术加速新产品上市　 / 101<br />6.3.2　建立产品型谱降低技术风险　 / 103<br />6.3.3　规划产品线瞄准细分市场　 / 103<br />第7章　现代工业技术体系的层次<br />7.1　基础共性的工业技术　 / 105<br />7.2　行业通用的工业技术　 / 107<br />7.3　企业专有的工业技术　 / 109<br />第8章　中国的工业技术软件化<br />8.1　工业技术软件化：源于中国的产业赛道　 / 113<br />8.2　工业技术软件化的定义　 / 114<br />8.3　工业技术软件化参考架构　 / 115<br />8.3.1　工业技术积累是基础　 / 116<br />8.3.2　软件化过程与技术是关键　 / 117<br />8.3.3　构建工业软件生态是目标　 / 117<br />8.4　工业技术软件化的解析　 / 117<br />8.4.1　工业技术软件化的方法论　 / 117<br />8.4.2　工业技术软件化的完整逻辑　 / 119<br />8.4.3　工业技术软件化的过程　 / 120<br />第9章　工业技术软件化的实践<br />9.1　工业技术软件化技术体系　 / 125<br />9.1.1　可视化工业APP开发技术　 / 125<br />9.1.2　工业APP标识流通技术　 / 128<br />9.1.3　工业APP集成应用技术　 / 130<br />9.2　工业技术软件化的工程实践　 / 132<br />9.2.1　航空行业　 / 132<br />9.2.2　航天行业　 / 133<br />9.2.3　兵器行业　 / 133<br />9.2.4　船舶行业　 / 133<br />9.2.5　核工业　 / 134<br />9.2.6　电子行业　 / 134<br />9.2.7　汽车行业　 / 135<br />下篇　发展工业技术软件化产业<br />第10章　工业技术软件化的发展策略<br />10.1　工业技术软件化需要平台视角　 / 138<br />10.1.1　工业软件平台是开展工程研制工作的载体　 / 139<br />10.1.2　平台化策略可以带动国产工业软件的发展　 / 139<br />10.1.3　“平台+工业APP”创新工业软件发展路径　 / 140<br />10.2　发展工业技术软件化产业的抓手　 / 140<br />10.2.1　建立工业软件测评体系，促进国产化替代　 / 140<br />10.2.2　推广工业软件操作系统，提升工业技术软件化率　 / 142<br />10.2.3　开展工业APP教育与培训，提升数字工匠供给能力　 / 143<br />10.3　工业技术软件化产业的重点任务　 / 143<br />10.3.1　以工业智能算力为核心建设基础设施平台　 / 144<br />10.3.2　培育工业软件的多元业务能力　 / 146<br />10.3.3　深度融入工业体系的转型　 / 148<br />第11章　工业技术软件化的生态建设<br />11.1　政府项目的角色：撑起生态的框架　 / 153<br />11.2　企业用户的角色：能力中心建设　 / 155<br />11.3　院校的角色：培育专业与数字化复合人才　 / 158<br />11.4　资本的角色：助推者的两面　 / 162<br />11.5　平台的角色：开源的启示　 / 163<br />11.6　知识产权的角色　 / 166<br />第12章　工业技术软件化的展望<br />12.1　工业知识和技术传播范式的变革　 / 170<br />12.1.1　知识和技术传播范式的演进　 / 171<br />12.1.2　工业知识和技术的封装和复用　 / 171<br />12.2　工业技术软件化未来的演变路径　 / 172<br />12.2.1　知识产权　 / 172<br />12.2.2　商业逻辑　 / 173<br />12.2.3　产业创新中心　 / 173<br />12.3　工业APP与“未来黑科技”的结合　 / 175<br />12.3.1　工业APP与语义集成促进数字工业知识智能匹配　 / 175<br />12.3.2　机器学习　 / 175<br />12.3.3　伴随5G全面渗透　 / 176<br />附录　提高生产率的技术　???<br />参考文献