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11月5日，2023工業(yè)軟件生態(tài)大會在深圳揭開帷幕。以“共建新一代工業(yè)軟件體系，引領制造業(yè)高質量發(fā)展”為主題，本次大會邀請政府、高校、行業(yè)專家和企業(yè)代表齊聚一堂，展示工業(yè)全產業(yè)鏈前沿技術、創(chuàng)新產品和解決方案，圍繞核心工業(yè)軟件產業(yè)布局、創(chuàng)新應用和產業(yè)賦能、產業(yè)融合等開展交流分享。
在主題峰會現場，華為工業(yè)軟件及工業(yè)云CTO丘水平以“云上重塑，新一代工業(yè)軟件加速產品數字化，使能研發(fā)創(chuàng)新”為主題發(fā)表演講，介紹華為產品數字化和新一代工業(yè)軟件應用的實踐及展望，聯合數十家工具軟件廠商共同發(fā)布硬件開發(fā)生產線CraftArts，在云上共建新一代工業(yè)軟件體系。
華為工業(yè)軟件及工業(yè)云CTO丘水平
華為產品數字化創(chuàng)新，加快工業(yè)軟件升級重塑
在智能時代，工業(yè)軟件承載著企業(yè)研發(fā)創(chuàng)新和智能制造的核心能力。從基礎材料、電路板模組到產品整機的研發(fā)，從系統設計、結構設計、產品仿真、工藝規(guī)劃、產品制造到企業(yè)運營和供應鏈管理，工業(yè)軟件無處不在。
“工業(yè)軟件已經成為華為硬件工程師創(chuàng)新摸高的底線能力，沒有任何一名工程師可以脫離工業(yè)軟件研發(fā)出一款領先的產品?！痹谘葜v中，丘水平以華為實踐為例介紹，華為公司業(yè)務范圍涵蓋了ICT基礎設施、終端、云計算、數字能源和智能汽車解決方案等不同領域。隨著產品研發(fā)和業(yè)務創(chuàng)新的持續(xù)加快，業(yè)務對工業(yè)軟件提出了更高要求。
例如，高速高頻高密度大帶寬的PCB板研發(fā)，需要大規(guī)模PCB多層設計能力；衛(wèi)星通話、微泵液冷技術，需要天地信號仿真、電子散熱仿真等軟件能力；極致的質量和交付要求，需要地對上百家工廠柔性生產、高效生產進行高效調度管理。在這過程當中，還需要將所有產品的規(guī)劃、設計、研發(fā)、制造數據端到端打通，并確保安全可靠。
“這些都是產品數字化對新一代工業(yè)軟件提出的新挑戰(zhàn)?！鼻鹚奖硎荆盎诋a品數字化、新場景和新需求，我們希望聯合產業(yè)伙伴，以云計算架構為核心，重塑新一代工業(yè)軟件?！?/p>
在華為的產品數字化實踐中，這一努力已經初現成效。在研發(fā)環(huán)節(jié)，華為實行產品硬件設計數字化，引入單板設計與仿真、結構設計與仿真，研發(fā)周期整體縮短20%；在生產環(huán)節(jié)，通過設計與制造融合、虛擬仿真、虛擬驗證、AI質檢、智能排產等，使訂單履行周期縮短76%。
丘水平說，目前華為正聯合廣大伙伴企業(yè)，重新定義工業(yè)軟件的架構、標準、技術、方法。以云為核心，通過云原生、大數據、AI等技術的賦能創(chuàng)新，持續(xù)構建根技術，基于華為的應用場景打磨，共建新一代工業(yè)軟件體系。
元模型驅動，構建新一代工業(yè)軟件數據底座
數據是產品數字化和工業(yè)軟件的關鍵第一步。丘水平表示，過去幾年，團隊曾對公司內部2800多個IT系統、8000多款工具開展深入梳理，嘗試著把這些IT系統和工具軟件集成打通。但經過評估發(fā)現，在傳統模式下，這些海量工作幾乎無法完成?！拔覀円恢痹谒伎?，如何將企業(yè)所有的IT系統和工具軟件連點成線、整體貫通?！?/p>
在華為產品數字化變革探索中，研發(fā)團隊基于多年的硬件開發(fā)經驗，從產品規(guī)劃、研發(fā)、制造、供應、營銷、服務6大領域，以及材料、單板、部件到整機多個層級，梳理了24種典型結構、555個對象、超過18000種屬性，并進一步提煉出兩類元模型和六類元關系，構建了工業(yè)產品的全生命周期數據模型。
以元模型為驅動，華為云用6年時間打造了全新的工業(yè)數字模型驅動引擎iDME（Industrial Digital Model Engine），沉淀24種典型的工業(yè)數據模型，支持80多類工業(yè)數據管理功能，比如數據版本、數據溯源、數據質量等等。這些功能不僅可以圖形化操作，自動生成數據API，提升數據服務開發(fā)效率，還支持百億級全量數據圖譜，可實現跨系統聯接、數據自動入圖、自動關聯，打通企業(yè)研、產、供、銷、服各環(huán)節(jié)數據，形成產品開發(fā)的數字主線和數據孿生。
在企業(yè)生產核心的產品數據管理系統（PDM），華為通過云上創(chuàng)新，并結合伙伴廠商的工具能力，對系統進行全面云化、服務化改造和流程重塑，并且在華為云進一步實現從產品“PDM”到跨業(yè)務的“xDM”智能數據服務升級，實現了流程效率和用戶體驗的大幅提升。
基于工業(yè)軟件全流程協同的需求，華為云還聯合伙伴進一步打造工業(yè)數據管理與協同解決方案（IPD Center），把在系統工程、EDA設計、結構設計、仿真設計、生產制造、供應鏈等所有產品相關數據歸集統一管理；并提供一站式角色桌面，支持主數據協同、跨企業(yè)協同、產品合規(guī)協同等端到端的高效協同。
目前，越來越多的工業(yè)軟件企業(yè)基于這一數據底座實現創(chuàng)新。湃?？萍蓟趇DME打造了自主創(chuàng)新的PDM系統，在國星光電成功商用，項目從定制開發(fā)到系統遷移、上線只耗時4個月，相比傳統模式縮短50%，系統性能提升了10倍，得到了客戶的充分肯定。
天喻軟件打造了IntePLM并實現云化部署，在億萬級數據量、單日接口并發(fā)調用2.9億次、萬人同時在線并發(fā)的情況下，組合接口的訪問性能小于500毫秒，單一接口小于300毫秒，徹底改變了過去產品管理（PDM）被戲稱為“爬得慢”的歷史。
在制造、為智造，華為云正式發(fā)布硬件開發(fā)生產線CraftArts
為了進一步提升工業(yè)軟件之間的協同效率，支持硬件開發(fā)工程師高效作業(yè)，在硬件產品研發(fā)場景，華為云聯合數十家工具軟件廠商共同發(fā)布硬件開發(fā)生產線CraftArts。
基于統一的數據底座，硬件開發(fā)生產線CraftArts匯集了華為與伙伴廠商的開發(fā)工具能力，提供同構同源產品數據服務，以及硬件設計、開發(fā)、仿真、試制等作業(yè)的一站式IT工具鏈服務，為行業(yè)打造了電路板EDA工具鏈、結構設計工具鏈、工業(yè)仿真平臺、設計與制造融合平臺。通過協同模式創(chuàng)新、底層算法升級，硬件開發(fā)生產線CraftArts正不斷提升工業(yè)軟件處理效率，使能行業(yè)硬件研發(fā)高效協同。
以電路板EDA工具鏈（CraftArts pEDA）為例，該服務包括了華為云的原理圖設計工具、版圖設計工具，以及多家生態(tài)企業(yè)的綜合仿真工具、電子裝聯工具等。
在原理圖設計環(huán)節(jié)，CraftArts用“小步快跑”的開發(fā)理念，把原來的單機設計工具升級為云上協作設計工具，通過云上的并行調度、數據治理等能力，實現“百人在線畫一圖”?；谶@一服務，工程師們不僅無需合圖，還可實時互動、迭代，實現跨地域高效協作。同時，CraftArts內置華為工程實踐經驗，通過在線智能檢視保障畫圖質量，并通過多級緩存、異步計算、邏輯優(yōu)化等持續(xù)提升開發(fā)體驗，復雜場景操作耗時相比傳統工具降低40%以上。
在版圖設計環(huán)節(jié)，CraftArts基于面向圖對象的智能策略調度，并在數據存取處理、圖元計算、圖形渲染等多方面進行優(yōu)化，可支持超大規(guī)模復雜版圖設計，讓設計操作更流暢、更合理。同時，該服務支持超過200種華為實踐的布局布線規(guī)則，自動檢測提早發(fā)現設計錯誤，提升一版成功率。
丘水平介紹，目前每天有超過18000名華為工程師在CraftArts電路板EDA工具鏈上開發(fā)作業(yè)。在華為的高速、高密、多層復雜PCB設計場景中，CraftArts可讓硬件的全流程開發(fā)周期相比行業(yè)平均水平縮短40%，一版成功率提升30%。
“目前，CraftArts已經在華為大規(guī)模應用，既保障了業(yè)務的連續(xù)性，也進一步提升了硬件作業(yè)的效率。通過統一的數據底座，通過連點成線的開發(fā)工具鏈，我們希望攜手工業(yè)軟件的伙伴們，一起服務電子、汽車、裝備、新能源等千行萬業(yè)，加快新一代工業(yè)軟件驅動研發(fā)創(chuàng)新，賦能制造業(yè)高質量發(fā)展?！鼻鹚秸f。
面向未來，華為云致力于打造工業(yè)aPaaS黑土地，聯合更多的伙伴加快根技術研發(fā)突破，助力新一代工業(yè)軟件茁壯成長，一起構建繁榮的新一代工業(yè)軟件生態(tài)。