趙敏1,3 楊春暉2,3
（1.走向智能研究院，北京 100083；
2.工業(yè)和信息化部電子第五研究所，廣東廣州 511370；
3.工業(yè)軟件工程化與應(yīng)用技術(shù)工業(yè)和信息化部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州 511370）
隨著新一代信息通信技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)軟件、工業(yè)APP、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)通信、工業(yè)操作系統(tǒng)、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)元宇宙等名詞如雨后春筍般涌現(xiàn)。這些軟件和系統(tǒng)一般可劃分為基礎(chǔ)、工具、平臺(tái)等類別，都具有一個(gè)共同的身份——工業(yè)，均冠之以“工業(yè)”名義并與工業(yè)軟件相伴相生。這種源自工業(yè)的、與生俱來(lái)的、標(biāo)簽化的、區(qū)別于其他事物的特征或性質(zhì)，稱為工業(yè)屬性。
一、對(duì)工業(yè)屬性的定義
工業(yè)屬性目前并沒(méi)有明確定義，工業(yè)軟件的“工業(yè)屬性”更是缺乏研究，沒(méi)有明確界定。加強(qiáng)對(duì)工業(yè)屬性的分析研究，準(zhǔn)確識(shí)別工業(yè)軟件的工業(yè)屬性，彌補(bǔ)該知識(shí)點(diǎn)空缺，對(duì)于工業(yè)整體高質(zhì)量發(fā)展十分必要。但是如何定義工業(yè)軟件的工業(yè)屬性？本文認(rèn)為可以從屬性、工業(yè)內(nèi)涵和范疇、工業(yè)軟件構(gòu)成等方面分析和定義工業(yè)軟件的工業(yè)屬性。屬性一般指實(shí)體的本性，即實(shí)體本質(zhì)方面的特性。在《辭海》和多種“百科”釋義中，屬性就是人類對(duì)于一個(gè)對(duì)象抽象方面的刻畫。人們通常把一個(gè)事物的性質(zhì)與關(guān)系，都叫作事物的屬性。按照上述定義，人們可以把工業(yè)屬性理解為工業(yè)的性質(zhì)與關(guān)系。
工業(yè)是采掘自然物質(zhì)資源和對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的原材料進(jìn)行加工或再加工的社會(huì)生產(chǎn)部門。它為國(guó)民經(jīng)濟(jì)其他部門提供生產(chǎn)資料和消費(fèi)資料，為人民提供日用工業(yè)品。工業(yè)可分為采掘工業(yè)和加工工業(yè)，又可分為重工業(yè)和輕工業(yè)。
工業(yè)軟件是工業(yè)技術(shù)和信息技術(shù)融合發(fā)展的產(chǎn)物，是發(fā)展工業(yè)的超級(jí)工具，是實(shí)現(xiàn)新型工業(yè)化的“軟裝備”，是一種特殊的工業(yè)品。工業(yè)軟件是工業(yè)技術(shù)軟件化的結(jié)果，是面向特定場(chǎng)景的工業(yè)技術(shù)和知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)訣竅、流程的程序化封裝與復(fù)用，能夠在數(shù)字空間和物理空間定義工業(yè)產(chǎn)品和生產(chǎn)設(shè)備的形狀、結(jié)構(gòu)，控制其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，預(yù)測(cè)其變化規(guī)律，優(yōu)化制造和管理流程，變革生產(chǎn)方式，提升全要素生產(chǎn)率，是現(xiàn)代工業(yè)的“靈魂”。
工業(yè)軟件具有諸如工業(yè)屬性、軟件屬性、數(shù)字資產(chǎn)屬性、交易屬性等多種屬性。工業(yè)屬性是工業(yè)軟件所獨(dú)有的關(guān)鍵、核心、高維度屬性，沒(méi)有工業(yè)屬性的軟件將會(huì)降維成“計(jì)算器”。工業(yè)屬性既蘊(yùn)含在表達(dá)工業(yè)機(jī)理的數(shù)理化方程、專業(yè)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、訣竅、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)過(guò)程的最佳數(shù)據(jù)、算法、標(biāo)準(zhǔn)、流程之中，也蘊(yùn)含在輸入工業(yè)軟件的、帶有生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)空背景的數(shù)據(jù)以及從工業(yè)軟件輸出到工業(yè)終端、精準(zhǔn)控制其顯示或動(dòng)作的數(shù)據(jù)之中。
綜上所述，工業(yè)軟件必然具有工業(yè)屬性，具有工業(yè)屬性的軟件是工業(yè)軟件。二者互為充要條件。
二、工業(yè)屬性概念辨析
（一）工業(yè)分類
國(guó)家原質(zhì)檢總局、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委發(fā)布的GB/ T 4754—2017《國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類》中規(guī)定，工業(yè)可以分為采礦業(yè)、制造業(yè)、能源業(yè)（電力、熱力、燃?xì)饧八a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)）三大門類，每個(gè)門類下面有逐漸細(xì)分的大類、中類、小類。三大工業(yè)門類共計(jì)包含了 41 大類、207 中類、666小類的工業(yè)分類（以下簡(jiǎn)稱“41-207-666”）。這是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)定義的工業(yè)基本構(gòu)成。從工業(yè)基本構(gòu)成可以認(rèn)識(shí)到，凡是包含在“41-207-666”中的生產(chǎn)要素或生產(chǎn)系統(tǒng)，都具有工業(yè)基本性質(zhì)，歸屬于工業(yè)。
由此引申出，凡是在軟件中包含“41-207-666”工業(yè)知識(shí)（如常識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、訣竅、標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)理模型、算法、最佳工藝數(shù)據(jù)、流程等），服務(wù)于“41-207-666”產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、運(yùn)維保障和經(jīng)營(yíng)管理等業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的軟件，都是工業(yè)軟件且具有工業(yè)屬性。
（二）數(shù)據(jù)來(lái)源
工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的產(chǎn)品、人、機(jī)、料、法、環(huán)、側(cè)等企業(yè)資源，以及企業(yè)實(shí)體之間的合作關(guān)系，逐漸聯(lián)入某種類型的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)（如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)），成為廣義“工業(yè)終端”。這些終端通過(guò)內(nèi)嵌數(shù)字模塊（如 PLC）和內(nèi)置傳感器，或因業(yè)務(wù)需要加裝的傳感器，不斷產(chǎn)生帶有特定時(shí)空背景的數(shù)據(jù)，反映了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的多種關(guān)鍵作業(yè)參數(shù)、參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系以及參數(shù)的實(shí)時(shí)變化規(guī)律。
來(lái)自上述廣義“工業(yè)終端”的數(shù)據(jù)，必然具有工業(yè)屬性。通過(guò)驅(qū)動(dòng)內(nèi)嵌數(shù)字模塊和傳感器來(lái)采集、傳輸、計(jì)算上述數(shù)據(jù)的軟件，都是具有工業(yè)屬性的工業(yè)軟件。
（三）數(shù)據(jù)應(yīng)用
軟件按照內(nèi)嵌的數(shù)字化工業(yè)知識(shí)（常識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、訣竅、標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)理模型、算法、最佳工藝數(shù)據(jù)、流程等）計(jì)算后所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，將會(huì) 按照軟件預(yù)先設(shè)定的流動(dòng)規(guī)則和輸送路徑，輸出到兩類目的地：一是用于在各種屏幕上顯示某種計(jì)算結(jié)果（3D 模型、圖表、工單、圖像、音頻視頻、文件等），輔助人決策，指導(dǎo)人行動(dòng)；二是按照人在軟件中預(yù)置的規(guī)則進(jìn)行自主決策，直接以數(shù)字指令形式進(jìn)入各種 CU（控制單元） ，操控機(jī)器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)做出精準(zhǔn)且智能的動(dòng)作，形成數(shù)據(jù)閉環(huán)。這些軟件輸出的數(shù)據(jù)具有工業(yè)屬性。計(jì)算、應(yīng)用這些數(shù)據(jù)的軟件都是具有工業(yè)屬性的工業(yè)軟件。
（四）遣詞用句
語(yǔ)言和語(yǔ)義是人類思想的映射與表達(dá)，是對(duì)所思考、所描述的事物性質(zhì)和關(guān)系的刻畫。談及工業(yè)，人們的直觀感覺(jué)和基本認(rèn)知往往用詞語(yǔ)描述為天量、龐大、長(zhǎng)期、沉淀、沉重、確定、精準(zhǔn)、高速、固化、僵化、油泥、鐵銹、噪聲、高溫、壓力、實(shí)驗(yàn)、耗能、運(yùn)轉(zhuǎn)、磨損、冷卻等。反之，當(dāng)上述詞語(yǔ)中的幾個(gè)同時(shí)描述一個(gè)事物時(shí)，該事物也往往被認(rèn)為屬于工業(yè)范疇。某些金融專家在談?wù)撡F金屬時(shí)，也經(jīng)常使用“工業(yè)屬性”詞語(yǔ)，以區(qū)別于“金融屬性”詞語(yǔ)。在這里，“屬性”二字指的是“用途”，與本文討論的工業(yè)屬性在含義上有一定重合度。因此，遣詞用句也可以作為認(rèn)識(shí)和判斷工業(yè)屬性的參考。
源于工業(yè)、優(yōu)于工業(yè)、用于工業(yè)是工業(yè)屬性天然的、原生的本質(zhì)特征。這種工業(yè)屬性體 現(xiàn)在包括但是不限于工業(yè)軟件、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè) APP、工業(yè)區(qū)塊鏈、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)通信、工業(yè)操作系統(tǒng)、工業(yè)安卓、工業(yè)元宇宙之中。
三、融合類產(chǎn)品如何判斷其工業(yè)屬性
工業(yè)屬性是在工業(yè)發(fā)展過(guò)程中自然而然形成的。工業(yè)事物（要素）具有工業(yè)屬性，沒(méi)有任何爭(zhēng)議。所有的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)、工業(yè)過(guò)程和工業(yè)實(shí)踐都在時(shí)刻檢驗(yàn)和強(qiáng)化工業(yè)事物的工業(yè)屬性。稍有差異或者不符合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的內(nèi)容，都會(huì)立刻被企業(yè)棄用，形成自然選擇或淘汰。
在實(shí)際生產(chǎn)生活中，由于非工業(yè)要素融入工業(yè)之后人們產(chǎn)生對(duì)融合類產(chǎn)物的最初判斷和定性，造成對(duì)工業(yè)屬性的判斷產(chǎn)生模糊和混淆。例如，現(xiàn)在最常見(jiàn)的說(shuō)法是，新一代信息與通信技術(shù)融入工業(yè)實(shí)體（制造業(yè)、實(shí)體經(jīng)濟(jì)等），其融合的結(jié)果是產(chǎn)生了工業(yè)軟件、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè) APP、工業(yè)區(qū)塊鏈、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)通信、工業(yè)操作系統(tǒng)、工業(yè)安卓、工業(yè)元宇宙等新生事物。信息與通信技術(shù)的英文縮寫是 ICT，芯片、軟件、傳感器、網(wǎng)絡(luò)、通信、大數(shù)據(jù)、AI、區(qū)塊鏈、5G、互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等，都是 ICT 中的具體組成要素。如果從更高一級(jí)層面上歸類，所有這些ICT組成要素都可以歸類為Cyber（賽博）要素，統(tǒng)稱為C類要素或系統(tǒng)。
前面提到的“41-207-666”，本質(zhì)上都是物理（Physical）系統(tǒng)，它們以物理要素為核心形成產(chǎn)品，統(tǒng)稱為 P 類要素或系統(tǒng)。
新工業(yè)革命的基本特征和演進(jìn)規(guī)律是，C類要素或系統(tǒng)與 P 類要素或系統(tǒng)正在加速融合 成為 CPS 類系統(tǒng)。CPS（Cyber physical systems，譯作賽博物理系統(tǒng)、信息物理系統(tǒng)）被德國(guó)人稱之為第四次工業(yè)革命的使能技術(shù)?！吨袊?guó)制造 2025》指出， 基于信息物理系統(tǒng)的智能裝備、智能工廠等智能制造正在引領(lǐng)制造方式變革。CPS 的重要性不言而喻。但問(wèn)題在于，當(dāng) C 類要素或系統(tǒng)融入 P 類要素或系統(tǒng)后，或者說(shuō)，新一代信息與通信技術(shù)融入工業(yè)實(shí)體后，所產(chǎn)生的“融合體”是否具有工業(yè)屬性？該如何判斷？本文認(rèn)為，即使是 CPS 類的“融合體”，也具有鮮明的工業(yè)屬性。在系統(tǒng)組成要素比例上，P 類要素或系統(tǒng)的零件占據(jù)了大多數(shù)空間位置和最大重量占比，而 C 類要素或系統(tǒng)幾乎都是極小重量（如芯片、傳感器、導(dǎo)線和天線等）或者是無(wú)重量（如軟件、電磁波等）以及很小體積。
在產(chǎn)品構(gòu)成上，TRIZ 創(chuàng)新方法論認(rèn)為產(chǎn)品可以劃分為4大子系統(tǒng)，即執(zhí)行系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。C 類要素或系統(tǒng)的融入往往是替換掉了原有的機(jī)械式、電氣式、模電式的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了用軟件編程控制設(shè)備動(dòng)作，具有 CPS 的產(chǎn)品往往是更可控、更智能的產(chǎn)品，但是執(zhí)行系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)通常沒(méi)有明顯變化。
在產(chǎn)品功能上，P 類要素或系統(tǒng)融入 C 類要素或系統(tǒng)，絕大多數(shù)情況下并不改變產(chǎn)品的 基本功能，如汽車變成智能網(wǎng)聯(lián)汽車，其基本功能還是載客與拉貨，但是 C 類要素或系統(tǒng)會(huì)給汽車增加很多輔助性的智能功能（如自動(dòng)駕駛、智能座艙等），讓汽車從傳統(tǒng)工業(yè)品變身為現(xiàn)代化智能工業(yè)品，通過(guò)軟件定義增加了很多智能功能之后，汽車的工業(yè)屬性和 ICT（軟件、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)資產(chǎn)等）屬性都獲得了較大增長(zhǎng)。
工業(yè)的巨大體量和基本功能決定了 C 類要素或系統(tǒng)融入工業(yè)后變成了新工業(yè)要素，通過(guò)與 P 類要素或系統(tǒng)相互融合，形成新的 CPS，從而讓傳統(tǒng)實(shí)體類產(chǎn)品變成數(shù)物融合的智能產(chǎn)品，讓傳統(tǒng)工業(yè)變成了新型工業(yè)，演進(jìn)出了新型工業(yè)化發(fā)展范式。但是，無(wú)論是產(chǎn)品、企業(yè)還是工業(yè)如何演變，工業(yè)屬性仍然占主導(dǎo)和支配地位。
