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    從iDME到板級EDA,華為云按下工業(yè)軟件自主創(chuàng)新加速鍵

    極客網(wǎng)·極客觀察(朱飛) 今年7月7-9日舉行的華為開發(fā)者大會2023(Cloud)期間,華為云面向全球開發(fā)者宣布了兩大重磅消息:一是正式對外商用新一代云化工業(yè)軟件開發(fā)和運營平臺iDME,二是推出云化板級EDA工具并率先發(fā)布其中的原理圖設(shè)計工具云服務(wù)——以云的方式重構(gòu)數(shù)字經(jīng)濟時代最重要的“生產(chǎn)資料”和“生產(chǎn)工具”,大幅提升軟硬件的開發(fā)效率。

    iDME的全稱是Industrial Digital Model Engine,即工業(yè)數(shù)字模型驅(qū)動引擎。其從數(shù)據(jù)這個最重要的“生產(chǎn)資料”著手,融入華為自身多年的工業(yè)制造數(shù)字化實踐經(jīng)驗,為工業(yè)領(lǐng)域的企業(yè)數(shù)據(jù)管理應(yīng)用快速構(gòu)建提供新一代數(shù)據(jù)建模引擎,高效整合與協(xié)同產(chǎn)品全生命周期各領(lǐng)域的數(shù)據(jù),讓分散割裂的數(shù)據(jù)自由流動起來“不治而順”,開創(chuàng)了工業(yè)軟件數(shù)據(jù)管理新范式。

    EDA代表的是電子設(shè)計自動化(Electronic Design Automation),包含芯片和PCB板兩大類。其中板級EDA工具針對PCB板,是硬件開發(fā)的前沿技術(shù)載體,電子產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)不可或缺的基石。華為云板級EDA工具將底層數(shù)據(jù)管理能力構(gòu)建在iDME 之上,融入華為在云計算領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢以及多年硬件研發(fā)應(yīng)用實戰(zhàn)經(jīng)驗,為這一重要的純國產(chǎn)化“生產(chǎn)工具”注入安全可靠和高質(zhì)高效的基因。。

    在當(dāng)前我國工業(yè)軟件實力羸弱,而制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級迫在眉睫的大背景下,華為云這兩個產(chǎn)品發(fā)布,對工業(yè)軟件掀起“云改數(shù)轉(zhuǎn)”的重構(gòu),將先進生產(chǎn)力構(gòu)筑在自主創(chuàng)新的數(shù)字底座之上,按下國產(chǎn)工業(yè)軟件“換道超車”加速鍵,引發(fā)熱烈反響。

    國產(chǎn)工業(yè)軟件之殤

    工業(yè)軟件是我國工業(yè)制造領(lǐng)域廣大從業(yè)者心頭“長期的痛”。以電子產(chǎn)品設(shè)計的“靈魂”EDA軟件為例,目前這個市場基本上被Synopsys、Cadence、Siemens EDA三家國際巨頭所壟斷,而國產(chǎn)EDA廠商創(chuàng)建時間短,產(chǎn)品競爭力不足,無法撼動三大巨頭的強勢地位。

    (圖:方正證券)

    雖然當(dāng)前EDA工具在全球也只有約100億美元的產(chǎn)值,但它支撐著全球約4000億美元的集成電路市場,以及近2萬億美元的電子信息產(chǎn)業(yè),進而影響著近40萬億美元的數(shù)字經(jīng)濟,具有極強的杠桿效應(yīng)。毫不夸張地說,誰掌握了EDA,誰就掌握了全球數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的命脈! 

    和平時期大家可能感受不到這種掌控力旁落帶來的影響,但當(dāng)國際摩擦發(fā)生時,EDA“卡脖子”的致命威脅就暴露無遺了。統(tǒng)計顯示自2022年8月美國商務(wù)部對EDA軟件實施新的出口管制以來,已有超過600家中國企業(yè)、機構(gòu)等被列入美國“實體清單”,直接導(dǎo)致大量相關(guān)方生產(chǎn)停滯,威脅企業(yè)和機構(gòu)的生存安全。

    EDA還只是一個切面,順著EDA看核心的研發(fā)設(shè)計類工業(yè)軟件(CAD、CAE和CAM等),可以發(fā)現(xiàn)它們幾乎都被美歐巨頭所壟斷。其中,CAD市場被法國達索、德國西門子、美國PTC以及美國Autodesk占據(jù)達90%以上份額;CAE市場被美國ANSYS、美國ALTAIR、美國MSC等公司占據(jù)幾乎全部市場份額;CAM高端市場被德國SAP與美國ORACEL公司壟斷90%以上。

    IDC數(shù)據(jù)顯示,2019年中國工業(yè)軟件營收占全球工業(yè)軟件營收的5.1%,但主要集中在生產(chǎn)管理類工業(yè)軟件,核心的CAD、CAE和CAM等研發(fā)類軟件營收只占全世界的0.6%。與之相對應(yīng),我國已連續(xù)十多年登頂世界第一制造大國,產(chǎn)業(yè)規(guī)模與“生產(chǎn)工具”之間的“剪刀差”非常之大!

    正因如此,近年來國家持續(xù)加碼這一領(lǐng)域的自立自強。2020年《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)展的若干政策》發(fā)布,聚焦集成電路設(shè)計工具、工業(yè)軟件等關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā),探索構(gòu)建新型舉國體制集中攻堅。此后重磅政策頻出,要求重點突破關(guān)鍵軟件技術(shù),做大做強軟件產(chǎn)業(yè),政府也優(yōu)先采購國產(chǎn)化軟件和服務(wù)。政產(chǎn)學(xué)研用各界積極聯(lián)動,踏上了以科技自立自強支撐國家發(fā)展戰(zhàn)略的新征途。

    華為“云改數(shù)轉(zhuǎn)”謀變

    國產(chǎn)工業(yè)軟件再出發(fā),產(chǎn)業(yè)各界從過去多年的探索中識別總結(jié)出,國產(chǎn)工業(yè)軟件發(fā)展進階面臨幾大關(guān)鍵挑戰(zhàn),包括產(chǎn)品競爭力不強、技術(shù)研發(fā)投入不夠、行業(yè)經(jīng)驗沉淀少、生態(tài)系統(tǒng)薄弱等,導(dǎo)致我們無法突破歐美巨頭長期構(gòu)建起來的競爭壁壘。

    仍以EDA為例,目前國內(nèi)EDA廠商仍以點工具為主,只有個別企業(yè)擁有特定領(lǐng)域/場景的全流程產(chǎn)品,無法與三大巨頭全領(lǐng)域/場景的完整工具鏈相競爭;研發(fā)費用方面,國產(chǎn)EDA龍頭企業(yè)與國際巨頭間差了一個數(shù)量級;同時由于缺乏高端客戶的規(guī)模商用支撐,國內(nèi)優(yōu)秀的工業(yè)制造行業(yè)經(jīng)驗未能沉淀到國產(chǎn)EDA工具之中,形成相得益彰的正循環(huán);種種不足導(dǎo)致國產(chǎn)工業(yè)軟件生態(tài)系統(tǒng)十分薄弱,普遍存在專業(yè)人才短缺、與上下游生態(tài)聯(lián)動不緊密等頑疾。

    何以破局?如果按照傳統(tǒng)路徑去追趕,無疑只會越來越落后。在工業(yè)4.0、智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)大趨勢下,工業(yè)制造場景與云計算、人工智能等新技術(shù)融合發(fā)展,催生了巨大的“云改數(shù)轉(zhuǎn)”機會;而要釋放工業(yè)數(shù)據(jù)“生產(chǎn)資料”的巨大價值,相應(yīng)的工業(yè)軟件也要全面“云改數(shù)轉(zhuǎn)”,這為工業(yè)軟件帶來了向新一代架構(gòu)體系轉(zhuǎn)變的歷史機遇。采用云化軟件架構(gòu)和SaaS化服務(wù)模式,促進行業(yè)整體協(xié)同作戰(zhàn),沉淀數(shù)據(jù)驗證和經(jīng)驗積累,有望實現(xiàn)工業(yè)軟件領(lǐng)域的“換道超車”。

    而在新一代工業(yè)軟件的體系架構(gòu)中,華為云認為根技術(shù)仍然是“重中之重”,包括數(shù)據(jù)之根、經(jīng)驗之根、內(nèi)核之根和智能之根。此番正式商用的iDME和全新發(fā)布的板級EDA工具,正是華為云圍繞這些根技術(shù),在“云改數(shù)轉(zhuǎn)”新路徑上的重要探索成果。

    iDME立足“生產(chǎn)資料”,為工業(yè)軟件構(gòu)建數(shù)據(jù)之根。與傳統(tǒng)工業(yè)軟件數(shù)據(jù)管理“面向結(jié)果”和“面向過程”不同,iDME選擇“面向?qū)ο蟆保瑢?shù)據(jù)按模型關(guān)系天生內(nèi)聚在一起,從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的“不治而順”。基于元模型、云化、多租的理念提供aPaaS開發(fā)平臺,iDME內(nèi)置開箱即用的工業(yè)數(shù)據(jù)模型模板及數(shù)據(jù)管理典型功能,可助力工業(yè)軟件用戶聚合企業(yè)產(chǎn)品全生命周期和全價值網(wǎng)絡(luò)信息,高效、低成本地構(gòu)建新一代工業(yè)軟件體系架構(gòu)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理應(yīng)用,大幅提升產(chǎn)品性能并加速上市速度。

    值得一提的是,iDME脫胎于華為內(nèi)部數(shù)字化實踐,且已經(jīng)過充分的內(nèi)部自用驗證。在長達5 年的探索和實踐中,華為內(nèi)部識別了234個業(yè)務(wù)對象,梳理出500多個不同的數(shù)據(jù)實體,幾百種對應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),幾萬種數(shù)據(jù)之間的關(guān)系和屬性字段……這些經(jīng)驗積累都被融入iDME對外開放,從局部公測到正式商用,支持業(yè)界新一代工業(yè)軟件工程數(shù)據(jù)管理。

    板級EDA工具則是華為基于iDME底層數(shù)據(jù)管理支持,在“生產(chǎn)工具”層面的重大突圍。資料顯示,華為之前使用的板級EDA工具和國內(nèi)其他企業(yè)一樣,多為購買國外行業(yè)頭部公司的產(chǎn)品。在2019年后,華為立即轉(zhuǎn)型全面自主替代。經(jīng)過軟硬件專家的聯(lián)合作戰(zhàn)、集中攻堅,突破根技術(shù),引進新架構(gòu),華為成功打造出云原生的原理圖設(shè)計工具等一系列的硬件開發(fā)工具,,目前已在公司內(nèi)部全面使用超兩年時間,經(jīng)歷了數(shù)十萬個工程實戰(zhàn)的檢驗,保障業(yè)務(wù)連續(xù)性的同時展現(xiàn)了領(lǐng)先的競爭力。

    以此次發(fā)布的原理圖設(shè)計工具為例,其基于云原生技術(shù)進行創(chuàng)新,融合華為多年研發(fā)數(shù)字化建設(shè)的經(jīng)驗與成果,支持高效、高質(zhì)量電路板設(shè)計活動,能夠為硬件工程師提供全在線、一站式的設(shè)計工作環(huán)境。除了常規(guī)功能外,它還支持圖紙智能審查、在線圖紙檢視、多人并行設(shè)計、多人遠程協(xié)同等高階特性,盡顯云化EDA工具的優(yōu)勢。經(jīng)過華為內(nèi)部自用驗證,該純國產(chǎn)化工具鏈能將10+萬管腳高復(fù)雜單板的設(shè)計周期縮短2/3,大幅提升產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量,同時確保安全可靠。

    據(jù)悉,原理圖設(shè)計工具還只是第一步,未來華為將對內(nèi)部自用且驗證過的板級EDA工具鏈進行持續(xù)改造,逐步對社會開放銷售和使用。綜合來看,板級EDA的設(shè)計開發(fā)過程主要包括設(shè)計需求、原理圖設(shè)計與審查、PCB版圖設(shè)計與審查、PCB綜合仿真、PCB CAM、電子裝聯(lián)CAM等環(huán)節(jié),其中大部分環(huán)節(jié)都與EDA設(shè)計工具相關(guān),若將它們?nèi)炕趇DME底層數(shù)據(jù)管理予以改造,實現(xiàn)從單點創(chuàng)新走向系統(tǒng)創(chuàng)新,則將進一步提升整個開發(fā)過程的作業(yè)效率。

    眾智眾力開創(chuàng)未來

    綜上,從iDME到板級EDA,產(chǎn)業(yè)龍頭的“壓強式投入”,初步解決了新一代工業(yè)軟件的體系架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)難題。然而工業(yè)軟件體系龐大,行業(yè)壁壘森嚴,羸弱局面難以驟改,面向未來還需產(chǎn)業(yè)各界集眾智,聚眾力,持續(xù)攻克國產(chǎn)工業(yè)軟件面臨的行業(yè)經(jīng)驗沉淀少、生態(tài)系統(tǒng)薄弱等關(guān)鍵挑戰(zhàn),真正把工業(yè)制造業(yè)“云轉(zhuǎn)數(shù)改”的歷史機遇轉(zhuǎn)化為工業(yè)軟件業(yè)的“云轉(zhuǎn)數(shù)改”歷史機遇。

    好消息是,華為云的探索創(chuàng)新正收獲產(chǎn)業(yè)界的積極回響。公開報道顯示,自去年11月發(fā)布并開啟公測以來,華為云iDME在業(yè)界得到積極的響應(yīng)。湃睿信息科技、天喻軟件、新迪數(shù)字、益??萍肌①愐庑畔⒖萍?、能科科技、蜂巢互聯(lián)、安懷信等眾多伙伴,已經(jīng)基于iDME開發(fā)和構(gòu)建新一代工業(yè)軟件體系架構(gòu)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理應(yīng)用,涵蓋PDM系統(tǒng)、SPDM系統(tǒng)、云CAD、IoT系統(tǒng)、MOM/MES、MBSE數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等等,共同開創(chuàng)云上工業(yè)軟件新時代。

    此次,華為云也聯(lián)合6家生態(tài)伙伴發(fā)布了基于iDME賦能的新一代自主創(chuàng)新工業(yè)軟件體系。

    例如,上海新迪數(shù)字技術(shù)有限公司推出了天工云?CAD,這是新一代云架構(gòu)的3D設(shè)計協(xié)同工作平臺,基于iDME構(gòu)建了三維CAD數(shù)據(jù)模型,通過“平臺+APP”的模式靈活地擴展,能夠支持跨業(yè)務(wù)部門、跨地域,甚至可以跨產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同工作,"端+云" 協(xié)同設(shè)計,更高效、更靈活、更安全。

    武漢天喻軟件有限公司打造了IntePLM,以云化部署、多租模式為千行百業(yè)提供產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理服務(wù)。天喻的IntePLM系統(tǒng)在億萬級數(shù)據(jù)量、單日接口并發(fā)調(diào)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,單一接口的訪問性能是小于300毫秒,徹底改變了過去產(chǎn)品管理(PDM)被戲稱為“爬得慢”的歷史。

    上海湃睿信息科技有限公司基于iDME打造了自主創(chuàng)新的PDM系統(tǒng), 只用4個月完成了對佛山市國星光電股份有限公司國外PDM系統(tǒng)的替換,交付效率提升2倍,系統(tǒng)性能提升了10倍,系統(tǒng)應(yīng)用效果得到了客戶的充分肯定。

    華為云方面表示,本次新發(fā)布的板級EDA工具鏈之原理圖設(shè)計工具,也將開放給合作伙伴及客戶先行先試,同時將持續(xù)加強和引入板級EDA工具生態(tài)伙伴,幫助生態(tài)伙伴產(chǎn)品上云,構(gòu)建完備的板級EDA工具鏈平臺,提升產(chǎn)品競爭力,共創(chuàng)共贏,共同為國產(chǎn)板級EDA工具的發(fā)展貢獻力量。

    毋庸諱言,新的遠方涉及重新定義新一代工業(yè)軟件的體系架構(gòu),重新定義新一代工業(yè)軟件的標(biāo)準(zhǔn),重新定義云上軟件開發(fā)模式及商業(yè)模式等,非產(chǎn)業(yè)大協(xié)同不足以抵達。唯有集眾智,聚眾力,才能翻越千山萬壑,將最寶貴的工業(yè)制造經(jīng)驗(know-how)沉淀在自己的工業(yè)軟件之上,構(gòu)建生機勃勃的云化工業(yè)軟件新生態(tài),引領(lǐng)國產(chǎn)工業(yè)軟件自主創(chuàng)新和高質(zhì)量發(fā)展!

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    2023-07-10
    從iDME到板級EDA,華為云按下工業(yè)軟件自主創(chuàng)新加速鍵
    集眾智,聚眾力,云改數(shù)轉(zhuǎn),換道超車。

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