叢書前言
當(dāng)今世界正經(jīng)歷百年未有之大變局。國家綜合實力由工業(yè)保障，工業(yè)發(fā)展由工業(yè)軟件驅(qū)動，工業(yè)軟件正在重塑工業(yè)巨人之魂。
習(xí)近平總書記在2021年5月28日召開的兩院院士大會、中國科協(xié)第十次全國代表大會上發(fā)表了重要講話：“科技攻關(guān)要堅持問題導(dǎo)向，奔著最緊急、最緊迫的問題去。要從國家急迫需要和長遠(yuǎn)需求出發(fā)，在石油天然氣、基礎(chǔ)原材料、高端芯片、工業(yè)軟件、農(nóng)作物種子、科學(xué)試驗用儀器設(shè)備、化學(xué)制劑等方面關(guān)鍵核心技術(shù)上全力攻堅，加快突破一批藥品、醫(yī)療器械、醫(yī)用設(shè)備、疫苗等領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)。”
國家最高領(lǐng)導(dǎo)人將工業(yè)軟件定位于“最緊急、最緊迫的問題”，是“國家急迫需要和長遠(yuǎn)需求”的關(guān)鍵核心技術(shù)，史無前例，開國首次，彰顯了國家對工業(yè)軟件的高度重視。機械工業(yè)出版社此次領(lǐng)銜組織出版這套“工業(yè)軟件叢書”，秉持系統(tǒng)性、專業(yè)性、全局性、先進(jìn)性的原則，開展工業(yè)軟件生態(tài)研究，探索工業(yè)軟件發(fā)展規(guī)律，反映工業(yè)軟件全面信息，匯總工業(yè)軟件應(yīng)用成果，助力產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。這套叢書是以實際行動落實國家意志的重要舉措，意義深遠(yuǎn)，作用重大，正當(dāng)其時。
本叢書分為產(chǎn)業(yè)研究與生態(tài)建設(shè)、技術(shù)產(chǎn)品、支撐環(huán)境三大類。
在工業(yè)軟件的產(chǎn)業(yè)研究與生態(tài)建設(shè)大類中，列入了工業(yè)技術(shù)軟件化專項研究、工業(yè)軟件發(fā)展生態(tài)環(huán)境研究、工業(yè)軟件分類研究、工業(yè)軟件質(zhì)量與可靠性測試、工業(yè)軟件的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范研究等內(nèi)容，希望從頂層設(shè)計的角度讓讀者清晰地知曉，在工業(yè)軟件的技術(shù)與產(chǎn)品之外，還有很多制約工業(yè)軟件發(fā)展的生態(tài)因素。例如工業(yè)軟件的可靠性、安全性測試，還沒有引起業(yè)界足夠的重視，但是當(dāng)工業(yè)軟件越來越多地進(jìn)入各種工業(yè)品中，成為“軟零件”“軟裝備”之后，工業(yè)軟件的可靠性、安全性對各種工業(yè)品的影響將越來越重要，甚至就是“一票否決”式的重要。至于制約工業(yè)軟件發(fā)展的政策、制度、環(huán)境，以及工業(yè)技術(shù)的積累等基礎(chǔ)性的問題，就更值得予以認(rèn)真研究。
工業(yè)軟件的技術(shù)產(chǎn)品大類是一個生機勃勃、不斷發(fā)展演進(jìn)的龐大家族。據(jù)不完全統(tǒng)計，工業(yè)軟件有近2萬種。面對如此龐大的工業(yè)軟件家族，如何用一套叢書來進(jìn)行一場“小樣本、大視野、深探底”的表述，是一個巨大的挑戰(zhàn)。就連“工業(yè)軟件”術(shù)語本身，也是在最初沒有定義的情況下，伴隨著工業(yè)軟件的不斷發(fā)展而逐漸產(chǎn)生的，形成了一個“用于工業(yè)過程的所有軟件”的基本共識。如果想準(zhǔn)確地論述工業(yè)軟件，從范疇上說，要從國家統(tǒng)計局所定義的“工業(yè)門類”出發(fā)，把應(yīng)用在礦業(yè)、制造業(yè)、能源業(yè)這三大門類中的所有軟件都囊括進(jìn)來，而不能僅僅把目光放在制造業(yè)一個門類上；從分類上說，既要顧及現(xiàn)有分類（如CAX、MES等），也要著眼于未來可能的新分類（如工研軟件、工管軟件等）；從架構(gòu)上說，既要顧及傳統(tǒng)架構(gòu)（如ISA95）的軟件，也要考慮到基于云架構(gòu)（如SaaS）的訂閱式軟件；從所有權(quán)上說，既要考慮到商用軟件，也要考慮到自用軟件（in-house software）；等等。本叢書力爭做到從不同的維度和視角，對各種形態(tài)的工業(yè)軟件都能有所展現(xiàn)，勾勒出一幅工業(yè)軟件的中國版圖，盡管這種展現(xiàn)與勾勒，很可能是粗線條的。
工業(yè)軟件的支撐環(huán)境是一個不可缺失的重要內(nèi)容。數(shù)據(jù)庫、云技術(shù)、材料屬性庫、圖形引擎、過程語言、工業(yè)操作系統(tǒng)等，都是支撐各種形態(tài)的工業(yè)軟件實現(xiàn)其功能的基礎(chǔ)性的“數(shù)字底座”�；�礎(chǔ)不牢，地動山搖，遑論自主，更無可控。沒有強大的工業(yè)軟件所需要的運行支撐環(huán)境，就沒有強大的工業(yè)軟件。因此，工業(yè)軟件的“數(shù)字底座”是一項必須涉及的重要內(nèi)容。
在基礎(chǔ)篇中，本書首先提出了對“新工業(yè)”的認(rèn)識和理解，指出工業(yè)知識與工業(yè)軟件是“新工業(yè)”重要的生產(chǎn)要素與生產(chǎn)工具，同時又是生產(chǎn)產(chǎn)物的重要組成部分，而知識工程則是連接工業(yè)知識與工業(yè)軟件的橋梁。
在此背景下，體系篇進(jìn)一步介紹了認(rèn)知“知識”，特別是工業(yè)知識的“金字塔模型”，知識工程的體系，特別是知識體系的內(nèi)涵，以及對其進(jìn)行評估的知識工程成熟度模型。
對工業(yè)知識的基礎(chǔ)概念和體系架構(gòu)進(jìn)行清晰闡述之后，技術(shù)篇從技術(shù)層面介紹工業(yè)知識的采集、加工和表達(dá)，以及軟件化、模型化和平臺化。這形成了面向工業(yè)應(yīng)用的知識工程平臺。最后，本篇對各個階段所用到的技術(shù)、工具和相關(guān)方法展開了詳盡的介紹，包括基于知識平臺進(jìn)行工業(yè)知識的應(yīng)用與創(chuàng)新的整個過程。
實踐篇圍繞如何為企業(yè)或組織實施知識工程的問題，提出了實施知識工程的方法論DAPOSI。該方法論的介紹充分融合了近兩年我們自身的經(jīng)驗總結(jié)和實踐。此方法論包括六個階段:定義階段（Define）、分析階段（Analyze）、定位階段（Position）、構(gòu)建階段（Organize）、模擬階段（Simulate）、實施階段（Implement）。DAPOSI方法論在不同行業(yè)和企業(yè)落地，需要根據(jù)其業(yè)務(wù)現(xiàn)狀、信息化程度等形成適合本行業(yè)、本組織的落地實踐方案，因此在本篇中同時提出了知識工程落地實踐的基本策略，以及在各行業(yè)落地的典型案例，以期為讀者提供有益借鑒。
知識工程“讓工業(yè)植入軟件基因，讓制造裝上知識引擎”!本書旨在能夠為更多人了解工業(yè)軟件發(fā)展和企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型盡綿薄之力。希望讀者能夠在閱讀后提出寶貴的意見和建議。
最后，衷心感謝趙敏老師、郭朝暉老師、王美清老師、馮升華老師、楊春暉老師等為本書提供素材和寶貴建議。他們對于工業(yè)知識軟件化的核心觀點也在本書中有所體現(xiàn)。