從iDME到板級(jí)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(huì)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(duì)外商用新一代云化工業(yè)軟件開發(fā)和運(yùn)營(yíng)平臺(tái)iDME，二是推出云化板級(jí)EDA工具并率先發(fā)布其中的原理圖設(shè)計(jì)工具云服務(wù)——以云的方式重構(gòu)數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)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(dòng)引擎。其從數(shù)據(jù)這個(gè)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，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(dòng)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(jì)自動(dòng)化（Electronic Design Automation），包含芯片和PCB板兩大類。其中板級(jí)EDA工具針對(duì)PCB板，是硬件開發(fā)的前沿技術(shù)載體，電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)不可或缺的基石。華為云板級(jí)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(jì)算領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)以及多年硬件研發(fā)應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，為這一重要的純國(guó)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(guó)工業(yè)軟件實(shí)力羸弱，而制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)迫在眉睫的大背景下，華為云這兩個(gè)產(chǎn)品發(fā)布，對(duì)工業(yè)軟件掀起“云改數(shù)轉(zhuǎn)”的重構(gòu)，將先進(jìn)生產(chǎn)力構(gòu)筑在自主創(chuàng)新的數(shù)字底座之上，按下國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件“換道超車”加速鍵，引發(fā)熱烈反響。

國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件之殤

工業(yè)軟件是我國(guó)工業(yè)制造領(lǐng)域廣大從業(yè)者心頭“長(zhǎng)期的痛”。以電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的“靈魂”EDA軟件為例，目前這個(gè)市場(chǎng)基本上被Synopsys、Cadence、Siemens EDA三家國(guó)際巨頭所壟斷，而國(guó)產(chǎn)EDA廠商創(chuàng)建時(shí)間短，產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力不足，無法撼動(dòng)三大巨頭的強(qiáng)勢(shì)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(chǎng)，以及近2萬億美元的電子信息產(chǎn)業(yè)，進(jìn)而影響著近40萬億美元的數(shù)字經(jīng)濟(jì)，具有極強(qiáng)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(jì)發(fā)展的命脈！ 

和平時(shí)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(guó)際摩擦發(fā)生時(shí)，EDA“卡脖子”的致命威脅就暴露無遺了。統(tǒng)計(jì)顯示自2022年8月美國(guó)商務(wù)部對(duì)EDA軟件實(shí)施新的出口管制以來，已有超過600家中國(guó)企業(yè)、機(jī)構(gòu)等被列入美國(guó)“實(shí)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(jī)構(gòu)的生存安全。

EDA還只是一個(gè)切面，順著EDA看核心的研發(fā)設(shè)計(jì)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(chǎng)被法國(guó)達(dá)索、德國(guó)西門子、美國(guó)PTC以及美國(guó)Autodesk占據(jù)達(dá)90%以上份額；CAE市場(chǎng)被美國(guó)ANSYS、美國(guó)ALTAIR、美國(guó)MSC等公司占據(jù)幾乎全部市場(chǎng)份額；CAM高端市場(chǎng)被德國(guó)SAP與美國(guó)ORACEL公司壟斷90%以上。

IDC數(shù)據(jù)顯示，2019年中國(guó)工業(yè)軟件營(yíng)收占全球工業(yè)軟件營(yíng)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(yíng)收只占全世界的0.6%。與之相對(duì)應(yīng)，我國(guó)已連續(xù)十多年登頂世界第一制造大國(guó)，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(guó)家持續(xù)加碼這一領(lǐng)域的自立自強(qiáng)。2020年《新時(shí)期促進(jìn)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(jì)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(guó)體制集中攻堅(jiān)。此后重磅政策頻出，要求重點(diǎn)突破關(guān)鍵軟件技術(shù)，做大做強(qiáng)軟件產(chǎn)業(yè)，政府也優(yōu)先采購(gòu)國(guó)產(chǎn)化軟件和服務(wù)。政產(chǎn)學(xué)研用各界積極聯(lián)動(dòng)，踏上了以科技自立自強(qiáng)支撐國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的新征途。

華為“云改數(shù)轉(zhuǎn)”謀變

國(guó)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(shí)別總結(jié)出，國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件發(fā)展進(jìn)階面臨幾大關(guān)鍵挑戰(zhàn)，包括產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)、技術(shù)研發(fā)投入不夠、行業(yè)經(jīng)驗(yàn)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(zhǎng)期構(gòu)建起來的競(jìng)爭(zhēng)壁壘。

仍以EDA為例，目前國(guó)內(nèi)EDA廠商仍以點(diǎn)工具為主，只有個(gè)別企業(yè)擁有特定領(lǐng)域/場(chǎng)景的全流程產(chǎn)品，無法與三大巨頭全領(lǐng)域/場(chǎng)景的完整工具鏈相競(jìng)爭(zhēng)；研發(fā)費(fèi)用方面，國(guó)產(chǎn)EDA龍頭企業(yè)與國(guó)際巨頭間差了一個(gè)數(shù)量級(jí)；同時(shí)由于缺乏高端客戶的規(guī)模商用支撐，國(guó)內(nèi)優(yōu)秀的工業(yè)制造行業(yè)經(jīng)驗(yàn)未能沉淀到國(guó)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(guó)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(dòng)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(huì)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(shì)下，工業(yè)制造場(chǎng)景與云計(jì)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(jī)會(huì)；而要釋放工業(yè)數(shù)據(jù)“生產(chǎn)資料”的巨大價(jià)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(jī)遇。采用云化軟件架構(gòu)和SaaS化服務(wù)模式，促進(jìn)行業(yè)整體協(xié)同作戰(zhàn)，沉淀數(shù)據(jù)驗(yàn)證和經(jīng)驗(yàn)積累，有望實(shí)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(rèn)為根技術(shù)仍然是“重中之重”，包括數(shù)據(jù)之根、經(jīng)驗(yàn)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(jí)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?，將?shù)據(jù)按模型關(guān)系天生內(nèi)聚在一起，從而實(shí)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(tái)，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(jià)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(shí)踐，且已經(jīng)過充分的內(nèi)部自用驗(yàn)證。在長(zhǎng)達(dá)5 年的探索和實(shí)踐中，華為內(nèi)部識(shí)別了234個(gè)業(yè)務(wù)對(duì)象，梳理出500多個(gè)不同的數(shù)據(jù)實(shí)體，幾百種對(duì)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(yàn)積累都被融入iDME對(duì)外開放，從局部公測(cè)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(jí)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(jí)EDA工具和國(guó)內(nèi)其他企業(yè)一樣，多為購(gòu)買國(guó)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(jiān)，突破根技術(shù)，引進(jìn)新架構(gòu)，華為成功打造出云原生的原理圖設(shè)計(jì)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(shí)間，經(jīng)歷了數(shù)十萬個(gè)工程實(shí)戰(zhàn)的檢驗(yàn)，保障業(yè)務(wù)連續(xù)性的同時(shí)展現(xiàn)了領(lǐng)先的競(jìng)爭(zhēng)力。

以此次發(fā)布的原理圖設(shè)計(jì)工具為例，其基于云原生技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，融合華為多年研發(fā)數(shù)字化建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)與成果，支持高效、高質(zhì)量電路板設(shè)計(jì)活動(dòng)，能夠?yàn)橛布こ處熖峁┤诰€、一站式的設(shè)計(jì)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(jì)、多人遠(yuǎn)程協(xié)同等高階特性，盡顯云化EDA工具的優(yōu)勢(shì)。經(jīng)過華為內(nèi)部自用驗(yàn)證，該純國(guó)產(chǎn)化工具鏈能將10+萬管腳高復(fù)雜單板的設(shè)計(jì)周期縮短2/3，大幅提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量，同時(shí)確保安全可靠。

據(jù)悉，原理圖設(shè)計(jì)工具還只是第一步，未來華為將對(duì)內(nèi)部自用且驗(yàn)證過的板級(jí)EDA工具鏈進(jìn)行持續(xù)改造，逐步對(duì)社會(huì)開放銷售和使用。綜合來看，板級(jí)EDA的設(shè)計(jì)開發(fā)過程主要包括設(shè)計(jì)需求、原理圖設(shè)計(jì)與審查、PCB版圖設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)現(xiàn)從單點(diǎn)創(chuàng)新走向系統(tǒng)創(chuàng)新，則將進(jìn)一步提升整個(gè)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(jí)EDA，產(chǎn)業(yè)龍頭的“壓強(qiáng)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(yán)，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(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件面臨的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)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(jī)遇轉(zhuǎn)化為工業(yè)軟件業(yè)的“云轉(zhuǎn)數(shù)改”歷史機(jī)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(bào)道顯示，自去年11月發(fā)布并開啟公測(cè)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、益模科技、賽意信息科技、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(shí)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(jì)協(xié)同工作平臺(tái)，基于iDME構(gòu)建了三維CAD數(shù)據(jù)模型，通過“平臺(tái)+APP”的模式靈活地?cái)U(kuò)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(jì)，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(jí)數(shù)據(jù)量、單日接口并發(fā)調(diào)用2.9億次、萬人同時(shí)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(gè)月完成了對(duì)佛山市國(guó)星光電股份有限公司國(guó)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(jí)EDA工具鏈之原理圖設(shè)計(jì)工具，也將開放給合作伙伴及客戶先行先試，同時(shí)將持續(xù)加強(qiáng)和引入板級(jí)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(jí)EDA工具鏈平臺(tái)，提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，共創(chuàng)共贏，共同為國(guó)產(chǎn)板級(jí)EDA工具的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

毋庸諱言，新的遠(yuǎn)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(dá)。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(yàn)（know-how）沉淀在自己的工業(yè)軟件之上，構(gòu)建生機(jī)勃勃的云化工業(yè)軟件新生態(tài)，引領(lǐng)國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件自主創(chuàng)新和高質(zhì)量發(fā)展！

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