宁振波：软件持续发展的动力(2)

图3 支持CAD的PC架构计算机 常规显示器、键盘、磁盘机和打印机已无法满足CAD软件使用，必须添加新外设，例如绘图机、光笔、TABLE‐LAT（光学版，那时没有鼠标）等。然而，外设增多将导致8088CPU处理能力下降。为此，需要在计算机外加一个8089通道处理器，专门处理外部设备数据输入输出。此外，当时8088、8087、8089这3个芯片构成了控制、数学计算和外围设备处理的核心计算机。 2.2 软件体系分工 回顾计算机软件发展历程，1956年才有软件和操作系统。直到1965年前，每台计算机仅存在一个操作系统，相互不统一也不共享。之后，陆续出现了数据库、汇编语言、应用软件等通用软件，如图4所示。

图4 计算机软件体系分工 从通用软件发展到专用软件，存在多种操作系统，例如嵌入式、分布式、实时操作系统、网络操作系统等；数据库包含关系型、层次型、实时数据库、分布式数据库等；编程语言包括汇编语言、FORTRAN、BASIC、COBOL、C+等； 应用软件从信息管理发展到研发设计、生产控制、嵌入式软件等。本文倡导工业软件新生态，将专业软件发展为通用软件，面向航空、汽车、造船等不同行业。例如CATIA、西门子、PTC或AUTODESK，可同时应用于航空、汽车、造船、建筑等行业，如图5所示。

图5 全球工业通用软件 本文以CATIA为例，该软件结构设计功能强大，复杂曲面功能优秀，从点到曲线curve、线架wireframe、曲面surface，最后重构实体。因此，在全球航空工业、汽车复杂外形设计领域广泛使用。 国内最早大规模用CATIA的是中国航空工业集团第一飞机设计研究院，CATIA V5就是近20年在国内使用过程中优化成熟的产物。CATIA V5刚发布时共包括200多个模块，经过第一飞机设计研究院团队分析后，确定真正适用于飞机设计的不到60个，缺乏飞机设计专用功能模块，因此花费高额资金购买了两个CATIA开发包权限。 2000-2002年，在新飞豹设计中第一飞机设计研究院基于开发包开发了几十个CATIA航空专用模块，加上购买的近60个通用模块，共有上百个模块。目前，通过研制新飞豹、空警2000、ARJ21、运20等系列飞机型号，已积累几百个基于CATIA平台自主开发的模块。虽然，各大飞机设计厂商均采用CATIA架构，但第一飞机设计研究院的CAITA与波音、洛马、空客和法国达索系统公司的CATIA完全不一样。 由此可见，如此复杂庞大架构的CATIA，航空工业只能用到一小部分，其中近300个模块可供汽车行业使用的不到30个，大量中小企业可用模块更少。并且，中小企业在资金、高级人才短缺的情况下，根本难以组织团队实现自主开发。 3 中国工业软件新赛道 全世界工业软件龙头企业基本选择通用工业软件发展路线，从人类分工到计算机架构分工，再到系统软件分工。中国的工业软件企业可针对较为完整的工业体系行业，例如家具、箱包、服装、家电和汽车等，开发专用设计、仿真、工艺和制造软件，集中优势研发，与现有成熟工业软件相互结合，如图6所示。