二者年代領(lǐng)域不同

工業(yè)軟件的出現(xiàn)要早很多年。工業(yè)軟件源于工業(yè)IT領(lǐng)域，業(yè)界比較公認(rèn)的第一款工業(yè)軟件是1957年出現(xiàn)的一款名為PRONTO的數(shù)控程序編制軟件，由“CAD/CAM之父”PatrickJ.Hanratty博士在GE工作時(shí)開發(fā)。若以此為起點(diǎn)，工業(yè)軟件已有64年的歷史了；若以美國宇航局（NASA）在1966年開發(fā)的世界首款CAE軟件NASTRAN起算，也有55年的歷史。自20世紀(jì)70年代起，各種類型的工業(yè)軟件爆發(fā)式增長。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的源頭是工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。1999年物聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)后，2002年出現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，2007-2008年中國企業(yè)開始在世界上首次使用“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”術(shù)語。數(shù)年后，工業(yè)內(nèi)部誕生的工業(yè)以太網(wǎng)與工業(yè)外部誕生的物聯(lián)網(wǎng)匯合到了一起，形成了今天的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。

二者用途目的不同

筆者在《鑄魂：軟件定義制造》前言中寫道：工業(yè)軟件是工業(yè)化的頂級產(chǎn)物。

工業(yè)軟件如容器一般盛裝了人類的工業(yè)知識，給制造業(yè)帶來兩大巨變：一是改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)和運(yùn)維方式，產(chǎn)品隨時(shí)在賽博空間迭代優(yōu)化，使制造過程敏捷精準(zhǔn)；二是塑造了產(chǎn)品的“五官”和“大腦”，產(chǎn)品在物理空間的行為隨場景而自動(dòng)調(diào)整。由此，交互式工業(yè)軟件主要在賽博空間定義數(shù)字產(chǎn)品的形、態(tài)、發(fā)展演變規(guī)律等，嵌入式工業(yè)軟件主要在物理空間定義物理產(chǎn)品的形、態(tài)、發(fā)展演變規(guī)律等。

工業(yè)軟件可以理解為一種用“數(shù)字腦”代替人腦的過程輔助產(chǎn)品研制，控制機(jī)器運(yùn)行，其關(guān)鍵詞是“定義”———定義賽博和物理兩個(gè)空間的各種人造系統(tǒng)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是連接各種泛工業(yè)終端（如人、機(jī)、料、法、環(huán)、測等）的網(wǎng)絡(luò)，總體上說是一種包含了各種工業(yè)物理設(shè)備、傳感器、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、嵌入式系統(tǒng)或工業(yè)電腦的復(fù)合型裝備網(wǎng)絡(luò)，是新型的工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)既可以從IT層向下扎根，進(jìn)入OT層，也可以從OT層向上生長，進(jìn)入IT層。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的主要用途是加速“知識自動(dòng)流動(dòng)”，進(jìn)而促進(jìn)工業(yè)資源的優(yōu)化配置。其關(guān)鍵詞是“連接”———連接賽博空間和物理空間的各種系統(tǒng)，從正確的物理聯(lián)接，到正確的數(shù)據(jù)聯(lián)接，再到正確的邏輯聯(lián)接。

二者發(fā)展趨勢不同

工業(yè)軟件的類別有很多，筆者在《鑄魂：軟件定義制造》書中列出了幾百種不同的工業(yè)軟件。南山工業(yè)書院林雪萍在《工業(yè)軟件無盡的邊疆：寫在“十四五”專項(xiàng)之前》一文中提到：“大概有5000多家工業(yè)軟件供應(yīng)商提供了近2萬種不同的工業(yè)軟件。而實(shí)際上，大量的工業(yè)軟件并未被收錄，因此實(shí)際數(shù)目要遠(yuǎn)大于此。”

工業(yè)軟件以工具軟件為主流，傾向于“特立獨(dú)行”，分類上趨于發(fā)散，不同的工業(yè)軟件廠商，喜歡以不同的架構(gòu)，不同的高級語言，面向不同的工業(yè)細(xì)分領(lǐng)域，開發(fā)不同的工具軟件。盡管也有諸如PLM或類似的平臺類軟件進(jìn)行集成，但是能被PLM集成的工業(yè)軟件的數(shù)量是有限的。大量的工業(yè)軟件是分散、游離在PLM之外的。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)從一誕生就以“聯(lián)接+集成”為己任，以開發(fā)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺為導(dǎo)向。而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺又起到了一個(gè)“工業(yè)操作系統(tǒng)”的作用。

因此，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺就相當(dāng)于一個(gè)集成大平臺。理想情況下，各種工業(yè)APP都以SaaS的方式運(yùn)行在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺本身（類似PLM的新型工業(yè)軟件）以及運(yùn)行在其上的工業(yè)APP（基于微服務(wù)的新型工業(yè)軟件），分類上趨于集成。

二者層次架構(gòu)不同

在《鑄魂：軟件定義制造》書中，筆者將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)三層結(jié)構(gòu)與電腦網(wǎng)絡(luò)的三層結(jié)構(gòu)做了一個(gè)類比?？梢钥闯觯讓佑晒I(yè)終端設(shè)備組成的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以類比電腦；中層的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺（也稱工業(yè)操作系統(tǒng)、工業(yè)安卓），可類比電腦常用操作系統(tǒng)，如iOS、安卓、塞班等；工業(yè)APP是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上的新型工業(yè)軟件，可類比電腦上的應(yīng)用軟件。

按照目前國家統(tǒng)計(jì)局的經(jīng)濟(jì)分類標(biāo)準(zhǔn)，工業(yè)軟件僅僅屬于電腦應(yīng)用軟件的一個(gè)子集。二者之間雖然都是類似的三層結(jié)構(gòu)，但是交互式工業(yè)軟件通常運(yùn)行在電腦單機(jī)或局域網(wǎng)上，屬于傳統(tǒng)ISA95架構(gòu)，而工業(yè)APP運(yùn)行在基于云架構(gòu)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上，屬于微服務(wù)架構(gòu)。

交互式工業(yè)軟件屬于應(yīng)用層，嵌入式工業(yè)軟件屬于設(shè)備的邊緣層，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)總體上屬于工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施。如果沒有說明與哪一部分工業(yè)軟件對標(biāo)，泛泛地比較“工業(yè)軟件與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，或討論二者之間的從屬關(guān)系，通常是說不清楚的。

二者計(jì)算模式不同

工業(yè)軟件和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)都離不開計(jì)算。計(jì)算模式的不同或許是二者最大的不同。

在計(jì)算上，基于統(tǒng)計(jì)學(xué)的云計(jì)算和基于MBSE（基于模型的系統(tǒng)工程）的工程計(jì)算，是兩種截然不同的計(jì)算模式。

云平臺提供的并行計(jì)算的模式是，假如要算10億條數(shù)據(jù)的平均值，如果單機(jī)算力不夠快，可以把計(jì)算平均分配到10個(gè)節(jié)點(diǎn)上，每個(gè)節(jié)點(diǎn)各算1億條數(shù)據(jù)，算完以后，10個(gè)計(jì)算結(jié)果發(fā)送到某一臺主機(jī)上去做匯總。這個(gè)過程中，10個(gè)節(jié)點(diǎn)計(jì)算完成的時(shí)間點(diǎn)是隨機(jī)的，但是算出結(jié)果的先后次序并不產(chǎn)生問題，因?yàn)楦鞴?jié)點(diǎn)之間彼此沒有耦合關(guān)系，這樣就可以并行計(jì)算，對計(jì)算節(jié)點(diǎn)的調(diào)用也是算完即釋放計(jì)算資源，不再占用?，F(xiàn)在的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)PaaS層的微服務(wù)，采用的就是這種計(jì)算模式，理想情況下，每個(gè)微服務(wù)都是一個(gè)計(jì)算任務(wù)（算法+數(shù)據(jù)），調(diào)用IaaS層的算力完成計(jì)算。

工業(yè)軟件中基于MBSE的計(jì)算就不同了，計(jì)算任務(wù)之間是串行模式。比如有一個(gè)CAE大計(jì)算任務(wù)，要分成10個(gè)計(jì)算任務(wù)，任務(wù)1算完了以后，然后再交給任務(wù)2，然后再交給任務(wù)3……因?yàn)槿蝿?wù)2要得到任務(wù)1的輸出數(shù)據(jù)作為自身計(jì)算的輸入，才能做計(jì)算，同樣，任務(wù)3也要得到任務(wù)2的輸出數(shù)據(jù)才能做計(jì)算，而且可能任務(wù)8、9、10一直占用計(jì)算資源。因此，一個(gè)CAE大計(jì)算任務(wù)往往是在單機(jī)上跑，不能被拆分到若干個(gè)主機(jī)去做并行計(jì)算。即使是做多主機(jī)協(xié)同仿真，把大任務(wù)切成不同的計(jì)算任務(wù)到不同主機(jī)節(jié)點(diǎn)上計(jì)算，就必須要事先做好配置———任務(wù)1的輸出結(jié)果要給任務(wù)2，同時(shí)把任務(wù)1部署到某一個(gè)節(jié)點(diǎn)上，任務(wù)2要部署到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)上，然后讓兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間保持通信，同時(shí)任務(wù)2的輸出結(jié)果要給任務(wù)3……這些計(jì)算任務(wù)之間具有典型的“緊耦合”關(guān)系。

例如用CAE軟件對一桌臺球進(jìn)行運(yùn)動(dòng)與碰撞仿真時(shí)，程序需要對每個(gè)球的位置、速度、方向等數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，而不能將這些數(shù)據(jù)交由外部程序進(jìn)行管理，上下文數(shù)據(jù)之間呈現(xiàn)出依賴度極高的“緊耦合”關(guān)系。

部署在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上的工業(yè)APP，目前普遍采用了微服務(wù)架構(gòu)，調(diào)用了IaaS層云計(jì)算的算力。但是，即使是先天帶有并行計(jì)算便利性的微服務(wù)，在組成工業(yè)APP組件時(shí)，也需要遵循工業(yè)軟件中的MBSE的串行計(jì)算模式，把每一個(gè)微服務(wù)都作為一個(gè)一個(gè)的計(jì)算任務(wù)進(jìn)行協(xié)同計(jì)算的配置，上下文數(shù)據(jù)之間必須是“緊耦合”關(guān)系，才能實(shí)現(xiàn)工業(yè)APP的計(jì)算功能。

云計(jì)算的并行計(jì)算和微服務(wù)的核心是“無狀態(tài)服務(wù)”計(jì)算模式。所謂“無狀態(tài)服務(wù)”的技術(shù)特點(diǎn)就是不對處理的上下文數(shù)據(jù)進(jìn)行保存和管理。換句話說，每個(gè)計(jì)算的輸入數(shù)據(jù)均來自服務(wù)的外部輸入，同時(shí)計(jì)算結(jié)果的輸出也不會(huì)在微服務(wù)內(nèi)部保存，通常會(huì)輸出給外部應(yīng)用或數(shù)據(jù)庫。“無狀態(tài)服務(wù)”計(jì)算模式的優(yōu)點(diǎn)在于可以通過集群化部署，實(shí)現(xiàn)并行計(jì)算、高可用性和彈性伸縮等特性。但缺點(diǎn)在于，當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)經(jīng)典軟件架構(gòu)時(shí)，微服務(wù)架構(gòu)反而會(huì)把簡單的問題復(fù)雜化，并極大提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)的難度。因?yàn)樵?ldquo;無狀態(tài)計(jì)算”的模式下，不得不借助程序外部的上下文管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)有狀態(tài)計(jì)算，而目前的技術(shù)體系在處理此類問題時(shí)并不理想，既缺少實(shí)時(shí)性，也缺少靈活性。

綜上所述，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上研發(fā)一款MBSE工業(yè)APP時(shí)，設(shè)計(jì)人員會(huì)面臨上述的兩難問題：一方面是微服務(wù)因“無狀態(tài)服務(wù)”特性所存在的短板，另一方面是經(jīng)典架構(gòu)的高門檻。

工業(yè)軟件與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，也有一些相同、類似之處。

二者的相似之處

二者都帶有“工業(yè)”的標(biāo)簽

第一個(gè)相似之處是二者都帶有“工業(yè)”這個(gè)與生俱來的標(biāo)簽。因?yàn)楣I(yè)軟件和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的源頭都是誕生于工業(yè)領(lǐng)域，時(shí)至今日，這個(gè)基本格局仍然沒有變；早期的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)誕生于基于工業(yè)自動(dòng)化的需求而產(chǎn)生的工業(yè)以太網(wǎng)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的嵌入式軟件是工業(yè)軟件之一

第二個(gè)相似之處，是前面提到在機(jī)器設(shè)備的PLC和各種控制單元（CU）中就有嵌入式工業(yè)軟件，如各種固定的生產(chǎn)設(shè)備和移動(dòng)的運(yùn)載車輛，它們往往以固件的形式運(yùn)行在機(jī)器設(shè)備的嵌入式系統(tǒng)中，打包在設(shè)備中整體銷售，不單獨(dú)計(jì)算或統(tǒng)計(jì)，因此大多不為人知。機(jī)器設(shè)備中的嵌入式工業(yè)軟件，可以算作是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的一部分?；蛘哒f，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣層（終端）中的嵌入式軟件是工業(yè)軟件之一。

越來越多的工業(yè)軟件進(jìn)入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺

第三個(gè)相似之處，是伴隨著軟件工具上云、業(yè)務(wù)系統(tǒng)上云、工業(yè)APP開發(fā)的過程，很多傳統(tǒng)架構(gòu)的工業(yè)軟件已經(jīng)開始向云端遷移。同時(shí)，基于云的CAD、CAE、MES、PDM、ERP等軟件也不斷涌現(xiàn)。因此，新型架構(gòu)的工業(yè)軟件進(jìn)入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，加強(qiáng)工互聯(lián)網(wǎng)平臺的應(yīng)用與服務(wù)，就成為了一個(gè)發(fā)展趨勢。

 

即使傳統(tǒng)架構(gòu)的工業(yè)軟件經(jīng)過云化遷移到了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上，形成了工業(yè)APP，形成了統(tǒng)一應(yīng)用界面，但是其MBSE的天性，仍然要求工業(yè)APP必須按照MBSE的模式進(jìn)行串行計(jì)算。

比較工業(yè)軟件和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的異同之處是一個(gè)很難做的工作，因?yàn)闅v史和現(xiàn)實(shí)、傳統(tǒng)和前沿、獨(dú)立和融合等多種因素綜合在了一起，任何的厘清和辨析嘗試，都既需要“博古通今，從頭說起”，也需要“專業(yè)貫通，跨界融合”。

傳統(tǒng)架構(gòu)的工業(yè)軟件已經(jīng)存在了60多年，而且因?yàn)楣I(yè)的需要，還將繼續(xù)存在很長時(shí)間，并不會(huì)因?yàn)椴糠止I(yè)軟件的云化和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃興起而被完全替代。尤其是工業(yè)邏輯天生帶有MBSE的基因，不是融入一些新架構(gòu)或新計(jì)算工具就可以輕易改變的。

現(xiàn)在，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的高歌猛進(jìn)，又讓很多不同專業(yè)的技術(shù)跨界融合在了一起，帶來了高度的技術(shù)復(fù)雜性和多元化的觀察視角。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，既不是某些ICT領(lǐng)域所認(rèn)知和定義的一張電信互聯(lián)網(wǎng)，也不是某些工業(yè)領(lǐng)域所認(rèn)知的機(jī)器設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)，更不是傳統(tǒng)架構(gòu)工業(yè)軟件領(lǐng)域所認(rèn)知和定義的軟件集成和云化。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)比以上三者要更綜合、更強(qiáng)大。

工業(yè)軟件與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)從幾十年前到今天，二者都是長期獨(dú)立存在，但是其本身都在變化，也正在發(fā)生交匯與融合：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中包含了大部分嵌入式工業(yè)軟件，工業(yè)軟件中也加入了新型的基于微服務(wù)架構(gòu)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)APP。盡管如此，兩個(gè)領(lǐng)域仍然界線清晰，特色分明，“五不同三相似”是一個(gè)基本的現(xiàn)狀。