16|打造软件和数据驱动的数字生产线

万物皆数，数说建筑，欢迎你收听数字建筑20讲（给建筑人的数字转型课）。

大家好！不知道你听过“软件定义”和“数据驱动”这两个概念没有，最近这两年俨然成为了行业的热词，在部委相关领导、专家大咖的发言中，在各种大型行业会议的主题设计中都被屡屡被提起。

1、软件与软件定义

1）什么是软件

尽管我们每天都在谈“软件”，但是许多人对软件还停留在一种笼统的认识，你可能认为就是一个办公软件、设计软件等“显性的、物化的”的工具软件，而实际上“软件”有其更深的逻辑。

走向智能研究院的赵敏认为：软件是运行在芯片中的数据化指令和数据的集合，是一系列按照预定的逻辑和格式编辑好的“0/1”代码系列（程序）。

数字企业研习社的副理事长安筱鹏认为：软件是一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合，本质是事物运行规律的代码化，是指导甚至控制物理世界高效、有序乃至创造性运转的工具，是工业和商业体系的载体，也是人类经验和智慧的结晶。

总的来说，软件是系统运行的代码化，软件的作用是构建数据流动的规则体系。智能制造背后的逻辑也在于建立了一套赛博空间和物理空间的闭环赋能体系，CPS的核心是软件。整体上的逻辑是：运行规律化-规律模型化—模型算法化-算法代码化-代码软件化-软件不断优化和创新物质世界运行。

2）软件发展新特征。智能化时代的软件呈现出嵌入化+云化发展的新特征，工业装备的智能不断升级，主要是因为软件定义技术而实现。各种工业现场、作业流程、装备产品中嵌入式、本地化或者云化的工业软件，构成了中国工业走向智能必不可少的知识平台，成为智能制造最为核心的“软零件、软部件、软装备”。

3）软件正在重新定义一切。继智能手机、平板电脑被软件重新定义之后，电视机、冰箱、鞋子、手表、眼镜等传统工业产品也加入被定义的行列，甚至汽车都在被谷歌重新定义。为各类产品增加一个操作系统后，产品似乎有了魔力；物理功能可以尽量简单，应用功能可以无限丰富；功能可以无限拓展、能力可以不断升级。手机上安装操作系统后，简直成了一个移动计算机，计算、办公、支付、导航、视频、音乐等等功能无所不包。利用智能手机APP软件，通过特斯拉Model S的操作系统，能够控制多媒体功能、通信、客舱功能、车辆功能等，可以实现车辆的远程控制，可以通过互联网实时更新操作系统。

从软件定义的视角看智能制造，就是按照不同工业行业需求，搭建起一个或多个产学研协作定义的工业软件平台，进而在设计、工艺、流程、生产管理、运维管理、C2M、产品全生命周期管理等各个细分领域开展各行业的工业软件攻关，最终搭建智能化的软件协作开发与调度分发平台，将各类工业软件特别是APP部署到各工业行业制造全流程、产品全生命周期以及产消互动的全场景，在更大的范围、更广维度实现制造资源优化配置，并提供新型服务。因此，我国工业行业应高度重视工业技术软件化，以分行业的工业软件平台建设带动软件定义技术发展，推动智能制造在我国加速落地。

2、软件定义和数据驱动的关系

1）一方面是软件的嵌入化+云化发展的新特征带来了数据的激增，产生了大数据。软件渗透于企业的研发设计、生产制造、经营管理、运营维护等全流程领域，作用于工业产品的全生命周期的管理。这带来了数据的激增。

同时，大数据的流动机制也反应着世界的运行规律，并为下一步动作提供决策。例如：我们打开手机移动应用Uber，APP页面会有优惠码提示：转发优惠码，如有下线使用该优惠码，你将获得优惠；在用车时，APP会根据坐车时间段和车辆紧张程度，提醒溢价的倍数，你如果不接受，则订单取消；打车结束后，APP自动选择优惠券进行结算，无需手动选择；最后你的邮箱将收到此次打车的中英文版本的邮件。整个过程全部由系统自动完成，无需人工决策。包括转发优惠码的部分，也是由系统自动提醒，刺激用户点击完成的。

由此可见，数据驱动是通过移动互联网或者其他的相关软件为手段采集海量的数据，将数据进行组织形成信息，之后对相关的信息进行整合和提炼，在数据的基础上经过训练和拟合形成自动化的决策模型。当新的情况发生，新数据输入的时候，系统可以用前面建立的模型以人工智能的方式直接进行决策。

2）另一方面，数据流动的规则体系离不看软件。而数据的自动流动，正确的数据在正确的时间，以正确的方式传递给正确的人和机器，正确与否的核心是软件、是算法、是模型。软件是一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合，本质是事物运行规律的代码化，作用是构建数据流动的规则体系，是指导甚至控制物理世界高效、有序乃至创造性运转的工具，是工业和商业技术体系的载体，也是人类经验、知识和智慧的结晶。

3、打造软件和数据驱动的数字生产线

数字化带来巨大的价值将在制造业和建筑业各个环节中得到体现，对于工厂规划人员和生产经理或项目来说，今天所面临的重大挑战是大数据的运用，如何将工厂/施工工地的里大量的、分散的杂乱数据进行结构化处理，怎样转化为可用的智能数据，并将数据融合到操作系统里，让工作流程更好地可视化。

例如：从物料的处理到工具管理，以及工作流程的安排，未来制造全部实现数字化，工厂可以快速、灵活的方式分批生产。各个智能生产单元除了完成各自任务以外，还会与其它环节相互呼应。因为，数据通信打通了他们之间的隔阂。此外，生产监控过程将是可以远程访问，不管在何时何地都能了解到工厂的状态。制造过程从供应商到设计、制造再到物流配送和消费者，这个复杂的组成不可能在同一时间地点上完成，而数字化技术可以弥补这些短板。

4、数字建筑平台赋能，打造软件和数据驱动的数字生产线

数字建筑平台将工厂生产与施工现场实时连接并智能交互，实现工厂和现场一体化以及全产业链的协同，使图纸细化到作业指导书、任务排程最小到工序、工序工法标准化，最终将建造过程提升到工业级精细化水平，达成浪费最小化、价值最大化。在生产工厂，通过“全数字化样品”，加工数据可以无缝传递到数字化加工设备，进行自动化的数字加工和柔性生产。在施工现场，将工厂生产的构件、部品部件进行装配式施工，还可利用智能化设备进行精密安装与质量检验，提高效率与精确度，最终实现两厂/场联动。

小结：好了，这一讲就讲到这里，通过这一课相信你对软件和数据驱动重新有了更深的联系，为实际工作中构建软件和数据驱动的数字生产线提供更好的决策支撑。

最后我们留个思考题：

——课后思考题——

你认为在打造软件和数据驱动的数字生产线中，最大挑战或最难的工作是什么？谈谈你的顾虑和想法？