黨的“十六大”提出“以信息化帶動工業(yè)化，以工業(yè)化促進(jìn)信息化”。制造業(yè)信息化是國家信息化的重要組成部分，是制造業(yè)領(lǐng)域全面深入地利用信息技術(shù)，開發(fā)利用制造業(yè)資源，推動制造業(yè)改革與發(fā)展的歷史進(jìn)程。以多學(xué)科集成、CAD、CAE、TDM、MRO一體化為基礎(chǔ)的產(chǎn)品研發(fā)信息化普及是工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，已成為我國制造業(yè)發(fā)展的迫切要求。

一、制造業(yè)信息化宏觀背景

1.1 制造業(yè)發(fā)展得到國家政策大力支持

中國制造業(yè)經(jīng)過60年發(fā)展，已具備了相當(dāng)?shù)闹圃炷芰?，形成了一定的產(chǎn)業(yè)體系，但在高端復(fù)雜產(chǎn)品研發(fā)領(lǐng)域仍比較薄弱，長期依賴進(jìn)口，自主創(chuàng)新能力不足已成為各行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的主要瓶頸。2006年，出臺《國務(wù)院關(guān)于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見》(以下簡稱《意見》);同年，發(fā)布《國家中長期和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》。2009年，在經(jīng)濟(jì)危機(jī)彌漫之際及時發(fā)布《裝備制造業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》。2010年在國務(wù)院頒布的《關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》中將高端裝備制造業(yè)確定為七大新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)之一，高端裝備制造業(yè)被提升到支柱產(chǎn)業(yè)的高度。2006年，出臺的《意見》明確了振興裝備制造業(yè)的工作方向，其中“以科技進(jìn)步為支撐，大力提高裝備制造企業(yè)的自主研發(fā)能力”成為關(guān)注重點(diǎn)。這些政策體現(xiàn)出國家發(fā)展裝備制造業(yè)的戰(zhàn)略意圖與重點(diǎn)。

1.2 中國制造業(yè)已面臨信息化轉(zhuǎn)型

中國是世界制造業(yè)的中心今天已不容置疑。據(jù)聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織估算，2009年，中國將占有全球制造業(yè)11.783萬億美元增加值的17%，超過美國所占有的16%。其中中國制造業(yè)有172類產(chǎn)品產(chǎn)量居世界第一位，世界70%的玩具，50%的電話、鞋，超過1/3的彩電、箱包等都產(chǎn)自中國，制造業(yè)更吸引了大部分外資。但一個不容忽視的現(xiàn)象是，中國制造業(yè)仍處于世界制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的中下游，其國際地位主要體現(xiàn)在總量上，而在質(zhì)量上與發(fā)達(dá)國家仍存在一定的差距。尤其是金融危機(jī)爆發(fā)以后，這種劣勢展現(xiàn)的更加明顯，尤其是一些附加值很高的復(fù)雜產(chǎn)品，差距更是明顯。

IDC于2008年發(fā)布的《中國制造業(yè)白皮書》中，將中國制造業(yè)經(jīng)歷的路程劃分為三個階段，即：憑借勞動力成本低獲得競爭優(yōu)勢階段;通過采用先進(jìn)的機(jī)械及設(shè)備實現(xiàn)工業(yè)化的階段;通過采用信息技術(shù)實現(xiàn)信息化的階段。其中前兩個階段在于保持低成本優(yōu)勢，而第三個階段是為了實現(xiàn)世界級的卓越制造。信息化將通過產(chǎn)品和商業(yè)模式創(chuàng)新來協(xié)助企業(yè)將擴(kuò)展重點(diǎn)轉(zhuǎn)向“知識”工作，從而實現(xiàn)運(yùn)營創(chuàng)新和業(yè)務(wù)增長。

有關(guān)專家認(rèn)為，從中國制造業(yè)發(fā)展環(huán)境分析，以往的核心競爭力是擁有低勞動力成本優(yōu)勢，而目前這種優(yōu)勢正在衰退。加之各種原材料、能源價格的不斷上漲，成本優(yōu)勢更加面臨被遺失殆盡的危險。此外，全民環(huán)保意識的提升，以及知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)的加強(qiáng)，更加對原有的中國制造業(yè)企業(yè)提出了挑戰(zhàn)。

在這種大的環(huán)境下，中國制造業(yè)企業(yè)如何避免興盛一時的工廠紛紛轉(zhuǎn)移至其他國家地區(qū)，而出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)空殼化危機(jī)呢?在成本優(yōu)勢后期，如何轉(zhuǎn)型建立新的核心競爭力呢?這些都無疑中國制造業(yè)提出了信息化轉(zhuǎn)型的信號。

1.3 軟件廠商正迎來巨大機(jī)遇

近年來在自主創(chuàng)新的國策背景下，我國制造業(yè)特別是裝備制造業(yè)發(fā)展速度加快，企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)投入持續(xù)增長，對產(chǎn)品研發(fā)信息化產(chǎn)生巨大的市場需求，產(chǎn)品研發(fā)信息化市場容量和服務(wù)提供者數(shù)量都保持較快增長，其服務(wù)的內(nèi)容和方式不斷創(chuàng)新，同時隨著相關(guān)行業(yè)促進(jìn)政策和監(jiān)管體系的逐步完善，中國產(chǎn)品研發(fā)信息化市場發(fā)展必將迎來更大的歷史發(fā)展機(jī)遇。中國制造業(yè)向信息化轉(zhuǎn)型，也給產(chǎn)品研發(fā)信息化領(lǐng)域的軟件廠商提供了巨大的機(jī)遇。

二、產(chǎn)品研發(fā)信息化行業(yè)的發(fā)展階段

2.1 產(chǎn)品研發(fā)信息化含義

產(chǎn)品的研發(fā)有高端技術(shù)密集、開發(fā)難度大、協(xié)作面廣、多批次、周期長等特點(diǎn)，是一項高度復(fù)雜的系統(tǒng)工程，以復(fù)雜產(chǎn)品新型號研制為例，通常包括設(shè)計、仿真(虛擬樣機(jī))和試驗(物理樣機(jī))和保障等階段：

設(shè)計階段涵蓋總體、分系統(tǒng)和部件多個層次，涉及氣動、結(jié)構(gòu)、控制等多個學(xué)科，需要根據(jù)各學(xué)科之間相互聯(lián)系、相互制約的關(guān)系，考慮成百上千個設(shè)計變量、目標(biāo)、工程約束條件，進(jìn)行大量的方案對比，不斷地進(jìn)行設(shè)計循環(huán)，以最終確定設(shè)計方案。這些特點(diǎn)決定了支持復(fù)雜產(chǎn)品研制的設(shè)計平臺必須是一個高度集成、高度靈活和多層次的復(fù)雜系統(tǒng)。

仿真階段主要用于復(fù)雜產(chǎn)品研制的頂層虛擬驗證，采用數(shù)字化虛擬樣機(jī)技術(shù)，結(jié)合仿真工具軟件，進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、屈曲穩(wěn)定性、動力響應(yīng)、熱傳導(dǎo)、三維多體接觸、彈塑性等力學(xué)性能的分析計算以及結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化設(shè)計，主要目的是極早暴露設(shè)計缺陷，減少物理樣機(jī)、物理試驗，加速產(chǎn)品研制。

試驗驗證是確保產(chǎn)品實際性能指標(biāo)最重要的手段，需要對復(fù)雜產(chǎn)品總體、分系統(tǒng)和各組部件各方面的性能進(jìn)行復(fù)雜的試驗獲得設(shè)計驗證的有效數(shù)據(jù)。通常這些試驗具有測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、測量參數(shù)多、測試設(shè)備種類繁雜、試驗時間跨度大、試驗成本高、試驗協(xié)作面廣、試驗調(diào)配難等特點(diǎn)。

綜合保障是為滿足復(fù)雜產(chǎn)品服役階段完好性要求，降低壽命周期費(fèi)用，綜合考慮復(fù)雜產(chǎn)品的保障問題，改善和提升裝備綜合保障性，實現(xiàn)低值、高效、全面、優(yōu)質(zhì)的裝備全壽命周期綜合保障目標(biāo)的一系列業(yè)務(wù)。綜合保障覆蓋保障性設(shè)計、訓(xùn)練保障、出版物、技術(shù)支援、維修工程、包裝貯運(yùn)和備件、供應(yīng)鏈控制等諸多方面。

因此，產(chǎn)品研發(fā)信息化定義為：以產(chǎn)品核心競爭力為總目標(biāo)、以多學(xué)科數(shù)據(jù)共享和業(yè)務(wù)協(xié)同為技術(shù)途徑、以創(chuàng)新的產(chǎn)品研發(fā)專業(yè)技術(shù)和高速發(fā)展的信息化技術(shù)為手段，貫穿產(chǎn)品設(shè)計、系統(tǒng)仿真、試驗驗證、四性一體化保障等環(huán)節(jié)的研發(fā)信息化軟硬件整體解決方案，是開展產(chǎn)品研發(fā)工作的高效信息化作業(yè)平臺。

2.2 產(chǎn)品研發(fā)信息化的作用

產(chǎn)品研發(fā)信息化是技術(shù)創(chuàng)新的工具，可以幫助企業(yè)擁有更高的研發(fā)協(xié)同能力，整合并高效應(yīng)用現(xiàn)有資源，縮短新產(chǎn)品上市時間、提高產(chǎn)品技術(shù)附加值、降低研發(fā)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，全面推動產(chǎn)品研發(fā)協(xié)同創(chuàng)新。

在制造業(yè)信息化領(lǐng)域，在整個產(chǎn)品生命周期中，在產(chǎn)品研發(fā)過程中可以預(yù)先發(fā)現(xiàn)和排除60%的錯誤，大幅度降低成本。

產(chǎn)品研發(fā)中設(shè)計仿真、試驗測試和綜合保障為制造提供專業(yè)技術(shù)服務(wù)，處于制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的最上游，它們決定了產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)格與重大指標(biāo)，也在一定程度上決定了產(chǎn)品的建造成本。