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“软件定义”世界 推动产业高质量发展

从使能技术角度看,软件是信息技术产业的灵魂。当前,软件技术不仅引领信息技术产业的变革,在很多传统领域中的存在比重和重要性也在不断加大,在支持这些传统领域产业结构升级换代甚至颠覆式创新的过程中起到核心关键作用,并进一步加速重构了全球分工体系和竞争格局。
发布时间:2018-11-19 09:24        来源:中国电子报        作者:顾建萍

——访中国科学院院士梅宏

从使能技术角度看,软件是信息技术产业的灵魂。当前,软件技术不仅引领信息技术产业的变革,在很多传统领域中的存在比重和重要性也在不断加大,在支持这些传统领域产业结构升级换代甚至颠覆式创新的过程中起到核心关键作用,并进一步加速重构了全球分工体系和竞争格局。无所不在的软件,正在走出信息世界的范畴,开始深度渗透到物理世界和人类社会,开始扮演着重新定义整个世界的重要角色。在这个意义上,我们正在进入一个“软件定义”的时代。

近日,就软件产业发展的一些热点问题,《中国电子报》记者对中国科学院院士梅宏进行了专访。

软件产业发展可圈可点

记者:软件和信息服务业是引领科技创新、驱动经济社会转型发展的核心力量。您怎么看待改革开放40年尤其是党的十八大以来我国软件产业发展取得的主要成就?

梅宏:改革开放以来,尤其是党的十八大以来的软件产业发展可圈可点。具体体现在4个方面:一是产业总体规模持续壮大提升。2017年,我国软件产业规模达到5.5万亿元,占电子信息产业的比重接近30%,软件企业3.5万家。2018年1-8月,我国软件和信息技术服务业完成软件业务收入3.95万亿元,同比增长14.8%。二是创新能力不断增强。行业重点企业的研发投入强度接近11%,软件著作权登记量突破70万件。阿里YunOS等国产移动操作系统终端装机量过亿,WPS办公软件全球拥有超过8亿用户,新一代移动浏览器活跃用户数量超过5亿。三是支撑两化融合成效明显。航天、航空、机械、汽车、轨道交通装备等行业数字化设计工具普及率超过85%,钢铁、石化、有色、煤炭、纺织、医药等行业关键工艺流程数控化率超过65%。目前国内从事工业软件和系统集成的企业已经超过千家。四是产业集聚发展态势良好。全国软件业务收入达到千亿元的城市达到15个,软件业务收入占全国比重达到78%。全国各类软件园区数量达到160个,汇集超过75%以上的软件企业,园区软件业务收入总和占全国的70%。2018年1-8月,全国15个副省级中心城市实现软件业务收入2.2万亿元,占全国软件业的比重为55%,同比增长14.2%。我国软件产业发展取得的成绩,与国家高度重视、地方积极作为以及企业自身的奋发努力密不可分。在国家层面,国家持续推动软件企业享受税收优惠政策,降低企业成本,极大改善了软件产业的发展环境;中国软件名城建设的深入推进,充分发挥地方发展的积极性,促进了地方软件产业发展;公共服务体系的日趋完善,也为软件产业快速发展提供了重要保障。

记者:这几年软件产业发展的特点和亮点是什么?

梅宏:我认为,软件产业这几年发展的最大特点和亮点在于:

基础软件创新发展取得新成效。国产操作系统、中间件、数据库、办公套件等基础软硬件产品成熟度与国际主流产品差距显著缩小,安全可靠信息系统实现基本“可用”关键技术突破,基于安全可靠平台的云计算、大数据、人工智能等新型解决方案研发取得阶段性成果,已经能够满足万人规模办公应用需求,在政务、金融、交通等重要领域安全可靠应用规模逐步扩大。

新兴领域创新活跃。一批骨干企业转型发展取得了实质性进展,平台化、网络化、服务化的商业模式创新成效显著,涌现出社交网络、搜索引擎、位置服务等一批创新型产品和服务。企业实力不断增强,企业研发创新和应用服务能力大幅提高,国际影响力显著提升。一批创新型互联网企业加速发展,开始进入国际第一阵营,比如,根据2018年统计,全球互联网企业市值前10强中,中国企业已经占据3席[1]。

记者:目前制约我国软件产业发展的主要问题有哪些?

梅宏:我国软件产业与美国、日本等发达国家相比,依然存在较大差距,整体“大而不强”、“缺芯少魂”的局面仍未改善。

第一,产业基础薄弱。基础软件、工业软件等领域研发周期长、成本高、风险大,社会资本缺乏投入意愿。目前,国产操作系统、数据库的国内市场占有率不足5%,研发设计类工业软件80%以上依靠进口,底层开发工具、测试软件等几乎全部由国外企业垄断。

第二,软件价值得不到合理彰显。由于软件产品易于复制,加上国内知识产权保护不到位,导致“重硬轻软”现象严重。据统计,我国信息产业营收中软、硬件比例为29:71,而全球平均水平为55:45。软件价值与市场价格的不匹配,导致缺乏具有国际影响力和品牌知名度的企业,国内软件业务收入超百亿元的企业仅17家。

第三,国产化推广应用困难。国外产品先入为主,形成了生态锁定。用户供应链安全责任机制不明确,国产基础软件仅在少数行业取得应用突破,政府采购市场对国产软件的带动仍明显不足。

第四,人才瓶颈问题突出。传统产业转型和新兴产业发展对软件人才的需求激增,国内人才缺口持续拉大,高端复合型人才仍然严重不足。

软件“基础设施化”促进生产方式升级

记者:新时代下发展软件产业,对于推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合具有怎样的意义?

梅宏:首先,软件引领信息技术产业变革。互联网、大数据、人工智能等信息技术深刻改变了人类的生产和生活方式,从使能技术的视角看,这些信息技术背后是软件,软件是“灵魂”,所有新的信息技术应用、平台和服务模式,均离不开软件技术作为基础支撑。其次,软件推动实体经济转型升级与提质增效。在汽车、能源、制造、零售等传统领域,软件在支持这些传统领域产业结构升级换代甚至颠覆式创新的过程中起到核心关键作用,并进一步加速重构了全球分工体系和竞争格局。概括而言,软件是推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合发展的重要引擎。

特别需要指出的是,目前,软件正在呈现出“基础设施化”的趋势。一方面,软件自身已成为信息技术应用基础设施的重要构成成分,以平台方式为各类信息技术应用和服务提供基础性能力和运行支撑。另一方面,数字经济时代人类社会经济活动高度依赖信息基础设施,作为信息基础设施的重要构成成分,软件正在“重新定义”传统物理世界基础设施和社会经济基础设施,赋予其新的能力和灵活性,成为促进生产方式升级、生产关系变革、产业升级、新兴产业和价值链的诞生与发展的重要引擎。软件“赋能、赋值、赋智”的作用正在被加速和加倍放大,对人类社会的运行和人类文明的发展进步起到重要的支撑作用。借用C++编程语言发明者Bjarne Stroustrup的话,“人类文明运行在软件之上(Our civilization runs on software)”。

“软件定义”赋予资源新价值

记者:您在很多场合提到“软件定义”并指出我们已经进入“软件定义”时代。您觉得“软件定义”时代会面临怎样的技术挑战?

梅宏:“软件定义”是利用软件可编程的特性,为物理资源和系统赋予更加灵活的使用方式和新的价值,是信息时代满足多样化需求的有效手段。“软件定义”的本质是硬件资源的虚拟化和管理任务的可编程化,将传统的“一体式”硬件分解为“虚拟化硬件+管控软件”,为用户提供更开放、更灵活、更智能的系统管控服务。需要指出的是,“软件定义”和“软件化”是两个不同的概念。“软件化”仅仅描述了根据业务需求来开发具有相应功能的软件应用系统的过程;而“软件定义”则是一种技术手段,其关注点在于将底层基础设施资源进行虚拟化并开放应用编程接口(API),通过可编程的方式实现灵活可定制的资源管理,适应上层业务系统的需求和变化。要实现更加全面、灵活和深度的“软件定义”,会面临一系列的技术挑战,需要解决体系结构设计决策、系统质量、系统安全等诸多问题,还会涉及轻量的虚拟化技术、原有系统到“软件定义”系统平滑过渡、高度自适应的智能化软件平台等等。

记者:那么,“软件定义”对软件产业发展会起到怎样的作用?

梅宏:“软件定义”对软件产业发展有着至关重要的作用。

一是催生面向大数据、云计算、人工智能、工业互联网等的新型软件平台。在大数据领域,从数据采集、数据处理、分析挖掘、数据存储、数据可视化到数据流通等都是基于“软件定义”的平台实现。在云计算领域,通过“软件定义”来实现计算、存储、网络、数据、应用等资源的集约式管理和服务化使用。人工智能领域的计算机视觉、图像识别、语音识别、自然语言处理等主要应用,也需要通过“软件定义”来根据应用场景来定制硬件、平台、框架、算法等。从这个意义上看,“软件定义”就不再仅限于计算、存储、网络等传统意义的基础硬件资源,还覆盖人机物各类资源,包括电能、传感、平台、应用等软硬件与数据和服务资源等。也就是说,“软件定义”概念正在“泛化”,将实现从单一资源的按需管控到全网资源的互连互通的跃变,支持纵向全栈式、横向一体化的多维资源按需可编程,最终形成面向人机物融合应用的基础设施平台。

二是支撑引领制造业转型升级。制造业实现知识和工艺流程的软件化,进而实现软件的平台化,本质上也是“软件定义”。“软件定义”引发产品功能、管理流程、生产方式、企业能力和商业模式的深刻变革。例如,制造业需要实现“硬件”、知识和工艺流程的软件化,进而实现软件的平台化,为制造业赋予数字化、网络化、定制化、智能化的新属性。伴随着“软件定义”的泛化与延伸,软件将有望为任意物理实体定义新的功能、效能与边界。

三是能加速实现国产化替代和自主生态培育。通过“软件定义”技术路径来制定技术架构、接口标准和应用规范等“游戏规则”,构建“‘软件定义’—硬件突破—体系可控—渐进替代”的发展格局,在工业界实践中已被验证是行之有效的技术路径。比如阿里巴巴和蚂蚁金服通过“软件定义”实施分布式架构转型,开发了与传统体系完全不同的分布式数据库和分布式中间件,降低了对服务器等硬件产品的技术要求,成功实现了去“IOE”。

软件产业呈现四大新态势

记者:当前全球软件产业发展有何新态势?

梅宏:在“软件定义”的时代,软件产业发展呈现一些新的发展态势。

一是“软件定义”引领信息产业技术创新。“软件定义”通过虚拟化手段将计算、网络、存储等资源池化,进而对这些资源进行按需分割和重新组合,提高系统可编程、可重构、可管理、可定制能力。“软件定义”网络、“软件定义”存储、“软件定义”计算环境等已经成为信息产业创新发展的重要引擎。

二是开源成为全球软件产业发展的重要模式。开源降低了技术门槛和开发成本,为软件产业发展提供了技术来源,在市场竞争中的价值不断提升。Linux作为最成功的开源操作系统内核,深刻影响了全球信息技术的演进。开源软件正逐渐成为云计算、大数据、人工智能等新兴信息技术领域创新的主力军,代表着前沿的技术方向。

三是国际领先工业企业软件化趋势凸显。从软件代码量看,洛克希德马丁已超越微软成为世界第一大软件企业;西门子成为欧洲第二大软件企业;罗克韦尔60%的人员是软件研发人员;GE等工业巨头已宣布将转型为软件公司,特斯拉Model S系列车型全车软件代码超过4亿行,软件占到整车成本的40%以上。

四是发达国家都开始把软件教育纳入国民基础教育。美国早已将软件编程纳入国民基础教育课程,认为编程具有与外语同样的重要性;英国规定,从2014年9月起,5岁以上学生必须修读计算机软件程序设计课程;日本从2016年开始,编程教学被列为从初中到大学的必修课程;韩国教育部决定,从2018年开始,软件编程纳入小学正规课程。教育学中有一个观点认为,语言塑造思维。从这个意义上看,在今天数字化生存的时代,一切皆可编程,万物皆可互联,我们的确应该将编程教学纳入到教育体系范畴,从小培养通过计算思维来解决问题的能力。

记者:听说工信部最近正在研究制定推动软件产业高质量发展的相关政策文件?您了解相关情况吗?

梅宏:工信部确实正在研究制定推动软件产业高质量发展的政策文件,我也参与其中做了一部分工作。这份政策文件,坚持问题导向,着重从市场、人才、技术、投融资、知识产权保护、行业治理等方面研究支持软件产业高质量发展的有效措施,重点是要解决我国软件产业基础薄弱、价值失衡、产用脱节、人才短缺、治理滞后等问题,从而推动我国软件产业高质量发展。现在全球软件产业发展正迈入一个新的发展阶段,我刚刚也谈到了新时代发展软件产业的重大意义,所以,国家在这个时候研究出台推动软件产业发展的相关政策文件,是非常必要的,这关系到制造强国、网络强国战略等国家战略的实施,同时也关系到我国经济的高质量发展以及现代化经济体系建设。

记者:您对推动我国新时代软件产业发展有什么好的思路建议?

梅宏:我个人认为,我国软件产业发展,要顺应全球软件产业网络化、平台化、服务化、智能化、生态化发展趋势,立足支撑制造强国、网络强国建设和保障国家信息安全。第一,要大力实施软件“铸魂”工程,狠抓补短板,增强基础软件、核心工业软件、嵌入式软件供给能力。国家层面看,应该下定决心,加大投入,实施基础软件、工业软件等系列攻关工程,切实解决核心关键软件受制于人,被人“卡脖子”的困境。第二,要加快发展“软件定义”技术生态。重点布局工业互联网、云计算、大数据、人工智能、“软件定义”网络、自动驾驶等基础带动性强、市场关注度高、应用需求大的新型“软件定义”平台,引导国内企业抢抓机遇制定相关体系架构、接口标准和应用规范,建设自主开源社区,提升生态自主发展水平,推动实现“换道超车”。第三,要重视软件价值,使软件价值更加彰显。完善建立软件软件造价评估机制,完善软件成本度量和软件成本测算方法等,在政府可控市场开展软件成本度量试点;加强知识产权保护,进一步打击网络盗版等行为,切实在全社会营造重视软件、发展软件的良好舆论和文化环境。第四,要大力培育软件人才。推动软件国民基础教育在中小学阶段实现全覆盖。创新产教融合、校企合作,强化信息技术新工科建设,推动国产软件教育纳入高等教育课程。坚持开放合作发展,以顶尖人才和团队为重点,加快海外高层次人才包括外籍高层次人才的引进。

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