这些采集的数据通过工业互联网传递到云平台，云平台的服务器与软件做大量的实时分析，即《三体智能革命》中总结的16个字：状态感知、实时分析、自主决策、精准执行。实时分析分为两部分：简单分析在边缘层进行，复杂的分析在服务器层进行。分析后上传到顶层做人脑和机器结合的决策，此时人工智能和智能制造体系就起关键作用。决策结果通过精准执行反馈到一线，指导整个产品研发过程。
这个过程最重要的是集成电路（IC）和软件。近几年，诸多专家讲到“云、大、移、物、智”，有了集成电路（IC）和工业软件，能迅速搭建“云、大、移、物、智”体系。集成电路（IC）与工业软件是中国制造业的基础。在集成电路（IC）与工业软件上进行自主研发创新，才是中国智能制造发展的未来。
复杂产品的七层解耦
根据产品的复杂度，我将工业制造产品进行七层解耦。如图二所示，以飞机制造为例，第七级“全机”为最复杂的产品，有上百万零部件。第一级为材料，制造产品需要材料，材料是制造产品的基础；第二级为元器件/零件，机械结构加工成零件/元器件，包括电阻、电容、集成电路、二极管与三极管，均是用材料加工出来的；材料加工成元器件后组装成组件，这是第三级；组件组合成第四级--部件；升级为第五级子系统到第六级系统直至第七级整个产品。
产品的复杂性可以分为两类：一类是可分解的复杂（Complicated），一类是不可分解的复杂（Complex）。举例，如航空航天，航天就是典型的可分解的复杂，比如火箭发射，在发射过程中会逐级分离，最后返回地面只是一小部分，在研制过程中每个捆绑火箭可以单独做测试，这就是可分解的复杂；航空是不可分解的复杂，比如大家乘坐的飞机，起飞、飞行和落地都要保证一个完整的形态，飞行过程中唯一减少的是燃油，这就是不可分解的复杂。所以，不可分解的复杂才是真正的复杂！
工业软件：多专业的交叉融合
下图是一个产品树，它最重要的是树根--机械结构。任何行业，机械结构做不好，例如机械产品制造、设计仿真、工艺仿真做不好，其他便更不可能做好。一切都基于机械结构，不管光学、电学、声学、热流体学，都依赖于机械结构做好的前提，如CAD、CAE、CAP这些软件做好了，才有可能把其他做好。不管强电和弱电，它仍然依赖的是机械结构的材料特性分析，这里强调的是多专业，把图一产品的全流程、图二产品复杂度与图三产品的多专业综合起来，就全面诠释了工业体系的复杂度。
如上所述，工业软件的三大类，机械设计CAD/CAE，光学设计CAD/CAE和电学EDA，讨论最多的是EDA软件，这三个软件都是美国的，现在中国技术瓶颈最多的就是EDA。为什么美国在这三大软件领域独占鳌头呢？因为美国在弱电方面世界第一，控制系统、集成电路的设计、生产、工艺和制造，在世界上遥遥领先。日本、欧洲、加拿大、澳大利亚，包括中国都没有高水平的EDA软件。因为美国有工业知识，到现在为止，集成电路核心的设计、工艺、制造全掌握在美国手里。
数字化转型的上甘岭
这些年我参观了几千家企业，有央企、国企、民企，遇到一些共性的问题。传统二维工艺设计方法不能够直接利用三维模型进行工艺设计，很多企业还在使用传统的蓝图工艺卡片，三维设计只是单个软件在单个环节运用，而不是数字化的设计、制造、仿真。因为只有三维数字化设计才能做三维模型的数字仿真，做三维模型必须要具备材料数据、工艺数据和三维几何数据。为什么要工艺数据？如果设计一个机加件，淬火工艺完成后表面强度是不一样的，所以仿真分析一定要结合物理实践，既要有三维的几何模型，还要有材料数据、工艺数据，以确保计算出来的静力、动力、强度等数据误差很小。如何考核一个企业的数字化水平？机械加工企业的制造依据是三维模型，而不是二维图纸。以此为考核标准，中国99.9%的制造业企业仍然不是数字化，这就是为什么我称之为数字化转型上甘岭。
三维设计就是基于模型的MBD设计，能够用于产品设计、工艺设计，继而用于试制试验。数字化产品设计、仿真在中国只有一小部分企业做得很好。产品设计仿真、机械、光学、电子、震动等设计都涉及到力学问题，工艺设计也是如此，生产制造和工艺过程，例如锻造、铸造、车铣刨磨、焊接，表面处理等常规的加工，都涉及到力学问题，只有装配，没有力学，装配就只是个几何问题。所以工艺仿真也是非常复杂的体系，法国的ESI公司在这方面做得非常出色，全世界的飞机、造船、汽车等行业的工艺仿真几乎全是ESI做的。
现在中国做通用软件肯定赶不上世界水平，我们应该结合一个行业做专用的软件。为什么这么说？比如达索公司，我非常熟悉，也用了他们的软件好几十年，达索的CATIA V5版本有将近300个软件模块，造汽车的时候会发现有200多个是用不到的，航空工业可能会用到200个，简单产品的制造企业可能十几个模块就够用了。通用软件体系庞大无比，体量巨大，如果中国的公司在这个时候想追赶达索和西门子，我个人认为几乎是不可能的。中国的软件开发应该向专用方向发展，抓住国内影响巨大的、规模大的产业，从产品设计、产品仿真、工艺设计、工艺仿真到试制、加工、试验全做通了，就是一个巨大的突破，也将会有巨大的市场。
设计复杂产品时，尤其是一个由很多组件、部件组装的大系统，90%要用到传统技术、成熟技术。新技术越少，产品越容易成功，安全性、可靠性越高。这时数字化就发挥了作用，在新产品研制阶段，如汽车、飞机、导弹等，90%传统技术的数字化模型是完整的，10%新技术用数字化建模的方式做产品的方案仿真，这10%的变量可以用虚拟方案设计来考量产品的可靠性。
全世界的产品制造90%以上是沿用过去成熟的技术，原创产品极少，但产品改进、型号改进的需求巨大。如冰箱压缩机，冰箱型号有成千上万种，但原理相同，如果有成千上万个冰箱模型，仿真只做未来关注的发展方向，借鉴便利条件，那整个冰箱便可以仿真了。所以工业体系就是标准化、模块化、系列化发展。传统研发流程是基础，有了传统研发的工业知识，开发出工业软件，建立数字化工业流程体系，在积累大量工艺模型的基础上做产品创新，就会非常简单。所以，工艺仿真市场巨大！
基于蓝图的工业制造是第一次工业革命的结果，在设计流程不变的基础上，利用工业软件进行产品设计，即节省时间，又能保存完整的原始数据，将不可仿真的二维设计变成可仿真的三维数字模型，这在工业设计上又是一个质的飞跃。过去，把计算机软件用在已有的工业流程中，利用单个软件的应用已达到提高生产效率的目的，但这并没能形成一个体系，只能算简单意义的信息化改革。从材料到产品全架构的数字化模型，层层架构实现数字化仿真，多专业实现建模仿真，最终装配成一个仿真的产品。在虚拟空间中完成产品的设计及生产，发现问题后进行模型的修改，通过网络快速迭代产品设计信息，实现工艺设计与试制试验并行进行，这才是真正的工业革命！
用计算分析和数字化仿真，来指导、简化、减少甚至取消物理试验，这才是工业软件的真正意义。物理试验生成数据，与理论数据重新进行对比分析，如此反复迭代，减少甚至取消物理试验的次数，大大降低产品研发成本。以飞机为例，每次风洞试验都需要耗费大量费用，利用数字化仿真，做了大量的CAE试验后，波音787减少了60%的风洞试验，这无疑节省了巨大的研发成本，并且提高了质量与速度。
以上这个阶段我称之为数字化转型的上甘岭，也是产品全生命周期承上启下的关键部分。这部分最难的是工艺设计，如何把三维产品的设计和仿真模型工业可用，而不是手工可用。有国外的一份数据表明，基于三维工业产品设计所消耗的资金与时间成本是20%-30%，加工生产所消耗的资金与时间成本也是20%-30%，工艺设计则需要消耗的资金与时间成本是40%-60%，所以说，工艺设计的转型给企业带来的效益是巨大的。但中国大部分企业拘泥于传统的思想，没有跨越这一重要转型的鸿沟。
