“人类社会的发展史就是一部应对不确定性、寻求确定性的历史,克服对不确定性的恐惧是人类认知深化的重要动力,对客观世界的理解、预测、控制是人类化解不确定性恐惧的三步曲——智能制造的本质就在于以数据的自动流动化解复杂系统的不确定性。”
“数据如何转化为信息,信息如何转化为知识,知识如何转化为决策,其背后都有赖于软件,软件本质上是人类隐性知识显性化的载体,是一套数据自动流动的规则体系。”
——《重构:数字化转型的逻辑(安筱鹏 编著)》
很多人听过"工业软件卡脖子"这个说法,也知道工业软件售价高昂,一套动辄上百万。但大多数人心里可能都在犯嘀咕:不就是个软件吗?至于上升到国家战略层面?至于售价如此高昂?
今天我想从"知识"这个最底层的视角来理解:工业软件为什么重要?重要到什么程度?以及,为什么它真的"卡脖子"。
先从一个每个人都有体会的问题说起。
请回忆一下,你小时候是怎么学会骑自行车的?
是看了一本《自行车骑行指南》吗?是背下了"左脚蹬踏力度30牛·米、身体前倾15度、转弯时重心偏移8厘米"这种物理参数吗?
都不是。
是你摔了几次之后,身体自己"记住"了那种平衡的感觉。然后你就会骑了。
但问题来了——你明明会骑,却也很难用嘴巴教会别人。 你只能说出"别怕,稳住",但"稳住"到底是什么感觉?你说不清。
这就是人类知识最本质的分类——
我们能说清楚的,和说不清楚的。
哲学家波兰尼(Michael Polanyi)用一句经典的话概括:
"We can know more than we can tell.(我们所知道的,远比我们能说出来的多。)"
基于此,人类知识可以被分为两个大类:
(1)显性知识(Explicit Knowledge):能用文字、公式、图表、视频写下来、说清楚、能传播的知识。比如教科书中的牛顿定律、科学公式、操作手册、专利文本、财务报表、代码文档等。
(2)隐性知识(Tacit Knowledge):藏在人脑子里、手上、身体里,说不清道不明,但你知道怎么做的知识——即“只可意会不可言传”。比如老中医把脉的手感、老司机开车的直觉、工匠的技艺、医生的临床判断、运动员的比赛直觉、管理者的领导风格、人际交往中的默契等。
显性知识是冰山露出水面的小尖尖,隐性知识是水面下巨大的冰体。 能看到的永远只是少数(大概只占20-30%),真正值钱的往往藏在水面下(占70-80%)。
说到这里,你可能也会想:这两类知识之间是什么关系?能不能互相转化?这就引出了两个关键模型。
1987年,英国信息学家泽勒(Zeleny)提出DIKW模型,将人类知识分为四层金字塔:数据(Data)——信息(Information)——知识(Knowledge)——智慧(Wisdom)。
数据:原始的、未经加工的客观事实。——如"37.5°C"。 信息 :经过组织和处理,具有上下文的数据,回答了“是什么”。——如"张三体温37.5°C,高于正常值"。 知识 :通过分析信息形成的经验和方法论,回答了“怎么做”。——如"体温超过37.3°C属于低热,可能是感染征兆"。 智慧 :运用知识做出最优决策并预见未来的能力,回答了“为什么做”和“做什么最好”,即判断力和决策力。——如"结合患者病史和季节,判断是病毒性感冒,建议居家观察而非住院"。 一层比一层高级,一层比一层值钱。从数据到信息、再到知识和智慧,是一个逐步提炼和升华的过程。数据是矿石,信息是提炼出的金属,知识是铸成的工具,智慧是知道什么时候该用什么工具。
这个过程体现了人类对客观世界的不断深入理解和探索,也展示了人类认知能力的不断提升和发展。
DIKW模型很好的解释了"数据如何一步步变成智慧",但它有个致命缺陷——只讲述单向递进,没讲反向:智慧怎么变成数据?
现实生活中,反向过程无处不在:老工程师凭经验调参数(智慧),把这些经验写成操作手册(数据),新员工按手册干活。这个"从上往下"的过程,DIKW模型没覆盖。
于是,S8D模型登场了。
定义:S8D模型(Smart 8 Dimensions,“智慧转移”模型)是理解组织如何将个人经验智慧转化为可复制、可传承的组织智慧的一套方法论。其核心是基于DIKW模型,构筑了“智慧→数据”和“数据→智慧”两大过程的8个转化活动。
S8D模型把知识的流转拆成了两个方向,每个方向4个步骤,共8个活动:
方向一(左边):智慧→数据(信息化过程)
本质:把人的经验翻译成机器能执行的规则。目标是"体力替代"——机器替人干活,但决策权还在人手里。
1、过程信息化:把业务流程拆成标准操作指令
2、数据平台化:用传感器、ERP等工具自动采集存储数据
3、业务结构化:把隐性判断变成逻辑规则
4、孪生虚拟化:物理世界映射到数字世界
举例子:老师傅敲一敲设备,听声音就知道哪有毛病——这是隐性知识。后来你把他这套"听音辨障"的经验录下来,设成振动阈值报警规则,传感器自动监测——这就是"智慧→数据"(即个体经验skill化)。
方向二(右边):数据→智慧(智慧化过程)
本质:从海量数据中反推出智能决策。目标是"脑力替代"——系统不仅干活,还能帮你想、帮你决策。
1、对象数字化:把实体对象变成可计算的数据
2、孪生虚拟化:构建仿真环境
3、计算智能化:AI模型训练与预测
4、智慧决策化:系统自主给出决策建议
举例子:传感器积累了几年的设备数据,你拿这些数据训练了一个故障预测模型,系统不仅能报警,还能预测"这台设备72小时后大概率故障,建议提前检修"——这就是"数据→智慧"。(即现在的agent智能体)
关键是:两个方向不是先后关系,而是循环迭代。 智慧沉淀为数据,数据再升华为更高阶的智慧,螺旋上升。
说到这里,或许你也已经隐约感觉到——工业软件,就在这个循环里扮演着核心角色。
企业上ERP系统固化流程是"智慧→数据",以后用数据做预测性维护就是"数据→智慧",这就是S8D模型在工业实际应用中的闭环。
工业数字化转型的基本原理,也即从个体智慧(知识、技能和经验等)向组织智慧转移,或者说是从自然人向组织的计算机信息系统转移。其中,在DIKW和S8D模型中,作为筑底的依旧是大数据。
通过上面两套模型理论,对于“工业软件到底是什么了”就很清晰了。表面上看,工业软件是代码、是工具、是系统。
但从知识管理的视角看:
工业软件 = 把一代代工程师脑子里的隐性经验,翻译成了机器能执行的显性规则。
(1)CAD软件:设计师的"空间直觉"显性化
老设计师画图靠什么?眼睛一扫就知道这个结构受力不均,手一比划就知道曲线该怎么走——"这个地方要加个加强筋",凭的是几十年经验,说不清为什么。
CAD软件做了什么?拓扑优化算法自动找出最优结构,约束求解器自动保证几何关系合理,干涉检查自动发现空间冲突。设计师脑子里的"空间感"变成了代码里的数学求解。
(2)CAE仿真:老工程师的"判断力"显性化
老工程师敲一敲设备,听声音就知道哪有应力集中。CAE软件用有限元计算,把应力分布可视化——以前靠"老师傅经验判断"的事,现在软件跑一遍就出结果。老师傅的判断力被编码成了偏微分方程和数值算法。
(3)MES系统:车间主任的"调度直觉"显性化
老车间主任知道哪条线先排、哪台机器有空、紧急订单怎么插队——这些全靠直觉。MES系统把这些变成排程算法、优先级规则、产能模型——车间主任的"排产第六感"变成了系统里的调度引擎。
由此可见,工业软件不是"你用它干活",而是"它替前人干活"。 锤子不承载知识,但工业软件里凝结着无数工程师的隐性经验——代码只是这些经验的外壳。
所以,工业软件并不是普通的应用工具,是人类隐性知识显性化的重要载体。
理解了"工业软件是隐性知识的载体",对于工业软件为何被“卡脖子”就迎刃而解:
(1)工业软件开发难
因为你缺的不是程序员,是愿意把经验掏出来的领域专家。很多老师傅的诀窍,他本人都说不清是怎么做到的——你让他外化,他只能告诉你"凭感觉"。把"感觉"变成"算法",这个过程比写代码难一百倍。
(2)工业软件国产替代难
因为ANSYS、Siemens NX里面编码的不是代码,是几代西方工程师在几十年时间里的工程经验。你反推代码也复制不了那些经验。你要替代的不是一套软件,是软件背后那个积累了数十年的隐性知识体系。
这就好比——你可以照着菜谱做出一道菜,但顶级大厨那种"火候"的拿捏,菜谱上写不出来。工业软件国产化的本质,是中国工程师要把自己的隐性知识编码进自己的软件里,而不是照抄别人的菜谱。
(3)工业软件迭代慢
因为隐性知识→显性知识的转化本身就是慢过程。每个新功能都要先有工程实践,再有人总结经验,再有人编码成算法。不像消费互联网可以快速试错,工业软件的迭代必须跟着工程实践走,急不来。
最后,回到开头的问题:工业软件真这么重要吗?——重要!因为它的本质不是软件,是知识体系!
它承载的不是代码,是一代代工程师用时间和试错换来的隐性经验。它让一个人的经验能被千万人复用,让一代人的智慧能被下一代继承。
所谓"卡脖子",卡的不是代码,不是技术,卡的是别人几十年的隐性知识积累。而国产替代的核心路径,也不是"抄代码",而是把中国工程师自己的隐性知识,编码进中国自己的工业软件里。
这是一场知识体系的接力赛,急不得,但也停不得。
参考文献:
1.《重构:数字化转型的逻辑》(安筱鹏 编著 2019年出版)
2.《智能制造之路:数字化工厂》(陈明等 编著 2016年出版)
3.《信息系统项目管理师教程(第四版)》
声明:在本文写作过程中,WorkBuddy、Coze、DeepSeek等AI工具全程参与了辅助。




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