工业软件是指在工业领域进行研发设计、生产制造、经营管理、运维服务等环节中应用的软件,是工业技术、知识、流程的程序化封装与复用,是现代工业的“大脑”和“灵魂”。它并非简单的IT工具,而是工业化长期进程中积累的工业诀窍(Know-How)的数字化结晶,是推动制造业数字化转型、实现智能制造的核心支撑。
工业软件分类及代表厂商
工业软件种类繁多,按其在产品全生命周期和企业价值链中的作用,主要可分为以下几大类:
- 研发设计类软件(CAx): 用于产品的设计与仿真,是工业软件中技术壁垒最高的领域。
- 计算机辅助设计(CAD):用于二维/三维建模。代表厂商:法国的达索系统(CATIA, SolidWorks)、美国的欧特克(AutoCAD)、德国的西门子(NX)。
- 计算机辅助工程(CAE):用于工程仿真分析(如结构、流体、电磁等)。代表厂商:美国的ANSYS、MathWorks(MATLAB)、Altair,以及达索系统(SIMULIA)、西门子(Simcenter)。
- 电子设计自动化(EDA):专用于集成电路和电子系统设计。代表厂商:美国的新思科技(Synopsys)、楷登电子(Cadence)、西门子EDA(原Mentor Graphics)。
- 生产制造类软件: 直接控制和优化生产流程。
- 制造执行系统(MES):连接计划层与控制层,管理车间级生产。代表厂商:德国的西门子(SIMATIC IT)、美国的罗克韦尔自动化、中国的鼎捷软件、宝信软件。
- 工业控制系统(ICS):如可编程逻辑控制器(PLC)、分布式控制系统(DCS)、数据采集与监控系统(SCADA)的嵌入式软件及上位机软件。代表厂商:西门子、罗克韦尔自动化、施耐德电气、ABB、和利时、中控技术。
- 经营管理类软件(ERP/SCM/CRM): 管理企业资源、供应链及客户关系,虽具通用性,但在工业领域有深度适配需求。代表厂商:德国的SAP、美国的Oracle、中国的用友、金蝶。
- 运维服务类软件: 保障产品及设备在服役期的健康与效能。
- 产品生命周期管理(PLM):管理产品从概念到报废的全过程数据与流程。代表厂商:达索系统(ENOVIA)、西门子(Teamcenter)、美国的PTC(Windchill)。
- 预测性维护与资产性能管理(APM):基于物联网和数据分析进行设备健康管理。代表厂商:美国的艾默生(AMS)、GE Digital、中国的东土科技等。
- 嵌入式工业软件: 嵌入在工业产品和装备内部的专用软件,如汽车电控单元(ECU)中的软件、数控系统(CNC)软件等,是装备智能化的关键。代表厂商分布于各特定设备领域。
网络与信息安全在工业软件开发中的重要性
随着工业软件与工业互联网、云平台的深度融合,网络与信息安全已成为其开发的基石和生命线。工业软件安全开发主要关注以下几点:
- 安全设计: 在软件架构设计阶段就融入安全理念,遵循“安全左移”原则,识别并规避潜在漏洞。
- 协议与数据安全: 工业协议(如OPC UA、Modbus TCP/IP等)需进行安全增强,数据在采集、传输、存储过程中需加密,并保障完整性。
- 访问控制与身份认证: 实施严格的用户权限管理和多因素认证机制,防止未授权访问。
- 漏洞管理: 建立全生命周期的漏洞扫描、评估、修补和披露机制,尤其关注对已知通用漏洞(如内存溢出、注入漏洞)的防护。
- 合规性要求: 满足国内外日益严格的工业安全标准与法规,如中国的《网络安全法》、《关键信息基础设施安全保护条例》、等保2.0,以及国际的IEC 62443系列标准。
- 供应链安全: 确保软件开发过程中使用的第三方组件、库和工具链的安全可靠,防止供应链攻击。
- 韧性设计: 确保软件在遭受攻击或出现故障时,能维持核心功能或快速恢复,保障工业生产连续性。
工业软件是制造业高质量发展的核心要素,其分类覆盖工业全价值链。在数字化、网络化背景下,将网络与信息安全深度融入工业软件的需求分析、设计、编码、测试、部署和运维的全过程,构建内生安全能力,是保障工业体系稳定运行和国家制造强国战略安全的必然要求。