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       編者按：3月4日，中央政治局常務委員會會議指出，加快5G網絡、數據中心等新型基礎設施建設進度。為響應中央決策部署，推進我國新型數字基礎設施建設，中國電子報特推出“推進數字基建·釋放經濟新動能”專欄，圍繞5G、數據中心、軟件定義基礎設施、工業互聯網等領域，邀請業內專家學者、企業家撰寫文章，從不同視角認識數字基礎設施的內涵和意義，準確把握我國數字基礎設施發展現狀、建設重點和推進路徑，并提出相關舉措建議。本期為中國工程院院士廖湘科的署名文章。

當前，我們正在進入數字經濟時代，這個時代的主要特征之一就是“軟件定義一切”。軟件已經成為知識、技術訣竅(Know-How)和商業模式的重要載體，是數字基礎設施建設的重要組成部分。以操作系統為核心的基礎軟件平臺，承擔著高效管理計算機系統的軟硬件資源、為應用軟件提供共性的基礎服務、為用戶提供友好易用的人機交互手段三大功能，既是軟件技術的核心基礎，也是掌控軟件產業生態鏈的關鍵抓手。基礎軟件平臺的建設，已成為國家戰略競爭的制高點。

操作系統的發展歷程

不同于硬件的替代性發展，基礎軟件平臺發展的主要驅動力來源于硬件平臺的升級、應用場景的演化和人機界面的革新。例如，操作系統以內涵擴展式發展為主軸，上層應用軟件的共性功能不斷沉淀融入到操作系統之中。操作系統的功能越來越豐富，整體越來越龐大，逐步從“單個產品”的操作系統發展成為“信息系統體系基石”的基礎軟件平臺，呈現出明顯的平臺化演進特征。

與此同時，軟件的產品形態和商業模式也在不斷演進，先后經歷了大小型機時代的硬件附屬階段、PC時代的獨立軟件產品階段、“互聯網+”時代的“軟件即服務”階段，以及數字經濟時代的“軟件定義”階段。

“硬件附屬”階段。在大小型機時代，硬件占據絕對主體的地位，軟件僅僅作為計算機硬件的附屬物而存在，沒有獨立的商業形態，軟件的代碼通常是向使用者開放的，便于用戶自己進行修改與優化。

“獨立軟件產品”階段。進入到PC時代，出現了軟件許可證(License)的概念，賣軟件的許可證成為一種新型的商業模式，軟件作為一個獨立的產品銷售，軟件代碼成為核心競爭力而不再對使用者開放，標志性的成功案例就是微軟的Windows操作系統。

“軟件即服務”階段。為了反對源代碼不開放的閉源文化和許可證銷售模式的Copyright保護，開源軟件蓬勃興起，誕生了以Linux操作系統和GNU GCC編譯器為代表的一批優秀的開源軟件，以及以GPL為代表的Copyleft許可證規則，形成了一整套可以與商業軟件競爭的開源軟件體系。基于這種開放的、免費的開源軟件體系，一大批信息服務企業得以起步與發展，促使軟件進入到“軟件即服務”階段，誕生了谷歌、臉書等國外巨頭，也促成了國內BAT巨頭的成功。軟件即經營，運營服務而不是代碼成為軟件產業的核心競爭力，營造巨大通用市場、經營掌控生態鏈、跨界競爭成為軟件商業模式的三大精髓，借助開源軟件平臺占有數據、掌控標準，成為經營生態鏈的重要抓手。

“軟件定義”階段。隨著數字經濟時代的到來，互聯網成為信息化社會的基礎設施，傳統行業和服務行業都因“上網”而發生改變，新賽道、新物種、生態化等概念層出不窮。IT從業者全力推動移動互聯網、云計算、大數據、物聯網、AI等與實體經濟、現代金融的結合，進行顛覆性跨界擴張，特別是IT和制造業加速深度融合，對工業企業形成了較大的跨界競爭壓力。工業企業單純購買軟件產品解決問題的時代已經過去，國際領先工業企業紛紛建立統一的數據標準、基于互聯網建設全球數據中心，對全生態鏈業務、管理與服務進行重構，構建基于軟件平臺的服務體系。隨著工業企業軟件化趨勢日益凸顯，高端制造+基于軟件平臺的服務體系成為領先工業企業的兩大核心競爭力，軟件成為定義一切系統功能的基礎設施，成為數字經濟時代技術與商業模式等核心競爭力沉淀的載體。信息化發展到“軟件定義”階段，基礎軟件平臺成為信息化的重要基礎和關鍵抓手。

數字基建的基礎軟件平臺

回顧軟件技術與產業的發展歷程，可以發現，今天面臨的問題與挑戰，與40年前的電腦行業“如出一轍”。40年前的電腦行業，硬件標準化工作剛剛開始，軟件缺乏通用的操作系統平臺。獨立于硬件的操作系統產品的出現，提供了一個通用的基礎軟件平臺，促進了計算機硬件的標準化，也實現了計算機軟件的重用，從而促進了計算機產業的高速發展。今天的工業行業高度分散，信息化建設缺乏統一的標準和平臺，軟硬件技術難以實現共享，造成了整個行業“煙囪林立”，智能化進程緩慢，業界迫切需要通過打造統一的基礎軟件平臺，促進各個領域的標準化、模塊化與平臺化，實現基礎軟件技術的共享。只有通過這種統一的基礎軟件平臺，才能形成一個巨大的通用性市場，避免碎片化的“昆蟲綱悖論”，實現數字經濟的“指數進步”“組合進步”。

(一)數字基建的基礎軟件平臺，將引入新的軟件形態。計算機領域成果的軟件形態將與工業領域成果的軟件形態深度融合。計算機領域的軟件形態將是一種新的操作系統，本質是一個軟件框架，類比于瀏覽器，它解決軟件的架構設計、可信確保、互連通信、實時、大數據處理、智能處理等共性支撐問題;而工業領域成果的軟件形態將是軟件框架中的插件，類比瀏覽器插件，承載的是各行各業的知識和技術訣竅。框架+插件形態的基礎軟件平臺，可以平衡好計算機領域處理“通”與各行各業處理“專”的關系，實現軟件定義的設備、軟件定義的控制與生產以及軟件定義的供應鏈。

(二)數字基建的基礎軟件平臺，將催生新的軟件架構。橫向是分布式結構，涵蓋“云-邊-端”。“云”提供海量資源、承載重載計算，是軟件定義時代的大腦。“邊”提供就近服務訪問、按需計算卸載，是軟件定義時代的中樞神經。“端”支持移動便攜交互、離線自主協同，是軟件定義時代的感知末梢。縱向是層次式架構，在傳統的資源管理層上引入行為管理層。資源管理層管理物理域、信息域、認知域和社會域的資源，行為管理層提供觀察、判斷、決策、行動控制行為的共性支撐。

(三)數字基建的基礎軟件平臺，需采用新的執行模型。支持“觀察(Observe)-判斷(Orient)-決策(Decide)-行動控制(Act)”(OODA模型)閉環行為鏈。觀察管理傳感器數據，進行信息過濾、壓縮、融合;判斷對態勢進行聯合分析、理解、判斷;決策進行群體行動規劃和決定、博弈;行動按規劃和反饋實施靈活機動的群體行動控制。OODA模型能很好地反映引入智能與控制閉環后一切軟件的執行流。

(四)數字基建的基礎軟件平臺，將需要新的交互方式。傳統信息系統的交互方式，輸入是命令和數據，輸出是結果數據。在新的交互方式下，輸入是任務和環境，輸出是行動，這就要求未來的交互方式將是“新三互”：以無線通信為基礎的“互操作”;機-機、人-機間的“互理解”;遵守物理定律等物理規則、遵守信息域協議等信息規則、遵守道德法律等社會規則的“互遵守”。

基礎軟件平臺的構建途徑

打造數字基建的基礎軟件平臺，必須堅持走融合發展之路，確立協同發展的思路，同時要補齊國產工業軟件的短板。

一是堅持走融合發展之路。要吸收“經營生態鏈，掌控巨大市場”的“互聯網+”發展模式的優點，把傳統工業的“重資產”發展模式，向掌控產業生態鏈的“輕資產”模式轉變，要關注高端制造，關注產業標準、數字標準的建立，關注軟件、大數據與業務流程的深度融合，構建以高端制造、數據與軟件為核心的產業技術體系，掌控基于全球、全國優勢資源配置的產業供應鏈、服務鏈，實現工業企業的“+互聯網”和互聯網企業的“互聯網+”發展模式的融合。

二是確立協同發展思路。要將IT領域互聯網思維與工業領域的工匠精神想結合，既要學習IT領域的“硬件追求速度、軟件追求規模、產品追求用戶體驗”的技術發展模式，以及“掌控生態、跨界顛覆”的產業模式，也要學習工業領域“積累、積累、再積累，求精、求精、再求精”的工匠精神，加快工業技術軟件化，力爭將“速度、規模、成本為王”的中國制造，轉變為“精益求精”的中國智造。在此過程中，需要把軟件平臺打造成計算技術、軟件技術、管理科學、工業知識等多領域知識交叉融合的重要載體。

三是補齊國產工業軟件短板。沒有經歷完整的工業化進程，就沒有工業技術的深厚積累;沒有工業技術的深厚積累和大手筆的研發投入，就難以開發出優秀的工業軟件;沒有優秀的工業軟件，就無法開發出優秀的工業品。德法的工匠精神，使得歐洲擁有一批優秀的工業軟件小微企業，他們在細分領域把工業軟件做到了極致。我們要充分利用國際合作，提升我們工作的起點。補齊國產工業軟件的短板，是一項急不得、急不來的工作，只有擼起袖子加油干、耐著性子堅持干，才能實現彎道超車、后來居上，實現產業高質量發展。