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院士談:為什么看似簡單的軟件研發卻是科技創新的短板?

放大字體  縮小字體 發布日期:2021-01-21  瀏覽次數:11094
核心提示:十年前的2011年5月6日,中國石油天然氣集團公司在北京隆重召開中國石油新一代測井軟件CIFLog發布會。這是國家油氣重大專項首個向
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十年前的2011年5月6日,中國石油天然氣集團公司在北京隆重召開“中國石油新一代測井軟件CIFLog”發布會。這是國家油氣重大專項首個向國內外正式發布的標志性成果,具有里程碑意義。

同年4月29日,國家能源局以“油氣重大專項推動中國測井軟件達到世界領先水平”為主題,向主管科技工作的國家領導人作了匯報;5月1日,中華全國總工會授予CIFLog項目組“全國工人先鋒號”;5月9日,時任國務委員的劉延東副總理批示: “向參與CIFLog軟件開發的科技工作者表示熱烈祝賀!感謝同志們打破國外技術封鎖,把我國測井軟件技術推向新高度”。

這是中國測井自1939年誕生以來,國家領導人第一次對測井學科取得的一項具體研究成果做出的書面批示。目前,CIFLog軟件已經成為裝機量最大、年處理井數最多、全部關鍵核心技術都掌握在中國人手中的行業重器。歷經30余年的摔打磨練,作為CIFLog研發團隊的帶頭人,我終于能夠敢于提出并直面回答“為什么看似簡單的軟件研發卻是科技創新的短板”這一尖銳問題。

上世紀八十年代,一個普遍的看法是:開發軟件投入少、起點低,是國人的強項。幾個人,幾把桌椅,再攢幾臺286,就儼然匯入了軟件開發大軍的洪流。然而,40年后的今天,國產版微機、手機的操作系統在哪兒?有影響的辦公套件在哪兒?完全自主研發的大型工業處理軟件又有多少?沒有答案,只剩下“為什么看似簡單的軟件研發卻是科技創新的短板”這道凄涼的問題。事后談教訓,總可以找出這樣那樣的一大堆理由,但最可怕的是,找到的都不是問題本質,而僅僅是由問題本質反映出來的各種表象。給研究生授課時,我經常問學生一個問題:“在駕校訓練場上開車和在馬路上開車有什么本質不同?”同學們的回答歷來十分踴躍,100個人往往能給出多于100種的不同答案。然而,“本質的不同”應該只有一點:在駕校,即便你是有幾十萬公里駕齡的老司機,你前后的車也把你當成新手,禮讓有加;但在馬路上,即便你是第一次上路的超新手,你前后的車也把你當成老司機,毫不留情。正是基于這一根本原因,才折射出了百人給出百多種答案所反映的那些現象。

事實上,軟件開發和其他行業一樣都有自己的游戲規則,只是這一規則是在深入潛水、幾度被嗆甚至瀕于淹死后才逐漸明白過來的:軟件這行當只有第一,沒有第二,只有當老大才能謀生存。這就是問題的本質,極為殘酷又極為現實。假定微軟的文字處理軟件Word世界第一,你自己開發的小word功能不比它差,但你很謙虛地說我排在它后面。對不起,那完全是自娛自樂,除了你,沒人認為你是第二。但在奔馳、寶馬和奧迪統治了100多年、國人過去一度認為投資大、門檻高而難于涉足的汽車制造業,不同品牌的眾多進口、合資和國產車,只要性價比合理,卻都可以在細分市場上占據自己的一席之地,并不受老大、老二排名的約束,顯然千帆競技、百舸爭流是汽車制造業的主旋律。相反,軟件這個行業卻一貫特立獨行,自問世以來始終保持高度壟斷,只認第一,不認第二。如果老二真的出現并成長起來了,那么原來的老大必然沒落,剩下不過是個時間問題。微信的強勢崛起和QQ的黯然退場,正應了這個規律。

清楚認識軟件研發的這一本質特點,不僅能正確回答“為什么看似簡單的軟件研發卻是科技創新的短板”的疑問,而且非常有助于軟件研發的科技創新,即:如果你決定開發一款新軟件,你首先一定要樹立做本行業第一的遠大目標,之后還要下定決心、排除萬難、矢志不渝地實現它并在實現后持續保持第一。否則的結果就是:干不如不干;或者:干了也白干。從上世紀八十年代末九十年代初起,從當時的中國石油天然氣總公司到后來的中國石油天然氣集團公司,曾先后幾輪組織石油科研院所、高校和其下屬油田進行大型石油勘探開發軟件的研發,幾乎涵蓋了油氣工業上游業務的各領域,聲勢、力度不可謂不大。但時至今日,只有東方物探研發的GeoEast地震數據處理解釋系統和中國石油勘探開發研究院研發的CIFLog測井數據處理解釋系統成了氣候,得以大規模工業化應用。究其原因,就是因為它們分別在石油物探和石油測井這兩個油氣勘探重要領域奮力做到、并保持了國產大型專業化軟件行業第一的位置。

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毫無疑問,和新型硬件裝備一樣,下一代智能化處理軟件對搶占未來超深層復雜巖性油氣藏、特殊非常規油氣藏和極端條件下工程測井等領域的制高點及全面參與未來國際競爭意義重大。清楚認識軟件研發的本質特點,尤其有助于對石油軟件開發的科學有效管理,這就是:簡化流程、提高效率,賦予軟件研發團隊更大的自主權。而這恰恰是一直以來我們科研管理工作的軟肋。因此,目前特別需要從集團公司層面迅速構建形成支持大型軟件項目常態化研究及運行維護的有效機制,果斷去除軟件版本升級換代過程中的各種繁瑣立項、評審環節,代之以是能否持續保持最大的現場裝機量和應用覆蓋率作為考核。也就是說,對已經成熟軟件的科學管理,是要創造條件讓它始終保持業界第一;對待研發軟件的確定,是要充分看清它將來是否具有成為行業龍頭老大的潛質和能力。只有這樣才能破局,才能走出國產軟件研發短板的陰影,才能不被國際商業軟件卡脖子。

當決定上手研發一款新軟件,而且甄別確定它符合了上面所說條件后,還有一個如何做、如何才能做好的問題。以我最熟悉的測井軟件研發為例,由于上世紀八十年代微機的處理能力有限,第一版測井軟件CIFSun是在Unix操作系統的Sun工作站上開發的。研發成功后實現了國產大型測井多井處理軟件的從無到有。微機處理能力不斷提高后,我們又相繼用Java語言開發了CIFLog1.0、2.0和3.0,實現了國產大型測井軟件平臺的從弱到強。這期間,特別是2005年前后,“Windows-Visua C++”組合開發模式如日中天,而“Java-NetBeans”開發模式當時雖異軍突起但尚有缺陷。項目團隊在決定用何方式開發CIFLog1.0時經歷了一段較長時間痛苦爭論和艱難抉擇。最后下定決心選用開源和支持云編程的“Java-NetBeans”開發模式。后來的事實證明,這是正確的?;氐浇裉?,在大數據和人工智能如日中天的當下,毫無疑問,下步著手研發的CIFLog4.0的肯定是一款具備智能化的測井處理解釋系統。但必須清楚地意識到,由于地球物理行業的特殊性,即井下數據探測的多解性和不確定性,注定了測井行業不能像快遞物流運輸、汽車牌照識別等具備精準數據庫和直觀監測手段的行業那樣十分清晰自如地運用大數據和人工智能技術。我們必須首先把測井處理解釋過程的每一個單元分解開來,研究清楚哪些處理單元的數據屬性、邏輯關系清晰,比較適合機器學習即具備應用人工智能的前提條件,而哪些處理單元則根本不具備。即不是靠炒作一下大數據和人工智能,開發出來的軟件系統就可天馬行空、無所不能。

總之,軟件研發是一項極為艱苦和拼搏的高強度智力勞動。任何一個大型工業化軟件系統從誕生到成熟都要經歷不斷改進、不斷完善的漫長過程。上面提到的CIFLog和GeoEast兩大處理系統,都先后分別走過了30余年的開發征程。我深切體會到,在軟件研發這個領域,不存在所謂的彎道超車。即便在真實賽車場上演繹自如的彎道超車,也都是賽車手多年經驗積累的瞬間爆發。一般人這腳油門下去,不要說彎道超車,不連車帶人摔出賽道就是萬幸。因此,當人機交互處理軟件系統都沒有做好時,根本不要指望通過趕時髦做人工智能軟件系統就能出現所謂一步跨越、彎道超車的奇跡。不認清這一點,必然重蹈“為什么看似簡單的軟件研發卻是科技創新的短板”的覆轍,再次深陷無效投入、沒有產出的泥潭。
 
 
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