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院士谈:为什么看似简单的软件研发却是科技创新的短板?

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-01-21  浏览次数:18016
核心提示:十年前的2011年5月6日,中国石油天然气集团公司在北京隆重召开中国石油新一代测井软件CIFLog发布会。这是国家油气重大专项首个向
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十年前的2011年5月6日,中国石油天然气集团公司在北京隆重召开“中国石油新一代测井软件CIFLog”发布会。这是国家油气重大专项首个向国内外正式发布的标志性成果,具有里程碑意义。

同年4月29日,国家能源局以“油气重大专项推动中国测井软件达到世界领先水平”为主题,向主管科技工作的国家领导人作了汇报;5月1日,中华全国总工会授予CIFLog项目组“全国工人先锋号”;5月9日,时任国务委员的刘延东副总理批示: “向参与CIFLog软件开发的科技工作者表示热烈祝贺!感谢同志们打破国外技术封锁,把我国测井软件技术推向新高度”。

这是中国测井自1939年诞生以来,国家领导人第一次对测井学科取得的一项具体研究成果做出的书面批示。目前,CIFLog软件已经成为装机量最大、年处理井数最多、全部关键核心技术都掌握在中国人手中的行业重器。历经30余年的摔打磨练,作为CIFLog研发团队的带头人,我终于能够敢于提出并直面回答“为什么看似简单的软件研发却是科技创新的短板”这一尖锐问题。

上世纪八十年代,一个普遍的看法是:开发软件投入少、起点低,是国人的强项。几个人,几把桌椅,再攒几台286,就俨然汇入了软件开发大军的洪流。然而,40年后的今天,国产版微机、手机的操作系统在哪儿?有影响的办公套件在哪儿?完全自主研发的大型工业处理软件又有多少?没有答案,只剩下“为什么看似简单的软件研发却是科技创新的短板”这道凄凉的问题。事后谈教训,总可以找出这样那样的一大堆理由,但最可怕的是,找到的都不是问题本质,而仅仅是由问题本质反映出来的各种表象。给研究生授课时,我经常问学生一个问题:“在驾校训练场上开车和在马路上开车有什么本质不同?”同学们的回答历来十分踊跃,100个人往往能给出多于100种的不同答案。然而,“本质的不同”应该只有一点:在驾校,即便你是有几十万公里驾龄的老司机,你前后的车也把你当成新手,礼让有加;但在马路上,即便你是第一次上路的超新手,你前后的车也把你当成老司机,毫不留情。正是基于这一根本原因,才折射出了百人给出百多种答案所反映的那些现象。

事实上,软件开发和其他行业一样都有自己的游戏规则,只是这一规则是在深入潜水、几度被呛甚至濒于淹死后才逐渐明白过来的:软件这行当只有第一,没有第二,只有当老大才能谋生存。这就是问题的本质,极为残酷又极为现实。假定微软的文字处理软件Word世界第一,你自己开发的小word功能不比它差,但你很谦虚地说我排在它后面。对不起,那完全是自娱自乐,除了你,没人认为你是第二。但在奔驰、宝马和奥迪统治了100多年、国人过去一度认为投资大、门槛高而难于涉足的汽车制造业,不同品牌的众多进口、合资和国产车,只要性价比合理,却都可以在细分市场上占据自己的一席之地,并不受老大、老二排名的约束,显然千帆竞技、百舸争流是汽车制造业的主旋律。相反,软件这个行业却一贯特立独行,自问世以来始终保持高度垄断,只认第一,不认第二。如果老二真的出现并成长起来了,那么原来的老大必然没落,剩下不过是个时间问题。微信的强势崛起和QQ的黯然退场,正应了这个规律。

清楚认识软件研发的这一本质特点,不仅能正确回答“为什么看似简单的软件研发却是科技创新的短板”的疑问,而且非常有助于软件研发的科技创新,即:如果你决定开发一款新软件,你首先一定要树立做本行业第一的远大目标,之后还要下定决心、排除万难、矢志不渝地实现它并在实现后持续保持第一。否则的结果就是:干不如不干;或者:干了也白干。从上世纪八十年代末九十年代初起,从当时的中国石油天然气总公司到后来的中国石油天然气集团公司,曾先后几轮组织石油科研院所、高校和其下属油田进行大型石油勘探开发软件的研发,几乎涵盖了油气工业上游业务的各领域,声势、力度不可谓不大。但时至今日,只有东方物探研发的GeoEast地震数据处理解释系统和中国石油勘探开发研究院研发的CIFLog测井数据处理解释系统成了气候,得以大规模工业化应用。究其原因,就是因为它们分别在石油物探和石油测井这两个油气勘探重要领域奋力做到、并保持了国产大型专业化软件行业第一的位置。

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毫无疑问,和新型硬件装备一样,下一代智能化处理软件对抢占未来超深层复杂岩性油气藏、特殊非常规油气藏和极端条件下工程测井等领域的制高点及全面参与未来国际竞争意义重大。清楚认识软件研发的本质特点,尤其有助于对石油软件开发的科学有效管理,这就是:简化流程、提高效率,赋予软件研发团队更大的自主权。而这恰恰是一直以来我们科研管理工作的软肋。因此,目前特别需要从集团公司层面迅速构建形成支持大型软件项目常态化研究及运行维护的有效机制,果断去除软件版本升级换代过程中的各种繁琐立项、评审环节,代之以是能否持续保持最大的现场装机量和应用覆盖率作为考核。也就是说,对已经成熟软件的科学管理,是要创造条件让它始终保持业界第一;对待研发软件的确定,是要充分看清它将来是否具有成为行业龙头老大的潜质和能力。只有这样才能破局,才能走出国产软件研发短板的阴影,才能不被国际商业软件卡脖子。

当决定上手研发一款新软件,而且甄别确定它符合了上面所说条件后,还有一个如何做、如何才能做好的问题。以我最熟悉的测井软件研发为例,由于上世纪八十年代微机的处理能力有限,第一版测井软件CIFSun是在Unix操作系统的Sun工作站上开发的。研发成功后实现了国产大型测井多井处理软件的从无到有。微机处理能力不断提高后,我们又相继用Java语言开发了CIFLog1.0、2.0和3.0,实现了国产大型测井软件平台的从弱到强。这期间,特别是2005年前后,“Windows-Visua C++”组合开发模式如日中天,而“Java-NetBeans”开发模式当时虽异军突起但尚有缺陷。项目团队在决定用何方式开发CIFLog1.0时经历了一段较长时间痛苦争论和艰难抉择。最后下定决心选用开源和支持云编程的“Java-NetBeans”开发模式。后来的事实证明,这是正确的。回到今天,在大数据和人工智能如日中天的当下,毫无疑问,下步着手研发的CIFLog4.0的肯定是一款具备智能化的测井处理解释系统。但必须清楚地意识到,由于地球物理行业的特殊性,即井下数据探测的多解性和不确定性,注定了测井行业不能像快递物流运输、汽车牌照识别等具备精准数据库和直观监测手段的行业那样十分清晰自如地运用大数据和人工智能技术。我们必须首先把测井处理解释过程的每一个单元分解开来,研究清楚哪些处理单元的数据属性、逻辑关系清晰,比较适合机器学习即具备应用人工智能的前提条件,而哪些处理单元则根本不具备。即不是靠炒作一下大数据和人工智能,开发出来的软件系统就可天马行空、无所不能。

总之,软件研发是一项极为艰苦和拼搏的高强度智力劳动。任何一个大型工业化软件系统从诞生到成熟都要经历不断改进、不断完善的漫长过程。上面提到的CIFLog和GeoEast两大处理系统,都先后分别走过了30余年的开发征程。我深切体会到,在软件研发这个领域,不存在所谓的弯道超车。即便在真实赛车场上演绎自如的弯道超车,也都是赛车手多年经验积累的瞬间爆发。一般人这脚油门下去,不要说弯道超车,不连车带人摔出赛道就是万幸。因此,当人机交互处理软件系统都没有做好时,根本不要指望通过赶时髦做人工智能软件系统就能出现所谓一步跨越、弯道超车的奇迹。不认清这一点,必然重蹈“为什么看似简单的软件研发却是科技创新的短板”的覆辙,再次深陷无效投入、没有产出的泥潭。
 
 
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