软件重构产品价值曲线，成为驱动多行业创新与转型的核心引擎

当一台生产PET瓶的巨型机械，其核心价值不再仅仅是坚固的钢铁齿轮与精密传送带，而在于内部不断进化的软件算法时，生产效率和成本又会发生怎样的变化？德国工业设备厂商KRONES的数字化转型案例在2025 MATLAB EXPO北京站的现场引人深思。

而MathWorks全球行业总监Arun Mulpur分享的洞见也正是基于这一行业转变：即“软件定义”的浪潮已超越消费电子，正深刻重塑汽车、高端制造、医疗设备乃至工业的价值逻辑与生命周期。这并非简单的功能叠加，而是一场由底层开发范式到产品价值创造的彻底革命。

价值曲线的倒置：从“出厂即巅峰”到“越用越增值”

传统产品的宿命往往是“出厂即巅峰”。一部功能手机，从拆封那一刻起，其价值便因功能固化与物理损耗而一路下滑。然而，软件定义产品彻底颠覆了这一轨迹。智能手机的价值曲线呈现截然相反的走势——其最低点可能恰恰在开箱之时，随着操作系统迭代、新应用生态拓展以及不断推送的功能升级，它能持续满足甚至创造用户的新需求，价值不降反升。

传统手机与智能手机的价值曲线对比（图片：MathWorks）

当前，这一现象正从个人设备向更复杂的工业领域蔓延：

汽车：作为软件定义产品的先锋领域，“软件定义汽车”已经成为行业的共识。汽车的关键品牌特性如驾驶性能、舒适度、安全性等用户体验要素，皆由软件驱动。消费者期待的“无缝数字体验”和车企力推的“功能订阅服务”，其根基也是软件赋予的持续进化能力。

制造设备：以开头提到的KRONES产线为例，其通过引入基于模型设计和强化学习，结合数字孪生、软件工程以及虚拟开发和测试等技术，实现了产品的高效定义与功能优化，提升了生产效率与产品质量，减少了物理原型试错成本。即使在投入运营后也能通过软件更新满足新的生产需求。

医疗设备：高端医疗影像设备中的图像处理算法和诊断辅助系统等软件定义的功能，不仅显著提高了诊断的准确性，帮助医生更快速、更精准地识别病变和异常情况，还极大地优化了操作流程，为医生提供了更便捷、更高效的操作体验。

软件定义的本质，是将“产品交付”变为“服务起点”。其价值核心正在从物理实体转向可持续更新的数字能力，创造出“越用越增值”的全新商业模式与用户粘性。

基于模型设计打破系统与软件定义鸿沟

然而，构建软件定义产品的挑战，远非嵌入几行代码这般简单。Arun Mulpur在演讲中指出，传统系统与软件定义文化的融合充满挑战，它是不同思维方式、工具链和工作流的碰撞。

在传统的开发模式中，系统工程师、软件工程师以及结构工程师往往各自为政，只专注于自己专业领域内的知识和技能。这种分工虽然在一定程度上保证了专业性，但也常常因为工具链的异构性以及知识的碎片化，导致跨团队协作效率低下，难以形成有效的协同效应。然而，在软件定义产品的时代，工程师需要打破传统的专业壁垒，具备跨领域的知识和能力，以应对日益复杂的系统开发挑战。

在此背景下，MathWorks提出了基于模型设计(Model-Based Design, MBD)，其通过数字主线连接“需求、架构、功能、实现和测试”的全生命周期，以此来实现系统工程、软件开发和结构设计的整合。同时，MathWorks的代码生成工具能够根据客户的功能模型，自动生成面向不同硬件平台(MCU/DSP/MPU)的代码，涵盖从C到HDL代码，以及专为GPU设计的CUDA代码等多种类型（如下图）。这种自动化的代码生成方式不仅显著提升了开发效率，还确保了上层功能设计与软件设计之间的高度一致性。得益于此，客户能够在不同项目中迅速切换至不同的硬件平台，无需重新设计软件架构。此外，MathWorks还与英伟达、意法半导体、TI、高通等半导体厂商展开深度合作，打造了一个包含GPU、MCU、SoC等硬件平台的“芯片模型库”，有效降低从建模到部署的门槛。

软件定义产品：重塑产品形态与竞争规则

技术驱动的“软件定义”革命正以前所未有的深度改变产业格局，重塑着行业产品形态与竞争规则。而软件驱动与生命周期视角延展的双重驱动构成了这场变革的底层逻辑。

一方面，传统行业对软件行业最佳实践的借鉴成为推动软件定义产品发展的关键驱动力之一。CSD、DevOps等强调敏捷迭代与自动化协作的理念，正被系统性地引入复杂硬件产品的研发流程，以提高开发效率，缩短产品上市时间。另一方面，企业对产品生命周期视角的转变。传统模式下，企业往往专注于当前设计周期内的功能固化，产品交付后便很少再进行更新。然而，软件定义产品的特性使得产品功能可以在交付后持续更新、升级或改变，这种交付后的“可塑性”支撑了应对市场快速迭代的核心竞争力。

MathWorks基于模型设计可以更好地将CSD、DevOps等软件实践融入以硬件为核心、验证复杂的传统开发体系。同时，赋予传统行业开发的产品也具备软件定义的属性。

此外，从功能开发和供应商角度，MathWorks基于模型的设计能够通过“Shift Left”和“Stretch Right”两大战略帮助客户在软件定义产品的浪潮中实现高效、可靠的开发与迭代。

• Shift Left：在需求与系统设计阶段，利用仿真提前暴露潜在问题，能够把一定的复杂性拆解掉，大幅降低开发风险、返工成本，缩短上市时间，确保产品基础架构的质量和灵活性，为后续的“软件定义”能力奠定坚实可靠的基础。
• Stretch Right：在产品交付后，建立可靠流程支撑持续更新与迭代，延续“软件定义产品”所承诺的持续价值和客户体验。

结语