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日本软件产业迷思录 | 错失IT大局的内幕（上）

晰数塔互联网快讯
2019-08-28 11:45

编者按：本文来自微信公众号“知识自动化”（ID：zhishipai），作者 Cole和Nakata教授，36氪经授权发布。

编译者：南山工业书院的赵堂钰、林雪萍

这是2014年两位教授针对“日本IT部门的软件创新越来越落后美国同行”进行了分析，指出了了日本软件工业竞争力的削弱问题，和软件工业发展轨迹。这篇反思对当下中国制造如何发展工业软件大有裨益，南山工业书院特此进行编译，分三次刊发在《知识自动化》上，供国内软件决策者和从业者思考。本文为上篇。感谢美国成本仿真软件公司Apriori柴思敏提供的大量帮助。

很难想象，在二十年以前，会有人警告美国说，继制造业取得成功之后，日本正在成为世界软件工业的重要一极。人们认为星罗棋布的硅谷小公司在财务资源方面难以跟日本大型高技术综合制造商相匹敌。此外，人们认为日本大公司青睐的“软件工厂”（factory approach）软件开发方法优于美国占主导的“匠心至上”（craft approach）软件开发方法。

一、日本IT业为何不曾崛起

这样的预测，是对日本软件的一次高估。在过去的二十年间，日本IT企业和高技术制造企业，并没有在软件行业实现这样的突破。对于日本这样的国家，作为全球第三大经济体，拥有世界一流的制造业，但软件密集型产品却越来越缺乏全球竞争力，这一现状是如何发生的呢？日本的企业高管、政府官员和教育官员们，恐怕都严重低估了软件对于消费者业务和企业级业务竞争力的重要意义。

经验表明，对于所有的国家和经济体，机构领导者都扮演着十分重要的角色。他们不仅要感知和监测竞争态势，他们还要应对技术变革，积极反应，以避免未来的落伍与失败。实际上，分辨哪些是技术概念炒作，哪些是颠覆性变革的先导开发是很困难的。此外，机构领导者很容易陷入现有的技术愿景中，即使面对现金流下降的现实，这些愿景依然能持续产生积极影响。

1IT丢掉市场

日本的领导者们在制造硬件方面取得了巨大的成就，这使得他们很难将软件视作对等的合作伙伴，就更别说替代方案了。有一种猜测是：相对日本而言，美国在制造方面的劣势促使美国公司更积极主动地去搜索、感知、监控和利用由软件创造的新机会。

日本的IT公司正在持续丢失主要消费品的全球市场份额。对于智能手机、平板等转型产品，他们不仅未能在全球竞争中胜出，其国内市场也在逐渐沦丧。此外，这类产品正在挤占游戏软件、傻瓜相机乃至单反相机等日本传统成功产品的销售额。

日本电子产品的产量在2000年到2001年间下降了50%，其中大部分都包含嵌入式软件，同期的电子产品出口下降了37%。日本电子公司越来越多地从事中间产品交易，为其他制造商生产零部件。消费电子产品的零件和设备产量从2000年的45%上升至2011年的56%；同期工业零件从8%上升至12%。

问题在于，此类产品利润的大头归于最终销售商，比如苹果和三星。零部件供应商如果不拥有强大的专有技术和核心知识产权，最终可能只分享到碎屑般的利润。

截至2011年12月底，日本电子制造商的总市值比2000年水平减少了一半。相比照的是，东京证券交易所一类大型公司同期仅下跌16%。即使销售保持强劲的公司，其利润率已经低于竞争对手，其中许多在2009年已降至1%~2%的区间。这意味着未来可用于投资的资金相对于国外的竞争对手变得更少。近期疲软的日元可以在多大程度上扭转这一劣势是一个悬而未决的问题。

最近，为了避免逃离消费电子领域的空洞化，日立、东芝和三菱电机已将其业务重心转向能源、运输和公用事业等大型社会基础设施。对于这些项目，上述公司也只是把软件当作将不同项目组合在一起的粘合剂，而不是主要的价值创造者。

然而，拥有强大软件能力的竞争对手如西门子等，通过使用软件驱动前端功能与服务，在这些基础设施市场建立竞争优势也只是时间问题。

IT部门并不仅是电子，也包括信息通信。根据世界银行的数据，IT服务占全球ICT产值的份额从1996年的5%上升至2009年的22%，大部分IT服务产值是由软件贡献的。然而，关于日本未来竞争表现，一个令人不安的预测是，服务在2009年日本ICT出口中占据的份额不足2%。

显然，在从硬件服务到软件服务的转型中，日本已落后，而很大一部分弱势可归结为软件的弱势。

日本ICT服务出口薄弱的另一个因素是：产品定制和系统集成通常是以当地语言基于当地业务实践进行的。由于日本管理界普遍薄弱的英语能力，日本公司在服务出口方面居于劣势是不难理解的。尽管有着规模庞大的软件和信息服务进口，但却缺乏开创性的软件初创企业，实际上缺乏有规模的生机蓬勃的独立软件行业。软件出口规模较小，高水平软件则依赖进口，国内商业套装软件市场虚弱，绝大多数应用程序都是独一无二的定制解决方案。这就是日本软件当前面临的问题。

2过量的定制软件

2012年，日本信息服务市场86%的软件销售额都来自定制软件，只有14%是来自软件产品。值得注意的是：游戏软件占软件产品总销售额的37%，占软件总销售额的5%。

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图1：日本信息服务的市场

尽管如此，作为全球第三大经济体的日本，在软件销售方面仅次于美国，其嵌入式软件能力令人印象深刻。机床、机器人和汽车，是日本世界级品质的嵌入式软件的三大载体。而独立研究机构对日本软件质量与软件生产率做出的排名远在美国之上，令人印象深刻。然而，日本的软件产品与服务，仍然缺乏全球存在感，最主要原因就是横亘在强大的软件开发过程能力与虚弱的产品创新能力之间的巨大鸿沟。Michael Cusumano将这一矛盾称作“日本软件业的迷思”。

二、美日大学计算机教育的差异

Arora、Branstetter、Drev等人研究了1983-2004年间分别由美国人和日本人申报的在美国登记的专利。专利研究的范围覆盖高技术行业的“非硬件”专利，包括嵌入式应用程序、系统应用程序及企业应用软件。他们发现，美国和日本的专利引用量都在增长，但日本提交的专利从1980年代末就开始少于美国同行，这种差距在1990年代中期之后越来越大。

研究者得出四点结论。第一，随着时间的推移，信息技术发明变得越来越“软件密集”型；第二，美国公司更加积极地将软件发明纳入其产品和服务；第三，相对于日本公司而言，美国公司地IT创新绩效提高主要来自于软件密集型产品；第四，日本IT公司大多分布于软件密集度较低的行业。

研究者为20世纪90年代以来日本IT产业急剧的全球大衰退提供了新的解释。他们讨论了造成日本软件创新短板的两种可能原因，一是人力资源约束，软件知识和技能的供给有限。二是日本公司对软件创新本质的认识不足与反应迟缓。他们的结论是：人力资源约束是造成日本软件创新短板的主要原因。

1日本在计算机教育的欠缺

Steinmueller认为，美国软件产业优于日本的原因在于美国的先发优势，这是由美国的研发政策以及大学层面计算机科学教育的领先发展推动的，不仅领先于日本，也领先于所有的先进工业国家，其优势延续至今。

美国五分之一的软件开发者接受过研究生教育，而日本是十分之一。在博士学位方面的差距甚至更大。

直到最近，大部分的日本工程学博士学位是授予日本公司的在职研究人员。这些“论文博士”的学位由企业人员之前就读的大学授予，通常是在多年的研究与开发工作之后。没有必要的课程活动，只需要提交论文并在知名期刊上发表文章。这些博士学位的持有者几乎没有可能在软件创新的一线工作。除开论文博士之外，计算机科学的大多数博士以及相关学科的工程学博士，追求博士学位的目标就是为了获取教职。在软件相关的私营部门工作的博士数量有限，背后是工业界对日本工程学博士总体上缺乏长期需求，同时也缺少足够数量的软件初创企业。

相对比之下，美国大学培养的博士大部分进入政府和工业部门工作，私营部门的许多新增价值也是由接受过研究生教育的博士和硕士们创造的。1978年到2008年间，美国大约培养了22000名计算机科学与信息技术方面的博士。

美国顶尖大学的博士们都接受了异常严格的课程和实训，有很多人都坚持探索，并最终创造并维护着全新的世界。比如说UNIX和关系型数据库，由博士们创办的著名企业包括Adobe、Qualcomm、Google、Sun、Cadence、Synopsys、Vmware、Symantec等。也有一些计算机科学的博士没有创办公司，但为软件创新做出了卓越贡献，比如说Edgah Codd，他在IBM公司工作，通过在关系型数据库方面的开创性工作，为Oracle这样的公司开发商用产品奠定了基础。美国占优势的地方，必有博士们的贡献；但是在日本，就很难列出对等的开创新清单。

2软件融入日本学科非常之慢

还值得注意的是，最先进的软件只是经历漫长而缓慢的过程才能融入到日本的科学与工程学院。早在20世纪90年代，日本的计算机科学教授就已经意识到日本的计算机科学教育是十分虚弱的。他们的课程升级严重依赖于美国创造的IEEE-CS和ACM标准更新。但是标准更新是十分不及时的，通常会有6年左右的代沟。此外，即使是美国采用的标准也经常过时。这种滞后表明，日本IT教育界对IT技术发生变化的速度以及快速适应这种变化的重要性缺乏足够的认识。

拥有最新知识的教员对于给学生沟通和传达最新的课程至关重要，日本大学在这一方面差距明显。

许多IT知识都是在美国发展起来的，尤其是20世纪80年代PC时代的早期。而在这一时期，日本公司依然迷失方向，却在进行大型机方面的攻关。

错误的聚焦使他们在开发、集成、部署新的软件知识方面依然落后于美国人。对新知识更加开放的初创企业数量不足，导致失去了缩小差距的机会。

1980年代日本大学IT专业的扩张伴随着接受过良好训练的计算机科学和信息工程教员的缺失。为了填充教员职位，许多大学从NEC、Fujitsu、Hitachi、Toshiba这样的大公司雇佣退休的IT高管。这些新获得学者身份的人在20世纪80年代到90年代之间填补了大学教职的缺口。然而，虽然他们在IT业务问题和一些技术问题上拥有实际的经验，大这些经验大多数依托于大型机硬件和软件。在美国，大型机很快就被PC、工作站、不断更新的程序设计语言、联网系统、互联网系统等新事物代替。

大多数来自企业的教员无法向大学生教授最新的软件知识。同样，这样的学者也无法在研究方面做出贡献。然而，来自美国的研究者们却正在改变整个计算机科学领域。这种在知识创新方面的落后使日本及其他国家在软件创新方面进一步落后于美国。

Professor Nobumasa Takahashi，日本信息处理协会的主要成员，分析了日本国立大学的样例。国立大学通常会为所有其他大学新课程的设立提供指导，因此国立大学的样例具有代表性意义。他观察到，日本战后的大学学科结构是在建筑工程、机械、电子和化学领域的持续扩展中塑造的。在许多情况下，新学科是由现有学科推动教育部划拨预算而形成的，因此，新学科在某种程度上很像是原有学科的殖民地。

信息学的新学科，相当于美国的信息科学，包括计算机科学的核心及相关学科的内容，也受到了一些限制。这起源于两种事物发展的意外互动。1991年，教育部事实上放宽了对大学的管制，科学和工程学院在本科的前两年不再被要求提供文科教育。许多理工科院校根据他们的专长，以理工类的课程取而代之。这就造成了大量荣誉的教师，他们不会被解雇，他们需要找到新的岗位。

与此同时，政府考虑到人口出生率的下降，对大学院系的扩张施加了限制，同时也对一些具有战略意义的学科放宽了限制。信息技术专业就是被宽待的专业。然而，许多大学利用这一点，将其他专业缩编裁撤的冗余教员卸载到诸如信息技术这类持续发展的领域，并且很多教师在调到计算机科学相关学科后，仍然在教授他们原专业的课程。

Professor Masato Takeichi发现，在总计2615名日本科学与工程学院的信息科学与技术教员中，其构成比例如下：仅有30%左右的教员是专业的计算机科学或信息科学（应用数学）背景；系统信息、电子信息和情报信息约占45%左右的比例。还有25%是与计算机科学没啥关系的教育学专业。

所以说，虽然已经认识到新学科对日本未来的重要性，并将其定为优先发展学科，但是却忽视了在填补新教员时对新领域的应付而导致了不少人员“掺水”。结果是，新领域反而被无力应对计算机科学的教员们拖了后腿。这意味着很多学生失去了接触先进计算机科学知识的机会。更微妙的是，这使得计算机科学很难被看做是一门新学科。

Baba、Takai和Mizuta观察到计算机科学教育在日本的接受度并不高，大多数的软件从业者是从在职培训中获取他们的职业技能。他们进一步指出与美国不同的是，由于大量定制的原因，日本软件行业的知识往往是在本地积累，并局限于公司范围内。

从经产部下属的信息技术促进局的告诫中不难看出，这些特征至今仍是软件创新的主要障碍。

2013年3月在日本东京大学举行的公共论坛上，日本科学理事会成员木村文彦教授表示，计算机科学仍未被日本大多数利益团体公认为有明确界定的学科。

衡量一个新领域融入现有学科体系的一个标准是：现有学科的人原以为新兴学科做出贡献，并赋予新学科更多的合法性。

在美国的案例中，理论数学和应用数学在新的计算机科学学科构建过程中扮演了重要角色。数理逻辑、图灵和哥德尔定理、用于芯片设计的布尔代数、用于解方程的数值算法、以及数学中其它类型的问题，都在计算科学作为一个学科的早期发展中起到了强力推动的作用。

相比之下，2004年到2007年就任东京大学信息科学与技术研究生院院长的Masato Takeichi教授报告称日本的数学家并未像美国同行那样被吸引进新的IT领域。他将此归因于计算机科学在日本被视作一门独立的学科。同样，工程学院的信息工程在日本工程学科体系中也居于较低的层次。

总体上，大约有63300名美国计算机科学与数学专业的学生被授予学士学位，相对而言，日本的数量是16300名。劳动力方面的差距更大，日本相关方面的人力资源数量是美国的43%，创造的GDP相当于美国的37.5%。

3 软件与电子的对比

在美国顶尖的工程学院，诸如计算机科学之类的学科拥有充分的自主权和强烈的动机自我发展。他们从众多的申请者中选拔学生，经历着急速的增长。各院系被鼓励去去吸纳更多的新一代优秀青年，并利用其增长争取更多的学科资源。

美国经由长期的历史形成的分权教育体系意味着教育主管部门对各院系的事务持有“不干涉”的立场。加州大学伯克利分校的前任工程学院院长David Hodges表示，对于展现出领导力的院系，应给予他们充分的自由。这体现了美国顶尖工程学院快速适应新环境背后蕴含的企业家精神。

类似的适应进程与日本大学的实践形成了鲜明的对比。日本东京大学拥有顶尖的信息通信学科，每个工程专业都有规定数量的本科生配额。这种配额2006年以前由教育部严格控制，2006年之后被下放至院系。工程学院掌握工科生总数的配额，这些配额要分给各专业学科。各学科为了维护本部门利益都寸土不让的去争夺，这严重阻碍了新兴学科的的迅速扩张。这种零和游戏造成的一个后果是新兴学科学员数量的扩张甚至比之前更加保守。

东京大学电子工程专业2012年5月入学人数是150人，而信息通信技术专业的入学人数仅有80人。这跟斯坦福大学的情况完全不同。斯坦福大学每年毕业的电子工程专业的学生是50人左右，数量比较稳定，但计算机科学的学位今年持续增长，2012年达到了250人，是电子工程专业的5倍还多。

日本顶尖大学电子工程与信息技术的学员分布在20年以来保持稳定，但IT和软件在今日已成为全球性的竞争力量。这种学生比例显示教育体系依然在集中支持以硬件为中心的制造。

总体而言，这只是日本教育系统在加强软件教育以适应环境变化方面进展缓慢并持续拖后腿的一个案例。这种情况与人力资源约束关系密切，因为教育体系未能向软件开发者们提供前沿的知识。也说明日本的企业、政府和教育机构的领导者们在认识并应对软件创新重要性提升这一新兴趋势方面的失败。这些事实是阻碍日本软件创新的最直接原因。

（上篇结束，即将刊登《日本软件工业迷思录-中篇》《日本软件工业迷思录-下篇》）