FABIE观察 | 中国工业软件发展浅析

1发布 · 2021-08-23 17:26 9

FABIE 说

     2021年6月7日,“2021中国工业软件大会”在重庆召开,会议以“壮大工业软件 深化数字转型”为主题,聚集了政界、学界、业界等众多政府人员、学术专家、企业家、技术大咖,聚焦我国工业软件产业高质量发展、创新与应用、数字化转型升级等方面进行了探讨。与很多概念宏大的产业不同,工业软件作为数字经济产业中垂直领域细分的一类,能以“主角光环”放在这种高级别的会议中,不得不让人深思。它有何魔力?能获得如此聚焦?

一、工业软件概述与分类

我们谈及什么是工业软件的时候,是基于它的属性和发展根基进行讨论的。它的属性是软件,而它的发展根基,则是工业。工业软件,源于工业,用于工业,更赋能工业,天然带着工业的基因,因此,讨论工业软件,一定需要结合工业进行。

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概念与分类

目前,工业软件并没有统一的定义,业界的一般共识是:工业软件将工业关键流程与知识通过软件技术以软件的形式进行封装与展示,并通过软件版本的升级不断迭代升级工业技术,是一种数字化、系统化展示工业流程与制造工艺的软件大类,主要应用于工业领域。

工业软件的分类通常也会有各种基于不同维度的分类方式,大体有以下四种分类方式,即:

1.国标GB/T-36475-2018分类:

2.工信部运行局分类;

3.基于产品生命周期的聚类分类;

4.基于企业经营活动特征的分类。

在本文讨论中,我们不指定按哪种分类进行分析说明,因为无论哪一种分类都是无法完整表达的。


二、工业与工业软件

前面说到,工业软件天然带着工业的基因,那么工业软件与工业是如何成为“黄金搭档”的?

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工业的基因

传统制造业是依靠管道、电线、触发器、连接器等物理组件进行连接,以实现由设计到机器生产的流程。虽然流水线的生产已经具有较高的生产效率,但从设计到生产之间的“成果转化”过程,却往往低效且高误差。例如,在传统飞机、汽车等制造业,研发设计阶段需要设计师用尺子、铅笔手绘图纸,这种图纸往往包含很多难以发现的隐藏性问题,却只能在制作、组装甚至在试飞、试驾时才能被发现,这就极大增加了返工率。

NASA、波音、洛克希德、福特等工业巨头,早在20世纪60年代就已开始工业软件的开发,基于本公司需求,开发出各类适用于本公司产品生产的软件系统。尤其是基于三维计算机辅助设计软件(3D CAD)的出现,很好地解决了上述问题,也让“质量源于设计”得以实现。从这个意义来说,工业软件已经是工业品的一部分,是工业装备中的“软装备”。

随后,工业软件更是逐步显示出了它的优越性,深植根于工业,形成基于工业不同阶段或形态的工业软件矩阵。如研发设计软件、生产制造软件、企业管理软件、营销财务管理类软件等,开始全面赋能工业生产、产业发展。经过数十年的发展,工业软件已经被公认为“工业制造的大脑和神经”,几乎没有哪一类产品在研发、生产、测试等关键环节与场景中,没有用到工业软件。根据中国工业技术软件化产业联盟发布的《中国工业软件产业白皮书2020》中测算,工业软件对工业产品至少有10倍的杠杆放大和行业带动作用。


三、产业链分布

工业软件产业链可分为上游、中游和下游产业。

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全球与国内产业链

上游主要是为工业软件产品制造提供基础服务的软硬件厂商,其中软件主要包括Windows、MacOS 、Linux、金蝶Apusic等系统软件和开发工具软件厂商,硬件主要包括Apple、Dell、HP、联想等计算机设备厂商;中游则为工业软件企业,如SAP、Oracle、Siemens、Autodesk、用友、中望龙腾、金蝶等;下游则主要为工业软件应用领域,包括汽车、能源、机械装备、航空航天、国防军工等。

国内来看,上游和中游软件基本上都由国外厂商占据主导地位,如研发设计类软件,有Dassault、Autodesk、Siemens等占据;在生产制造软件领域,有Siemens占据龙头地位;在经营管理类软件方面,SAP、Oracle占据高端市场主导地位;较有优势的是嵌入式软件,国内规模占比超60%,主要由华为和国电南端为主,这也主要得益于国内制造企业在进行智能终端、工业传感器等数字化设备的升级改造。


四、市场规模

基于工业软件与工业的紧密关系,讨论其市场规模,就绕不开工业发展情况,尤其是工业增加值

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全球与国内规模

截止2020年,中国工业增加值达到31.31万亿元,工业经济规模跃居全球首位,占全球比重近30%。而据工信部数据统计显示,截止2020年,全国工业软件收入仅为1974亿元。数据显示,中国工业软件市场规模占全球工业软件收入总额不到7%。

与此同时,《2021年中国工业软件行业市场前景及投资研究报告》显示,全球工业软件市场整体规模庞大,2015-2019年期间以每年5%左右增速增长。2019年全球工业软件规模突破4000亿美元,同比增长5.5%,初步估算2020年全球市场规模超4300亿美元。

上面的数据,非常清晰的说明我国工业软件规模与工业大国的地位极其不匹配,更无法与我国作为世界第二大经济体的地位同日而语。以占全球近30%的工业增长率和不足7%的工业软件市场规模来对比,足以说明中国工业软件的发展空间巨大。

此外,根据《中国工业软件产业白皮书2020》显示,2019年,国内95%的研发设计类软件依赖进口,国产软件仅占5%的国内市场份额,而其他类别工业软件大部分都存在类似的问题。


五、政策动向

工业软件作为一个数字化的产品创新工具,是提升工业生产力和生产效率的手段,是制造业精细化和产业基础高级化发展的技术手段保证,是推动智能制造、工业互联网高质量发展的核心要素和重要支撑,这与我国推进现代化工业发展的需求不谋而合。2020年华为EDA(电子设计自动化,用于芯片设计等)软件和哈工大Matlab(数据分析软件)软件相继被美国禁用,导致华为芯片设计和哈工大在课程教学等环节遭遇巨大打击。在这种背景下,工业软件在中国逐渐显露出其“卡脖子”的技术特征。

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各层政府政策导向

其实国家早已将工业软件产业的发展纳入重点支持产业中,如2019年,工信部提出:“实施国家软件重大工程,集中力量解决关键软件的卡脖子问题,着力推动工业技术的软件化,加快推广软件定义网络的应用。”2019年,工信部和发改委联合发出的《制造业设计能力提升专项行动计划 (2019—2022年)》,重点提及通过工业软件发展解决国内制造业设计层面的瓶颈。

“十四五” 期间,工信部组织实施产业基础再造工程,将工业软件中的重要组成部分——工业基础软件与传统“四基”(即关键基础材料、基础零部件、先进基础工艺以及产业技术基础)合并为新“五基”。此外,广东省、东莞市政府层面都将工业软件纳入战略性发展产业。

下表为国家、部委、省市层面支持工业软件发展部分相关政策:

各级政府在面临产业转型升级压力和制造业高质量发展目标的双重推动下,都在努力为国产工业软件的发展提供有利的政策环境。尤其是“中国制造2025”发展战略提出以来,更是密集出台政策,稳步推进智能制造和工业软件产业的发展。


六、国产工业软件企业

经历了二三十年的沉浮,我国的工业软件发展目前已经又重新走上了新的台阶。尤其是近十多年来,诞生出一大批国产软件中的佼佼者,这里主要简单列举部分国内研发设计类、经营管理类、生产制造类等软件厂商。

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代表性企业

(一)研发设计类软件

中望龙腾:国内领先的研发设计类工业软件供应商,国内CAD软件龙头。通过收购核心技术,并坚持自主研发,提升自身技术实力,同时利用产学合作培养早期用户习惯,增强用户粘性;

广联达:为客户提供数字化软硬件产品、解决方案及相关服务。立足建筑产业,围绕工程项目的全生命周期,以提供建设工程领域专业应用为核心基础支撑,成为国内建筑信息领域龙头;

安世亚太:CAE领军企业,是研发信息化、工程仿真技术及软件服务商。通过广泛的全球合作、长期开展仿真技术研究,掌握了大量核心技术,并自主开发大型通用CAE 软件,巩固自身优势;

(二)经营管理软件

用友:国内ERP龙头,是中国综合型、融合化、生态式的企业云服务平台。通过不断迭代升级自身技术,形成自身发展战略体系,实现战略转型,同时布局智能制造,服务产业升级,拓展自身业务体系;

金蝶:管理软件与云服务供应商,聚焦企业级 PaaS 和 SaaS 领域,布局金蝶云生态;对内打破企业部门之间的壁垒,对外打通产业上下游,提供连接客户和消费者的CRM管理,及连接供应商、渠道伙伴的SRM和渠道管理;

浪潮:云计算、大数据服务商,先进的信息科技产品和领先的解决方案服务商;与国际业内顶级厂商合作,并开放源代码,打造用户、伙伴、开发者、和厂商于一体的完整生态系统,自主研发适合我国企业管理和业务特点的高端产品;

(三)生产制造类软件

中控技术:流程工业领域具有完整自主知识产权的工业自动化企业,国内知名的自动化控制系统供应商;通过持续的研发投入和深耕,获得国家科技进步奖、国家技术发明奖、省科技进步奖等奖项;

宝信软件:中国钢铁信息化领域龙头企业,积极布局智能制造和IDC业务;实时把握前沿技术发展方向,创新商业模式,投身“新基建”与“在线新经济”,加大投入工业互联网平台建设,推动新一代信息技术与实体经济融合创新;

和利时:自动化与信息化系统集成解决方案供应商,提供一体化的解决方案和全生命周期服务;提出“3+1+N”发展战略和“智能控制、智慧管理、自主可控、安全可信”战略方针,不断探索工业互联网、大数据、5G、边缘计算、信息安全等新一代技术与工业的深度融合。

同时,东莞市作为国内电子信息产业主要阵地,拥有大量的工业软件企业。在被授予“数字产业集聚试点园区”、“软件和信息技术服务业试点园区”的东莞天安数码城内,就聚集了睿马网络、哲霖信息、方天软件、海川数控、顺景软件、金拓信息等一批优秀的工业软件。如广东金拓信息科技有限公司,为企业提供金蝶ERP、HR、PLM、CRM、SRM、OA云之家、供应链云、制造云、财务云、电商分销云等金蝶全系列产品解决方案。同时提供智能制造系统解决方案,包括自主研发的MES、WMS、条码管理体系统等。


七、国产工业软件产业发展建议

考虑发展建议和未来发展趋势,还需要从当前的状况出发。正如前文所述,中国国产工业软件虽然近几年发展水平和规模增长都得到很大提升,但面临的问题并不少。总得来说,主要包括人才缺乏、观念落后、制度不完善、相融性差等。

因此,国产工业软件未来的发展,还需着力解决上述几个关键问题,打造工业软件的发展空间。

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主要问题与建议

(一)人才缺乏:有别于单纯的软件开发或工业设计,工业软件的开发既需要软件功底、又要求对工业的理解,尤其在高端工业软件领域,受高端工业软件研发人员匮乏的影响,核心技术无竞争力,更缺乏自主研发的产品。因此,缺乏既懂工业又熟悉软件的复合型人才,是最明显的问题;

(二)重硬轻软:这是国内工业企业的普遍现象,区别于国外制造业企业大规模投入软件使用,国内制造业企业往往更重视“看得见”的硬件设备,而轻视甚至忽视“看不见”的软件系统,这就强烈压缩了国内工业软件市场,这也是FABIE研究院在企业家访谈中常提及的问题;

(三)融合不足:工业软件与工业之间融合不足,一是我国工业基础研究薄弱带来的“累计效应”,未能夯实工业基础,更无法为工业软件提供生长的土壤;二是国产软件供给与工业需求结合不紧密,无法形成有效的供需关系,商业化更是受阻;

(四)知识产权保护意识和力度不足:这也是我国其他产业领域的通病,一方面长期以来未能培育出正版消费市场,另一方面也是因为没有工业软件的基础,也就难以建立健全的工业软件知产保护体系。

各级政府政策的出台,正是着力于解决上述各方面的问题,同时我们对工业软件企业也提出一些建议:

一是微观上,加大研发和人才投入比率,夯实自身技术底蕴;

二是中观上,积极参与国际竞争,见贤思齐,多维度提升竞争力;

三是宏观上,着眼全球,摸清行业发展的趋势,建立更加全面完善的产品矩阵,布局更加广阔的市场。



写在最后

作为“新基建”之一的国产工业软件产业,相信在政府的引导、推动和企业的自身努力下,未来必将成为工业大国的强力支撑,助力我国成为工业软件大国。 

参考资料:

1. 中国工业技术软件化产业联盟,《中国工业软件产业白皮书( 2020)》

2. 中商产业研究院,《2021年中国工业软件行业市场前景及投资研究报告》

3. 陶卓 黄卫东,《中国工业软件产业发展路径研究》

4. 隆云滔 黄婷婷 罗训,《国产工业软件如何突围》

5. 付奇,《制造大省如何走出“工业软件之困”》

6. 软件和集成电路,《如何重新定义工业软件?》

7. 软件和集成电路,《工业软件的隐形力量》米栏

8.《2020中国工业软件企业排行》

 Tianan Cyber Park 

资料整理 | Kay

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