中國工業(yè)軟件的關(guān)鍵短板

曉昀

      中國工業(yè)產(chǎn)能、工業(yè)出口規(guī)模已經(jīng)領(lǐng)先世界，中國制造業(yè)增加值占比達到世界市場份額的28%以上。值得一提的是，在聯(lián)合國劃定的所有工業(yè)門類和細分領(lǐng)域(41個工業(yè)大類，191個中類，525個小類)當中，中國是工業(yè)門類最齊全的，中國的很多企業(yè)被稱為重量級玩家。      

可是，中國工業(yè)企業(yè)仍有一個無法回避的關(guān)鍵短板——工業(yè)軟件。

       中國目前最大的工業(yè)軟件企業(yè)屬于華為技術(shù)。但即使華為十分強大，但在設(shè)計產(chǎn)品時，仍然需要用到美國的三家軟件公司Synopsys、Cadence、Mentor提供的EDA(電子設(shè)計自動化)軟件工具。值得一提的是，美國軟件企業(yè)的芯片設(shè)計極為復雜，芯片里面擁有幾十億個晶體管，因此，他們的EDA工具的極限設(shè)計精度是很難替代的。
       國內(nèi)市場在核心工業(yè)軟件領(lǐng)域：CAD研發(fā)設(shè)計類軟件市場，被法國達索、德國西門子、美國PTC以及美國Autodesk公司占據(jù)達90%以上，國內(nèi)數(shù)碼大方、中望軟件等只占不到10%的市場。CAE仿真軟件市場領(lǐng)域，被美國ANSYS、美國ALTAIR、美國MSC等公司占據(jù)了幾乎全部市場份額。即使技術(shù)含量較低的生產(chǎn)管理類工業(yè)軟件領(lǐng)域，高端市場被德國SAP與美國ORACEL公司壟斷90%以上。   

  工業(yè)軟件絕不是簡單的IT軟件，更不是普通的互聯(lián)網(wǎng)公司能夠涉足其中的。比如其中的代碼行數(shù)，全球最大的軟件公司不是微軟，也不是SAP（德國的全球領(lǐng)先軟件公司）， 而是世界最大的軍火商美國的洛克希德·馬丁公司。     

          再來看下三大行業(yè)，比如制造業(yè)：AutoCAD、proIE、ug、SolidWorks、建筑業(yè)：AutoCAD、Revit、3dsMax、娛樂媒體：3dsMax、Maya、Autodesk Smoke，以上發(fā)現(xiàn)里面經(jīng)常使用的軟件，沒有一個軟件是我們研發(fā)的，它們?nèi)�部來自國外的軟件企業(yè)。     

再比如國內(nèi)各行各業(yè)幾乎都在使用的軟件AutoCAD，這是美國Autodesk（世界領(lǐng)先的設(shè)計軟件和數(shù)字內(nèi)容創(chuàng)建公司）的產(chǎn)品，它幾乎壟斷了中國所有的CAD工具，值得一提的是，在俄羅斯根本沒有人使用AutoCAD，因為俄羅斯人使用的是nanoCAD, 是俄羅斯自己研發(fā)的CAD工具。

       在工業(yè)軟件領(lǐng)域如果缺乏核心，不亞于缺乏芯片技術(shù)一樣。不過，中國管理軟件和嵌入式開發(fā)做得還不錯。事實上，如果要掌握工業(yè)軟件核心技術(shù)，就要實現(xiàn)建模技術(shù)，虛擬仿真，數(shù)學運算，而這些完全依賴于數(shù)學算法，這些算法需要長時間的潛心研究及高端的人才。   

  德國最大的工業(yè)軟件公司仍然不是西門子，也不是大眾，更不是蒂森克虜伯，而是SAP SE（思愛普）。盡管只是一家軟件公司，但它是一家引領(lǐng)著德國工業(yè)4.0國家戰(zhàn)略的公司，雖然它在2019年世界500強中只排名427位，德國人厲害的是，世界500強中80%的公司卻都是它的客戶。   

   著名的SAP（System Applications and Products）軟件就屬于這家公司的產(chǎn)品，它是ERP（Enterprise-wide Resource Planning，芯片設(shè)計生產(chǎn)必備神器）解決方案的先驅(qū)，也是全球排名第一的ERP軟件�？梢哉f，幾乎每分每秒，SAP軟件都運行在全世界120多個國家、超過172,000家企業(yè)的機房里。有人說，一旦SAP斷供，三分之一的芯片企業(yè)會死得很難看。

      
日本的工業(yè)軟件發(fā)展相對差一些。全球第三大經(jīng)濟體的日本，在軟件銷售方面僅次于美國，因為日本本土的工業(yè)軟件卻沒有拿得出手的品牌。日本企業(yè)更愿意在制造業(yè)的硬件方面下功夫，不愿意花太多精力去研發(fā)軟件。日本人他們更青睞于軟件的外包開發(fā)。全球軟件外包市場規(guī)模達到1000億美元，而日本一家就占了十分之一。   

        制造業(yè)的最核心技術(shù)其實就是工業(yè)軟件，其中包括：邏輯編程、數(shù)據(jù)建立分析、設(shè)備驅(qū)動、程序更改、傳感器應(yīng)用等，這些全部都需依賴軟件技術(shù)。      

        德國西門子、美國GE、法國施耐德之前為了維持他們傳統(tǒng)的壟斷地位，瘋狂并購世界上的工業(yè)軟件公司。比如2016年11月，德國西門子以45億美元收購了全球三大電子設(shè)計自動化軟件EDA之一的Mentor。      

        當前，進入中國工業(yè)領(lǐng)域的重要工業(yè)軟件，包括研發(fā)類的CAD、CAE、CAM、CAPP，信息管理類的ERP、CRM、HRM，及生產(chǎn)控制類的MES、PCS、PLC，總共占比接近40%。此外，還有60%的嵌入式軟件(嵌入特定設(shè)備的專用軟件)，原因是工業(yè)企業(yè)對工業(yè)智能終端、工業(yè)傳感器、工業(yè)自動化裝備需求巨大。時至今日，可以說幾乎每一件工業(yè)品的生產(chǎn)、每一臺工業(yè)設(shè)備的上線運行，都是最先來自于工業(yè)軟件中，然后才有最終實體的產(chǎn)品及運行實體。

      
中國工業(yè)發(fā)展的最大瓶頸就是工業(yè)軟件，并且工業(yè)軟件企業(yè)的發(fā)展水平及瓶頸將會成為下游企業(yè)掣肘因素。比如中國核電技術(shù)已達到世界一流實力，尤其是國產(chǎn)的華龍核電系統(tǒng)已走向了世界。但據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，核電系統(tǒng)的軟件采用的是德國西門子的NX軟件(西門子公司提供的產(chǎn)品工程解決方案，NX軟件設(shè)計的模型、生產(chǎn)制造過程的管理等起到很大的作用。再比如在航天工業(yè)方面曾長期使用美國Analytical Graphics公司開發(fā)的STK分析軟件，STK可以支持航天任務(wù)的全部過程，包括設(shè)計、測試、發(fā)射、運行和任務(wù)應(yīng)用，目前STK最高版本11.0。因此，工業(yè)軟件往往被稱為中國工業(yè)企業(yè)“短板中的短板”，在此領(lǐng)域需要發(fā)力追趕。   

        在CAD研發(fā)設(shè)計領(lǐng)域，法國達索、德國西門子、美國PTC以及美國Autodesk公司在中國市場的份額超過90%，國內(nèi)數(shù)碼大方、中望軟件、山大華天等只不到10%的市場份額，神舟航天、金航數(shù)碼也僅僅在航天領(lǐng)域擁有一定市場份額。在CAE仿真軟件領(lǐng)域，美國公司ANSYS、ALTAIR、NASTRAN占據(jù)的市場份額超過95%。但是目前國內(nèi)的軟件企業(yè)開始在汽車研發(fā)、建筑CAD等領(lǐng)域正發(fā)起奮力沖擊。     

          在生產(chǎn)管理領(lǐng)域，德國SAP與美國ORACEL公司占有高端市場的90%以上，國內(nèi)的用友、金蝶大約只占據(jù)中低端市場的80%左右。     

       德國SAP公司的營收水平高達250億歐元上下，曾經(jīng)超過國內(nèi)同行用友網(wǎng)絡(luò)15倍以上。在生產(chǎn)控制領(lǐng)域，西門子、施耐德、GE、羅克韋爾也具有優(yōu)勢明顯。而國內(nèi)的南瑞、寶信、石化盈科因為在電力、鋼鐵冶金和石化行業(yè)積累多年，具有一定的競爭力。     

         EDA被認為是工業(yè)軟件的尖端領(lǐng)域，我們的集成電路芯片技術(shù)的更新?lián)Q代，主要一個制約因素就是EDA。值得一提的是，三家美國軟件公司Cadence、Synopsys和Mentor占據(jù)了全球EDA行業(yè)營收的70%以上。      

       EDA主要用于芯片設(shè)計，設(shè)計費用也不斷持續(xù)增加，而且每一次技術(shù)精度的迭代，軟件都會有30%-50%的代碼需要重新編寫，軟件所形成的瓶頸是其關(guān)鍵限制因素。     

        國內(nèi)軟件企業(yè)比較擅長管理軟件(比如辦公軟件、財稅軟件)，而工程軟件弱勢明顯，目前，國內(nèi)80%的規(guī)劃軟件、50%的制作軟件、95%的效勞軟件依然無法做到自主可控。      

         什么是工業(yè)軟件？是指在工業(yè)領(lǐng)域里應(yīng)用的軟件，包括系統(tǒng)、應(yīng)用、中間件、嵌入式等。一般來講工業(yè)軟件被劃分為編程語言、系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件和介于這兩者之間的中間件。其中系統(tǒng)軟件為計算機使用提供最基本的能，但是并不針對某一特定應(yīng)用領(lǐng)域。而應(yīng)用軟件則恰好相反，不同的應(yīng)用軟件根據(jù)用戶和所服務(wù)的領(lǐng)域提供不同的功能。

工業(yè)應(yīng)用軟件包括三大類：

1、支持產(chǎn)品研發(fā)創(chuàng)新的工具類和管理類軟件，即產(chǎn)品創(chuàng)新數(shù)字化軟件領(lǐng)域。

包括：1）CAD（計算機輔助設(shè)計，包括MCAD和ECAD，及計算機輔助機械和電氣設(shè)計）；2）CAE（工程仿真）；3）CAM（計算機輔助制造，主要指數(shù)控編程軟件）；4）CAPP（計算機輔助工藝規(guī)劃）；5）EDA（電子設(shè)計自動化）；6）Digital manufacturing（數(shù)字化制造）；7）PDM/PLM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理/產(chǎn)品全生命周期管理），以及其他專用軟件，比如公差分析、軟件代碼管理（CASE/ALM）、MRO（大修維護管理）、三維瀏覽器、實驗數(shù)據(jù)管理、設(shè)計成本管理、設(shè)計質(zhì)量管理、三維模型檢查、可制造性分析等。


2、支持業(yè)務(wù)運營的各類管理軟件領(lǐng)域（管理軟件）包括ERP（企業(yè)資源計劃）、MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）、CRM（客戶關(guān)系管理）、SCM（供應(yīng)鏈管理）、SRM（供應(yīng)商關(guān)系管理）、EAM（企業(yè)資產(chǎn)管理）、HCM（人力資產(chǎn)管理）、BI（業(yè)務(wù)智能分析）、APS（先進生產(chǎn)排程）、QMS（質(zhì)量管理系統(tǒng)）、PM（項目管理）、EMS（能源管理）、MDM（主數(shù)據(jù)管理）、LIMS（實驗室管理）、BPM（業(yè)務(wù)流程管理）、協(xié)同辦公與企業(yè)門戶等。ERP是從MRP（物料需求計劃）、MRPII（制造資源計劃）發(fā)展起來的。

3、支持對設(shè)備和自動化產(chǎn)線進行管控、數(shù)據(jù)采集和安全運行的工控軟件領(lǐng)域。

包括APC（先進過程控制）、DCS（集散控制系統(tǒng)）、PLC（可編程邏輯控制）、SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)）、組態(tài)軟件、DNC/MDC（分布式數(shù)控與機器數(shù)據(jù)采集），以及工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全軟件等。其中，DCS、PLC和SCADA的控制軟件與硬件設(shè)備緊密集成，是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)。

m2006410

厲害了

大白小白

m2006410 發(fā)表于 2021-5-3 13:01
厲害了

老哥對視覺很關(guān)注啊

jianyongchen108

摘錄原話：對中國工業(yè)來說，工業(yè)軟件豈止是短板，已經(jīng)是“斷”板
在我們討論工業(yè)軟件之時，另一種聲音也值得我們思考：機械工程師從業(yè)人員被勸退，機械工程師是不是越老越吃香？

osterreich

學習了！

游風曳雨

畢竟多年的差距不是媒體一句彎道超車就解決的，彎道超車怎么可能，通常都是車毀人亡

大白小白

@m2006410 焊接上視覺？

wugehaoniu

謝謝分享。點贊支持

咸魚abc

感謝分享，學到了

wlj0202

大家仍需努力，加油