中國工業軟件的關鍵短板

曉昀

      中國工業產能、工業出口規模已經領先世界，中國制造業增加值占比達到世界市場份額的28%以上。值得一提的是，在聯合國劃定的所有工業門類和細分領域(41個工業大類，191個中類，525個小類)當中，中國是工業門類最齊全的，中國的很多企業被稱為重量級玩家。      

可是，中國工業企業仍有一個無法回避的關鍵短板——工業軟件。

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

  工業軟件絕不是簡單的IT軟件，更不是普通的互聯網公司能夠涉足其中的。比如其中的代碼行數，全球最大的軟件公司不是微軟，也不是SAP（德國的全球領先軟件公司）， 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，比如制造業：AutoCAD、proIE、ug、SolidWorks、建筑業：AutoCAD、Revit、3dsMax、娛樂媒體：3dsMax、Maya、Autodesk Smoke，以上發現里面經常使用的軟件，沒有一個軟件是我們研發的，它們全部來自國外的軟件企業。     

再比如國內各行各業幾乎都在使用的軟件AutoCAD，這是美國Autodesk（世界領先的設計軟件和數字內容創建公司）的產品，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, 是俄羅斯自己研發的CAD工具。

       在工業軟件領域如果缺乏核心，不亞于缺乏芯片技術一樣。不過，中國管理軟件和嵌入式開發做得還不錯。事實上，如果要掌握工業軟件核心技術，就要實現建模技術，虛擬仿真，數學運算，而這些完全依賴于數學算法，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，但它是一家引領著德國工業4.0國家戰略的公司，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品，它是ERP（Enterprise-wide Resource Planning，芯片設計生產必備神器）解決方案的先驅，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家企業的機房里。有人說，一旦SAP斷供，三分之一的芯片企業會死得很難看。

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

        制造業的最核心技術其實就是工業軟件，其中包括：邏輯編程、數據建立分析、設備驅動、程序更改、傳感器應用等，這些全部都需依賴軟件技術。      

        德國西門子、美國GE、法國施耐德之前為了維持他們傳統的壟斷地位，瘋狂并購世界上的工業軟件公司。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計自動化軟件EDA之一的Mentor。      

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

      
中國工業發展的最大瓶頸就是工業軟件，并且工業軟件企業的發展水平及瓶頸將會成為下游企業掣肘因素。比如中國核電技術已達到世界一流實力，尤其是國產的華龍核電系統已走向了世界。但據業內人士透露，核電系統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品工程解決方案，NX軟件設計的模型、生產制造過程的管理等起到很大的作用。再比如在航天工業方面曾長期使用美國Analytical Graphics公司開發的STK分析軟件，STK可以支持航天任務的全部過程，包括設計、測試、發射、運行和任務應用，目前STK最高版本11.0。因此，工業軟件往往被稱為中國工業企業“短板中的短板”，在此領域需要發力追趕。   

        在CAD研發設計領域，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%，國內數碼大方、中望軟件、山大華天等只不到10%的市場份額，神舟航天、金航數碼也僅僅在航天領域擁有一定市場份額。在CAE仿真軟件領域，美國公司ANSYS、ALTAIR、NASTRAN占據的市場份額超過95%。但是目前國內的軟件企業開始在汽車研發、建筑CAD等領域正發起奮力沖擊。     

          在生產管理領域，德國SAP與美國ORACEL公司占有高端市場的90%以上，國內的用友、金蝶大約只占據中低端市場的80%左右。     

       德國SAP公司的營收水平高達250億歐元上下，曾經超過國內同行用友網絡15倍以上。在生產控制領域，西門子、施耐德、GE、羅克韋爾也具有優勢明顯。而國內的南瑞、寶信、石化盈科因為在電力、鋼鐵冶金和石化行業積累多年，具有一定的競爭力。     

         EDA被認為是工業軟件的尖端領域，我們的集成電路芯片技術的更新換代，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占據了全球EDA行業營收的70%以上。      

       EDA主要用于芯片設計，設計費用也不斷持續增加，而且每一次技術精度的迭代，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鍵限制因素。     

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

         什么是工業軟件？是指在工業領域里應用的軟件，包括系統、應用、中間件、嵌入式等。一般來講工業軟件被劃分為編程語言、系統軟件、應用軟件和介于這兩者之間的中間件。其中系統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用領域。而應用軟件則恰好相反，不同的應用軟件根據用戶和所服務的領域提供不同的功能。

工業應用軟件包括三大類：

1、支持產品研發創新的工具類和管理類軟件，即產品創新數字化軟件領域。

包括：1）CAD（計算機輔助設計，包括MCAD和ECAD，及計算機輔助機械和電氣設計）；2）CAE（工程仿真）；3）CAM（計算機輔助制造，主要指數控編程軟件）；4）CAPP（計算機輔助工藝規劃）；5）EDA（電子設計自動化）；6）Digital manufacturing（數字化制造）；7）PDM/PLM（產品數據管理/產品全生命周期管理），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、實驗數據管理、設計成本管理、設計質量管理、三維模型檢查、可制造性分析等。


2、支持業務運營的各類管理軟件領域（管理軟件）包括ERP（企業資源計劃）、MES（制造執行系統）、CRM（客戶關系管理）、SCM（供應鏈管理）、SRM（供應商關系管理）、EAM（企業資產管理）、HCM（人力資產管理）、BI（業務智能分析）、APS（先進生產排程）、QMS（質量管理系統）、PM（項目管理）、EMS（能源管理）、MDM（主數據管理）、LIMS（實驗室管理）、BPM（業務流程管理）、協同辦公與企業門戶等。ERP是從MRP（物料需求計劃）、MRPII（制造資源計劃）發展起來的。

3、支持對設備和自動化產線進行管控、數據采集和安全運行的工控軟件領域。

包括APC（先進過程控制）、DCS（集散控制系統）、PLC（可編程邏輯控制）、SCADA（數據采集與監控系統）、組態軟件、DNC/MDC（分布式數控與機器數據采集），以及工業網絡安全軟件等。其中，DCS、PLC和SCADA的控制軟件與硬件設備緊密集成，是工業物聯網應用的基礎。

m2006410

厲害了

大白小白

m2006410 發表于 2021-5-3 13:01
厲害了

老哥對視覺很關注啊

jianyongchen108

摘錄原話：對中國工業來說，工業軟件豈止是短板，已經是“斷”板
在我們討論工業軟件之時，另一種聲音也值得我們思考：機械工程師從業人員被勸退，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