中国工业软件的关键短板

晓昀

      中国工业产能、工业出口规模已经领先世界，中国制造业增加值占比达到世界市场份额的28%以上。值得一提的是，在联合国划定的所有工业门类和细分领域(41个工业大类，191个中类，525个小类)当中，中国是工业门类最齐全的，中国的很多企业被称为重量级玩家。      

可是，中国工业企业仍有一个无法回避的关键短板——工业软件。

       中国目前最大的工业软件企业属于华为技术。但即使华为十分强大，但在设计产品时，仍然需要用到美国的三家软件公司Synopsys、Cadence、Mentor提供的EDA(电子设计自动化)软件工具。值得一提的是，美国软件企业的芯片设计极为复杂，芯片里面拥有几十亿个晶体管，因此，他们的EDA工具的极限设计精度是很难替代的。
       国内市场在核心工业软件领域：CAD研发设计类软件市场，被法国达索、德国西门子、美国PTC以及美国Autodesk公司占据达90%以上，国内数码大方、中望软件等只占不到10%的市场。CAE仿真软件市场领域，被美国ANSYS、美国ALTAIR、美国MSC等公司占据了几乎全部市场份额。即使技术含量较低的生产管理类工业软件领域，高端市场被德国SAP与美国ORACEL公司垄断90%以上。   

  工业软件绝不是简单的IT软件，更不是普通的互联网公司能够涉足其中的。比如其中的代码行数，全球最大的软件公司不是微软，也不是SAP（德国的全球领先软件公司）， 而是世界最大的军火商美国的洛克希德·马丁公司。     

          再来看下三大行业，比如制造业：AutoCAD、proIE、ug、SolidWorks、建筑业：AutoCAD、Revit、3dsMax、娱乐媒体：3dsMax、Maya、Autodesk Smoke，以上发现里面经常使用的软件，没有一个软件是我们研发的，它们全部来自国外的软件企业。     

再比如国内各行各业几乎都在使用的软件AutoCAD，这是美国Autodesk（世界领先的设计软件和数字内容创建公司）的产品，它几乎垄断了中国所有的CAD工具，值得一提的是，在俄罗斯根本没有人使用AutoCAD，因为俄罗斯人使用的是nanoCAD, 是俄罗斯自己研发的CAD工具。

       在工业软件领域如果缺乏核心，不亚于缺乏芯片技术一样。不过，中国管理软件和嵌入式开发做得还不错。事实上，如果要掌握工业软件核心技术，就要实现建模技术，虚拟仿真，数学运算，而这些完全依赖于数学算法，这些算法需要长时间的潜心研究及高端的人才。   

  德国最大的工业软件公司仍然不是西门子，也不是大众，更不是蒂森克虏伯，而是SAP SE（思爱普）。尽管只是一家软件公司，但它是一家引领着德国工业4.0国家战略的公司，虽然它在2019年世界500强中只排名427位，德国人厉害的是，世界500强中80%的公司却都是它的客户。   

   著名的SAP（System Applications and Products）软件就属于这家公司的产品，它是ERP（Enterprise-wide Resource Planning，芯片设计生产必备神器）解决方案的先驱，也是全球排名第一的ERP软件。可以说，几乎每分每秒，SAP软件都运行在全世界120多个国家、超过172,000家企业的机房里。有人说，一旦SAP断供，三分之一的芯片企业会死得很难看。

      
日本的工业软件发展相对差一些。全球第三大经济体的日本，在软件销售方面仅次于美国，因为日本本土的工业软件却没有拿得出手的品牌。日本企业更愿意在制造业的硬件方面下功夫，不愿意花太多精力去研发软件。日本人他们更青睐于软件的外包开发。全球软件外包市场规模达到1000亿美元，而日本一家就占了十分之一。   

        制造业的最核心技术其实就是工业软件，其中包括：逻辑编程、数据建立分析、设备驱动、程序更改、传感器应用等，这些全部都需依赖软件技术。      

        德国西门子、美国GE、法国施耐德之前为了维持他们传统的垄断地位，疯狂并购世界上的工业软件公司。比如2016年11月，德国西门子以45亿美元收购了全球三大电子设计自动化软件EDA之一的Mentor。      

        当前，进入中国工业领域的重要工业软件，包括研发类的CAD、CAE、CAM、CAPP，信息管理类的ERP、CRM、HRM，及生产控制类的MES、PCS、PLC，总共占比接近40%。此外，还有60%的嵌入式软件(嵌入特定设备的专用软件)，原因是工业企业对工业智能终端、工业传感器、工业自动化装备需求巨大。时至今日，可以说几乎每一件工业品的生产、每一台工业设备的上线运行，都是最先来自于工业软件中，然后才有最终实体的产品及运行实体。

      
中国工业发展的最大瓶颈就是工业软件，并且工业软件企业的发展水平及瓶颈将会成为下游企业掣肘因素。比如中国核电技术已达到世界一流实力，尤其是国产的华龙核电系统已走向了世界。但据业内人士透露，核电系统的软件采用的是德国西门子的NX软件(西门子公司提供的产品工程解决方案，NX软件设计的模型、生产制造过程的管理等起到很大的作用。再比如在航天工业方面曾长期使用美国Analytical Graphics公司开发的STK分析软件，STK可以支持航天任务的全部过程，包括设计、测试、发射、运行和任务应用，目前STK最高版本11.0。因此，工业软件往往被称为中国工业企业“短板中的短板”，在此领域需要发力追赶。   

        在CAD研发设计领域，法国达索、德国西门子、美国PTC以及美国Autodesk公司在中国市场的份额超过90%，国内数码大方、中望软件、山大华天等只不到10%的市场份额，神舟航天、金航数码也仅仅在航天领域拥有一定市场份额。在CAE仿真软件领域，美国公司ANSYS、ALTAIR、NASTRAN占据的市场份额超过95%。但是目前国内的软件企业开始在汽车研发、建筑CAD等领域正发起奋力冲击。     

          在生产管理领域，德国SAP与美国ORACEL公司占有高端市场的90%以上，国内的用友、金蝶大约只占据中低端市场的80%左右。     

       德国SAP公司的营收水平高达250亿欧元上下，曾经超过国内同行用友网络15倍以上。在生产控制领域，西门子、施耐德、GE、罗克韦尔也具有优势明显。而国内的南瑞、宝信、石化盈科因为在电力、钢铁冶金和石化行业积累多年，具有一定的竞争力。     

         EDA被认为是工业软件的尖端领域，我们的集成电路芯片技术的更新换代，主要一个制约因素就是EDA。值得一提的是，三家美国软件公司Cadence、Synopsys和Mentor占据了全球EDA行业营收的70%以上。      

       EDA主要用于芯片设计，设计费用也不断持续增加，而且每一次技术精度的迭代，软件都会有30%-50%的代码需要重新编写，软件所形成的瓶颈是其关键限制因素。     

        国内软件企业比较擅长管理软件(比如办公软件、财税软件)，而工程软件弱势明显，目前，国内80%的规划软件、50%的制作软件、95%的效劳软件依然无法做到自主可控。      

         什么是工业软件？是指在工业领域里应用的软件，包括系统、应用、中间件、嵌入式等。一般来讲工业软件被划分为编程语言、系统软件、应用软件和介于这两者之间的中间件。其中系统软件为计算机使用提供最基本的能，但是并不针对某一特定应用领域。而应用软件则恰好相反，不同的应用软件根据用户和所服务的领域提供不同的功能。

工业应用软件包括三大类：

1、支持产品研发创新的工具类和管理类软件，即产品创新数字化软件领域。

包括：1）CAD（计算机辅助设计，包括MCAD和ECAD，及计算机辅助机械和电气设计）；2）CAE（工程仿真）；3）CAM（计算机辅助制造，主要指数控编程软件）；4）CAPP（计算机辅助工艺规划）；5）EDA（电子设计自动化）；6）Digital manufacturing（数字化制造）；7）PDM/PLM（产品数据管理/产品全生命周期管理），以及其他专用软件，比如公差分析、软件代码管理（CASE/ALM）、MRO（大修维护管理）、三维浏览器、实验数据管理、设计成本管理、设计质量管理、三维模型检查、可制造性分析等。


2、支持业务运营的各类管理软件领域（管理软件）包括ERP（企业资源计划）、MES（制造执行系统）、CRM（客户关系管理）、SCM（供应链管理）、SRM（供应商关系管理）、EAM（企业资产管理）、HCM（人力资产管理）、BI（业务智能分析）、APS（先进生产排程）、QMS（质量管理系统）、PM（项目管理）、EMS（能源管理）、MDM（主数据管理）、LIMS（实验室管理）、BPM（业务流程管理）、协同办公与企业门户等。ERP是从MRP（物料需求计划）、MRPII（制造资源计划）发展起来的。

3、支持对设备和自动化产线进行管控、数据采集和安全运行的工控软件领域。

包括APC（先进过程控制）、DCS（集散控制系统）、PLC（可编程逻辑控制）、SCADA（数据采集与监控系统）、组态软件、DNC/MDC（分布式数控与机器数据采集），以及工业网络安全软件等。其中，DCS、PLC和SCADA的控制软件与硬件设备紧密集成，是工业物联网应用的基础。

m2006410

厉害了

大白小白

m2006410 发表于 2021-5-3 13:01
厉害了

老哥对视觉很关注啊

jianyongchen108

摘录原话：对中国工业来说，工业软件岂止是短板，已经是“断”板
在我们讨论工业软件之时，另一种声音也值得我们思考：机械工程师从业人员被劝退，机械工程师是不是越老越吃香？

osterreich

学习了！

游风曳雨

毕竟多年的差距不是媒体一句弯道超车就解决的，弯道超车怎么可能，通常都是车毁人亡

大白小白

@m2006410 焊接上视觉？

wugehaoniu

谢谢分享。点赞支持

咸鱼abc

感谢分享，学到了

wlj0202

大家仍需努力，加油