天拓分享 | 建设制造强国,工业软件如何突围?
发布日期:
2021-12-20

我国制造业规模全球第一,工业软件作为工业技术软件化的产物,是工业知识的结晶,更是制造强国的“国之重器”。近年来,认识到发展工业软件的重要性,政策持续支持工业软件发展,部分工业软件技术已实现突破。在政策、产业、技术多重因素下,我国工业软件行业有望迎来快速发展。


工业软件是指在工业领域里进行研发设计、业务管理、生产调度和过程控制的相关软件与系统。在软件行业中,工业软件只占很小的比例,却是工业制造的大脑和神经,堪称工业领域的“皇冠”,其中高端软件更是“皇冠”上的“明珠”。在近年来几次“卡脖子”事件中,工业软件和芯片是同时击中中国制造的“软”“硬”两把利剑。但芯片万众瞩目,相反工业软件作为“制造强国”最大短板却未引起社会各方足够重视。

产业现状

国产厂商崛起正当时。我国工业软件2020年达到近两千亿市场规模,且仍以每年15%左右的增速增长,增速快于全球平均水平,潜力巨大。但国产工业软件厂商普遍规模较小,市占率较低,其中设计软件国产厂商份额仅5%左右,与国外产品差距较大,而生产控制类和信息管理类产品国产份额较高,但在高端产品上仍有较大的国产替代空间。这在一定程度上是因为我国工业化进程起步晚,工业基础相对薄弱,对工业知识和技术经验的积累不够重视,进而导致重要工业软件的发展与国际领先水平存在较为明显的差距。

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在此情形下,我国对工业软件自主化水平提升极为重视。2021年2月,科技部发布《关于对“十四五”国家重点研发计划首批18个重点专项2021年度项目申报指南征求意见的通知》,工业软件为18个重点专项之一。其中《“工业软件”重点专项2021年度项目申报指南建议》提出到2025年,引领现代制造业发展的新模式、新平台、新体系和新业态逐步形成,核心工业软件基本实现自主可控,基于工业互联网的工业软件平台及数字生态逐步形成,工业软件自主发展能力显著增强,推动制造业产业生态创新以及技术体系、生产模式、产业形态和价值链的重塑。2021年4月,工信部发布了《“十四五”智能制造规划》(征求意见稿),该规划提出到2025 年,突破一批研发设计软件,开发一批行业专用软件,控制执行、生产制造和经营管理等软件市场竞争力进一步提升,研发一批达到国际同类水平的新型软件。


产业剖析

工业软件主要包括研发设计类工业软件、生产制造类工业软件、经营管理类工业软件、嵌入式工业软件等,其中嵌入式软件占比最高。

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研发设计类工业软件是我国工业软件这一“短板中的短板”。我国的高端CAD、CAE、PLM等工业软件市场被SAP、西门子、达索、PTC等国外厂商所垄断,国内本土企业在这一领域面临着一定的挑战。当前CAD市场中外资企业处于绝对的垄断地位,同时国内企业中中望软件、华天软件在CAD领域也具备了一定的积累。EDA市场当前呈现Synopsys、Cadence、MentorGraphics三足鼎立的局面,国内也涌现出华大九天、芯禾科技等本土厂商。PLM软件中,国际巨头西门子、达索、PTC是PLM市场的三大技术引领者,我国进入PLM领域市场较晚,在技术服务水平上与服务范围覆盖度上与国外的企业存在一定的差距。此外,一些国内本土企业在一些细分领域有着不俗的表现,例如,航天神软、金航数码在军工航天市场有突出表现。可以看到,在研发设计类工业软件这一“短板中的短板”领域,国内企业已经开始奋起直追。


生产制造类工业软件外资厂商占据市场的主要份额,国内厂商呈追赶态势,当前已是同台竞技的局面。以Siemens、Schneider、Honeywell和GE为例,这四家公司在该领域占据中国近三成市场,但同时国内企业在MES、SCADA等主要细分市场出现国内龙头厂商,例如宝信软件、中控技术等企业。国内厂商陆续崛起,当前生产管控类软件已呈现中外厂商同台竞技的局面。

经营管理类工业软件国内企业具备较好的发展水平,但是高端的管理运营类工业软件仍被国外企业主导。以金蝶、用友网络为代表的本土企业在经营管理类领域占据国内市场较大的市场份额,以SAP与Oracle为代表的国外企业在国内市场中也有一定的份额,且其占据的主要是高端市场份额。

嵌入式工业软件领域国内企业具备一定的发展优势,在新技术催化下未来可能迎接新的发展机遇。以工业通信类嵌入式软件为例,华为是该领域的核心参与者,在我国市场中占据着绝大部分的份额。随着5G等技术的发展,工业通信很可能迎来新的发展机遇,从而使华为、中兴等企业进一步提升其市场竞争力。

产业发展建议

持续释放政策红利,促进工业软件深入发展。工信部开展智能制造试点示范项目,在国际合作、重点领域和技术突破、垂直行业应用试点等方面进一步细化。对于地方政府来说,要将工业软件作为一个重点产业发展,完善产业配套服务体系。此外,还要加大工业软件人才引培力度,既包括软件人才,也包括行业专家。

加速信息技术应用,实现企业数字化覆盖。企业要用数字化车间构建一个横向全面覆盖各种管理流程、纵向不同层次搭配直通底层数据的自动化和信息化网络,为生产和管理信息的一体化打下基础,未来需要进一步拓展智能应用的覆盖范围和深度功能。
加强行业深度研究,打造垂直领域智能应用。行业方面,加强行业深度研究,将行业积累的工业、管理规律与人工智能算法结合,整合行业数据和企业数据,尝试开发工业智能应用。人工智能建立在对特定领域深度学习的基础上,在工业领域的智能应用同样需要丰富的行业经验和研究基础。
强化工业知识技术积累,避免出现技术空心化现象。我国工业化进程起步相对较晚,工业知识积淀对工业软件发展的支撑力不足。但同时也应看到我国是唯一具备完整工业体系的国家,具备诞生工业软件巨头的工业环境基础。对于企业,应重视项目产出的知识和技术成果的软件化,并加强成果的应用;对于政府,可以加强对关键工业基础知识和技术的支持力度,鼓励引导软件企业、装备制造商、用户、科研院所强化协同,联合开发面向产品全生命周期和制造全过程各环节的核心工业软件。

紧抓工业互联网发展机遇,探索“换道超车”。对于我国工业软件产业的发展而言,在强化工业知识积淀与短板补齐的同时,也应当强调发展模式的创新。工业软件的发展大致可以分为“单体软件本身的发展——软件协同应用阶段——工业互联网”三大发展阶段,当前处于向工业互联网发展的重要过渡期,应牢牢抓住这一过渡期带来的机遇。工业互联网为工业软件的发展带来了新的价值平台,工业软件未来的开发和部署将可能围绕着工业互联网平台体系进行架构,在这样的新发展图景下,工业APP将成为工业软件发展的新形态,工业APP将是工业互联网这一操作系统的应用程序。

当今中国正经历百年未有之大变局,想从一个制造大国转向一个制造强国,必须攻克工业软件行业。工欲善其事,必先利其器。发展工业软件就是一种软件强国战略,工业软件是一切高精端制造的基础,没有工业软件,工业4.0无从谈起,路漫漫其修远兮,我们必须承认差距,发展工业软件这条路注定漫长,却值得等待。