工業(yè)軟件作為工業(yè)企業(yè)運營的“大腦”、新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的靈魂,是支撐制造強國發(fā)展和創(chuàng)新的隱形“國之重器”—— 其本質(zhì),是將特定工業(yè)場景下的經(jīng)驗知識,以數(shù)字化模型或?qū)I(yè)化軟件工具的形式積累沉淀下來。
工業(yè)軟件廣泛應用于工業(yè)領域各個要素和環(huán)節(jié)之中,與業(yè)務流程、工業(yè)產(chǎn)品、工業(yè)裝備密切結(jié)合,全面支撐企業(yè)研發(fā)設計、生產(chǎn)制造、經(jīng)營管理等各項活動,是信息化與工業(yè)化的融合劑。
在推進“工業(yè)化”和“信息化”融合、產(chǎn)業(yè)升級、新型工業(yè)化、工業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型等國家戰(zhàn)略的道路上,工業(yè)軟件扮演著極為重要的角色。
工業(yè)軟件 ≠ 工業(yè) +軟件
工業(yè)軟件按照應用可分為研發(fā)設計類、生產(chǎn)調(diào)度和過程控制類、業(yè)務管理類三大領域,具有分析、計劃、配置、分工等功能,能夠從機器、車間、工廠層面提升企業(yè)生產(chǎn)效率、促進資源配置優(yōu)化、提升生產(chǎn)線協(xié)同水平,對工業(yè)化與信息化融合、數(shù)字世界與物理世界融合有著舉足輕重的作用。
有人認為,工業(yè)軟件就是“工業(yè)”+“軟件”,其實不然。
實際上,“工業(yè)”和“軟件”如同一對孿生兄弟,是你中有我,我中有你的關系。
工業(yè)軟件不僅僅是從工業(yè)或者軟件的單向角度去理解,而是應該從這兩個要素雙向的相互影響的角度來理解。工業(yè)化先進程度決定了工業(yè)軟件的先進程度,工業(yè)軟件的先進程度決定了工業(yè)的效率 —— 有什么樣發(fā)展程度的工藝流程,就有什么樣的工業(yè)軟件。
工業(yè)軟件的意義在于連接設計與制造,在實際產(chǎn)品制造之前,用可視化的方式規(guī)劃和優(yōu)化全生命周期的制造過程。工業(yè)軟件用“結(jié)構(gòu)化”、“可視化”“虛擬驗證設計”等方式解決“產(chǎn)品試制周期長”、“制造工藝不穩(wěn)定”等現(xiàn)實問題。
工業(yè)軟件是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)利用的關鍵,可以幫助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)兌現(xiàn)價值。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用方面的價值主要體現(xiàn)在兩個方面:
通用工業(yè)服務,如資產(chǎn)服務、數(shù)據(jù)服務、分析服務、供應鏈管理、智能診斷、設備檢測;
垂直服務,凝聚不同行業(yè)的工業(yè)知識,解決特定場景下的智能化需求,提升生產(chǎn)效率。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用還可以通過工業(yè) App、API、數(shù)據(jù)平臺、微服務等多種方式呈現(xiàn)。
工業(yè)軟件 —— 工業(yè)的“大腦”
工業(yè)軟件市場規(guī)模的持續(xù)擴張得益于我國制造業(yè)的發(fā)展。
自 2015 年國家提出制造業(yè)長期發(fā)展規(guī)劃以來,我國加速了工業(yè)現(xiàn)代化的建設進程。在這一環(huán)境的影響下,工業(yè)軟件的重要性日益突出,我國政府對工業(yè)軟件的重視程度逐漸提高,陸續(xù)出臺了多項工業(yè)軟件發(fā)展的相關政策,為我國工業(yè)軟件發(fā)展營造了良好的社會環(huán)境。
目前,我國工業(yè)軟件的發(fā)展大概分為三個階段:
第一,軟件本身的發(fā)展階段,在純軟件階段,國外企業(yè)稱霸市場;
第二,軟件協(xié)同應用階段,在這個階段,業(yè)務流程進行串通和優(yōu)化。國內(nèi)廠商開始加快發(fā)展步伐,逐步追趕國外廠商;
第三,"工業(yè)云" 階段,在這個階段,軟件不再是單一的軟件,而是集成多種軟件,并提供 "軟件服務" 的整體解決方案。
近些年來,在國家科技重大專項以及相關產(chǎn)業(yè)政策的支持下,中國工業(yè)軟件從無到有,已基本形成了完整的國產(chǎn)工業(yè)軟件產(chǎn)品體系,覆蓋汽車、工程機械、航空航天、電子、家電、國防軍工、裝備行業(yè)等多個領域,具備了一定的產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)能力和服務支持能力。
此外,還涌現(xiàn)出了許多優(yōu)秀的工業(yè)軟件研發(fā)企業(yè)。在研發(fā)設計類軟件中,神舟航天軟件、金航數(shù)碼等在軍工航天領域占據(jù)較大市場份額,其中,數(shù)碼大方、英特仿真等企業(yè)在研發(fā)投入占比方面領先其他企業(yè);在生產(chǎn)控制軟件中,南瑞、寶信、石化盈科等企業(yè),在電力、鋼鐵冶金和石化行業(yè)深耕多年,客戶數(shù)量多且關系穩(wěn)定。
據(jù)工信部統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2019 年我國工業(yè)軟件產(chǎn)品收入 1720 億元,同比增長 14.6%;2020 年,我國工業(yè)軟件產(chǎn)品收入達到 1974 億元,同比增長 11.2%;2020 年,全國軟件和信息技術(shù)服務業(yè)規(guī)模以上企業(yè)累計完成軟件業(yè)務收入 81616 億元,工業(yè)軟件產(chǎn)品收入占比為 2.42%。
同時,我國工業(yè)軟件行業(yè)市場規(guī)模占軟件和信息服務行業(yè)市場的比重,總體呈上升趨勢。
工業(yè)軟件 —— 強國“短板”
眾所周知,工業(yè)軟件強調(diào)的是技術(shù)。
我國在多個關鍵技術(shù)方面一直被國外卡脖子,其中在工業(yè)軟件領域也不例外。究其原因,首先因為國外企業(yè)在工業(yè)技術(shù)上面擁有著強大的優(yōu)勢,其次是它們在工業(yè)軟件的進軍時間上具有先發(fā)優(yōu)勢。
近些年,諸如達索、西門子、Altair、ES 等公司紛紛通過收購大數(shù)據(jù)人工智能等相關技術(shù)產(chǎn)品來進行工業(yè)軟件的研發(fā)以增強國際競爭力。
從目前國內(nèi)外企業(yè)工業(yè)軟件的研發(fā)力度和成果來看,國外企業(yè)占據(jù)了半壁江山 —— 而與國外工業(yè)軟件相比,國內(nèi)工業(yè)軟件技術(shù)的發(fā)展可以說是差距甚大。
根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,截至 2018 年底,全球工業(yè)軟件市場規(guī)模達 3893 億美元,其中北美占 38.8%,歐洲占 32.4%,亞太占 23.8%,其他占 5%。而中國工業(yè)軟件市場規(guī)模約為 1678.4 億人民幣,只占全球總量的 6% 左右。
我國作為全球第一大工業(yè)國,制造業(yè)約占全球總份額的 30%,但是在工業(yè)軟件方面占比相對較低,說明了我國工業(yè)軟件的薄弱;并且在這僅有的 6% 全球市場份額中,研發(fā)設計類工業(yè)軟件的市場極小 —— 也就是說,該領域被國外壟斷現(xiàn)象嚴重。
例如,CAD 研發(fā)設計類軟件市場,法國達索、德國西門子、美國 PTC 以及美國 Autodesk 公司在我國市場占有率達 90% 以上,國內(nèi)數(shù)碼大方、中望軟件、山大華天等只占不到 10% 的市場;CAE 仿真軟件市場領域,美國 ANSYS、ALTAIR、NASTRAN 等公司占據(jù)了 95% 以上的市場份額。
有專家也曾表示,從工業(yè)軟件發(fā)展階段來看,我國仍處于工業(yè)軟件協(xié)同應用末期-"工業(yè)云" 前期之間,國內(nèi)廠商整體尚未能在技術(shù)與服務水平上超越國際巨頭。
換言之,我國工業(yè)軟件行業(yè)仍處于“管理軟件強,工程軟件弱,低端軟件多,高端軟件少”的狀況。
也就是說,一方面,國內(nèi)自主工業(yè)軟件在生產(chǎn)管理、客戶服務和綜合管理等運營管理領域發(fā)展較好,在工程研制領域發(fā)展較差;另一方面,國內(nèi)自主工業(yè)軟件在低端領域的競爭力相對較高,高端領域還有很多空白。
與國外相比,我國工業(yè)軟件的短板具體體現(xiàn)在以下幾個方面:
制造業(yè)對國外工業(yè)軟件形成長期依賴,關鍵工藝流程和工業(yè)技術(shù)數(shù)據(jù)缺乏長期研發(fā)積累,制造業(yè)在一些領域呈現(xiàn)技術(shù)空心化。
軟件業(yè)和制造業(yè)融合程度低,大型制造企業(yè)缺乏主動布局,純軟件企業(yè)向工業(yè)軟件企業(yè)轉(zhuǎn)型難度大。
國內(nèi)工業(yè)軟件市場被國外企業(yè)壟斷,國產(chǎn)工業(yè)軟件發(fā)展嚴重滯后,產(chǎn)業(yè)生態(tài)基礎還很薄弱。
工業(yè)軟件國內(nèi)標準缺失,綜合集成應用程度不高,工業(yè)軟件作用發(fā)揮有限。
受制于工業(yè)軟件短板,工業(yè)軟件對制造業(yè)模式的變革創(chuàng)新作用尚未發(fā)揮。
短板變長板 —— 任重道遠
如今,工業(yè)軟件的重要性早已不言而喻,正因為它的重要,才會吸引國內(nèi)外企業(yè)越來越多的關注。
目前,我國在工業(yè)軟件領域仍在諸多問題,為了縮短與國外企業(yè)的發(fā)展差距,壯大工業(yè)軟件軟實力,根據(jù)工業(yè)軟件市場的發(fā)展前景和趨勢,主要針對政策與企業(yè)兩方面提出了以下建議:
持續(xù)釋放政策紅利,促進工業(yè)軟件深入發(fā)展。工信部開展智能制造試點示范項目,在國際合作、重點領域和技術(shù)突破、垂直行業(yè)應用試點等方面進一步細化。對于地方政府來說,要將工業(yè)軟件作為一個重點產(chǎn)業(yè)發(fā)展,完善產(chǎn)業(yè)配套服務體系。此外,還要加大工業(yè)軟件人才引培力度,既包括軟件人才,也包括行業(yè)專家。
加速信息技術(shù)應用,實現(xiàn)企業(yè)數(shù)字化覆蓋。企業(yè)要用數(shù)字化車間構(gòu)建一個橫向全面覆蓋各種管理流程、縱向不同層次搭配直通底層數(shù)據(jù)的自動化和信息化網(wǎng)絡,為生產(chǎn)和管理信息的一體化打下基礎,未來需要進一步拓展智能應用的覆蓋范圍和深度功能。
加強行業(yè)深度研究,打造垂直領域智能應用。行業(yè)方面,加強行業(yè)深度研究,將行業(yè)積累的工業(yè)、管理規(guī)律與人工智能算法結(jié)合,整合行業(yè)數(shù)據(jù)和企業(yè)數(shù)據(jù),嘗試開發(fā)工業(yè)智能應用。人工智能建立在對特定領域深度學習的基礎上,在工業(yè)領域的智能應用同樣需要豐富的行業(yè)經(jīng)驗和研究基礎。
目前,工業(yè)軟件在全球工業(yè)發(fā)展中的重要日益凸顯,對于全球第一制造大國的中國來說,工業(yè)軟件技術(shù)水平仍需不斷提高。