中國工業(yè)軟件公司的發(fā)展現(xiàn)狀和面臨瓶頸

　　當今中國的工業(yè)產(chǎn)能、工業(yè)出口規(guī)模已經(jīng)領先世界，中國制造業(yè)增加值占到了全球份額的28%以上，在聯(lián)合國劃定的所有工業(yè)門類和細分領域（41個工業(yè)大類，191個中類，525個小類）當中，中國企業(yè)都已是重量級玩家?？墒侵袊I(yè)企業(yè)要真正進入世界，至今仍面臨一個繞不過去的關鍵短板——工業(yè)軟件。

　　可能很多人不知道，中國現(xiàn)在最大的工業(yè)軟件公司是華為技術(shù)。即使華為如此強大，設計產(chǎn)品時也要用三家美國公司Synopsys、Cadence、Mentor提供的EDA（電子設計自動化）工具。芯片設計極其復雜，里面幾十億的晶體管，EDA工具的極限設計精度是無可替代的。

　　工業(yè)軟件絕不是一般的IT軟件，更不是一般互聯(lián)網(wǎng)公司可以涉足的。僅就代碼行數(shù)而言，世界上最大的軟件公司不是微軟，不是 SAP，而是全球最大軍火商洛克希德·馬丁公司。去掉制造業(yè)的表皮，剩下的核心技術(shù)就是工業(yè)軟件，包括編程、數(shù)據(jù)建立分析、設備驅(qū)動、程序更改、傳感器應用等全要依賴軟件技術(shù)。近年，德國西門子、美國GE、法國施耐德為了維持傳統(tǒng)壟斷地位，使勁并購工業(yè)軟件公司。比如2016年11月，西門子就是以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。

　　目前進入中國工業(yè)領域的重要工業(yè)軟件，包括研發(fā)類的CAD、CAE、CAM、CAPP，信息管理類的ERP、CRM、HRM，以及生產(chǎn)控制類的MES、PCS、PLC，總共占比接近40%。另外60%主要是嵌入式軟件（嵌入特定設備的專用軟件），因為工業(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。

　　工業(yè)軟件企業(yè)是各個工業(yè)領域的一流公司，是長期積累的工業(yè)知識、訣竅的寶貴沉淀，而非IT的產(chǎn)物。時至今日，幾乎每一件工業(yè)品的出產(chǎn)、每一臺工業(yè)設備的運行，都是先存在于工業(yè)軟件的數(shù)字世界中，然后才有實體的產(chǎn)品和運行。

　　可以這么說，我國工業(yè)發(fā)展的最大瓶頸就是工業(yè)軟件，而工業(yè)軟件企業(yè)的發(fā)展瓶頸也會成為下游工業(yè)企業(yè)極大的掣肘因素。比如中國核電技術(shù)已經(jīng)是世界一流，國產(chǎn)“華龍一號”核電系統(tǒng)已經(jīng)整體推向世界。可是業(yè)內(nèi)人士透露：“如果德國西門子現(xiàn)在對中國民用核工業(yè)領域禁用NX軟件（西門子公司提供的產(chǎn)品工程解決方案），將是一場災難——所有用NX軟件設計的模型、生產(chǎn)制造過程的管理，都將被中斷，整個產(chǎn)業(yè)將受到巨大影響，甚至無法正常運轉(zhuǎn)?！?/p>

　　為何中國工業(yè)軟件企業(yè)目前難當大任，實現(xiàn)替代？通過分析工業(yè)軟件公司的發(fā)展現(xiàn)狀和面臨瓶頸，可以找出答案。

　　三個尷尬現(xiàn)實

　　至今，“中國制造”仍被認為是大而不強，那么，具體是哪里“不強”？工業(yè)軟件長期未能實現(xiàn)自主可控，這是未來產(chǎn)業(yè)升級繞不過去的最大弱點。目前看來，中國工業(yè)軟件企業(yè)至少面對三個尷尬現(xiàn)實：

　　工業(yè)軟件是中國工業(yè)企業(yè)“短板中的短板”

　　現(xiàn)今，中國工業(yè)體系當中產(chǎn)生的很多優(yōu)勢技術(shù)、優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)開始競逐全球市場，但是，國內(nèi)更多關注哪些短板要補？集成電路、數(shù)控機床、工業(yè)軟件，已經(jīng)是亟須突破的三大短板。

　　國內(nèi)數(shù)控機床和集成電路已經(jīng)有了不小的創(chuàng)新突破，中國機床產(chǎn)業(yè)至少在規(guī)模上是世界第一，華為海思設計的很多芯片產(chǎn)品也是世界一流水準，唯獨國產(chǎn)工業(yè)軟件（尤其是計算機輔助設計CAD、仿真軟件CAE、輔助制造CAM、電子設計自動化EDA），依然落后國際最高水平30年以上。國產(chǎn)工業(yè)軟件原本起步不晚，20世紀90年代中期甚至占有國內(nèi)市場25%的份額，可是，現(xiàn)今急劇萎縮到5%左右，技術(shù)和規(guī)模都沒有優(yōu)勢。甚至有人認為，工業(yè)軟件是中國企業(yè)30年唯一沒有多少進步的工業(yè)細分領域。

　　根據(jù)賽迪顧問與中國工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟近年的研究數(shù)據(jù)，中國工業(yè)軟件公司普遍的營收規(guī)模集中在1億--100億元這個區(qū)間內(nèi)。各個工業(yè)細分領域都有相對應的軟件公司存在，而且分布平均，但幾乎沒有接近世界一流水平（技術(shù)、規(guī)模）的國產(chǎn)工業(yè)軟件企業(yè)出現(xiàn)。

　　中國工業(yè)軟件企業(yè)數(shù)量不少，但完全沒有行業(yè)主導能力

　　曾經(jīng)有人發(fā)問：為什么芯片設計與制造、數(shù)控機床、汽車、機器人、激光、兵器、航空、航天以及鈑金、模具、機械制造等各個工業(yè)領域，中國企業(yè)用于設計、加工、分析的工業(yè)軟件，幾乎都是歐美產(chǎn)品，這些關鍵領域的國產(chǎn)軟件公司幾乎沒有聲音？

　　CAD研發(fā)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(nèi)數(shù)碼大方、中望軟件、山大華天等只有不到10%的市場份額，神舟航天、金航數(shù)碼也僅僅在軍工航天領域擁有一定市場份額。CAE仿真軟件領域，美國公司ANSYS、ALTAIR、NASTRAN占據(jù)的市場份額超過95%。目前，在汽車研發(fā)、建筑CAD領域，中國工業(yè)軟件企業(yè)開始向國際對手發(fā)起沖擊。

　　生產(chǎn)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(nèi)的用友、金蝶大概只能占據(jù)中低端市場的80%左右。德國SAP公司現(xiàn)今的營收水平達到250億歐元上下，超過國內(nèi)同行用友網(wǎng)絡15倍以上。生產(chǎn)控制領域，西門子、施耐德、GE、羅克韋爾也是優(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)深耕多年，具有一定競爭實力。

　　中國工業(yè)軟件企業(yè)最缺乏技術(shù)訣竅的時間沉淀

　　中國很多互聯(lián)網(wǎng)公司可以在很短時間就擁有多位一流產(chǎn)品經(jīng)理，開發(fā)幾款世界級的APP（比如微信、抖音）?？墒牵瑸槭裁磭鴥?nèi)的工業(yè)軟件企業(yè)不行？因為需要時間沉淀。

　　工業(yè)軟件業(yè)內(nèi)有兩個基本共識：第一，軟件是軟件（代碼+算法），工業(yè)軟件是工業(yè)軟件（典型的高端工業(yè)品），是工業(yè)知識、工作經(jīng)驗和技術(shù)訣竅（Know-How）的集大成者。沒有工業(yè)知識，沒有制造業(yè)經(jīng)驗，只學過計算機軟件的工程師，是設計不了先進工業(yè)軟件的。第二，很多鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、街道工廠甚至車庫里誕生的互聯(lián)網(wǎng)公司，可以短短幾年快速崛起震驚世界，但工業(yè)軟件公司絕無這種可能。因為工業(yè)軟件是千萬聰明人無數(shù)的技術(shù)發(fā)明和經(jīng)驗積累，被反復證明有效，經(jīng)年累月持續(xù)迭代、優(yōu)化出來的。這個時間是多長呢，20年？30年？只會更長。哪怕蘋果、谷歌、亞馬遜這些市值過萬億美元的科技公司，也難以在工業(yè)軟件領域有所作為，你再有產(chǎn)品創(chuàng)意、再會集成那些炫酷科技，也跨不過成熟工業(yè)軟件的時間門檻。

　　工業(yè)軟件企業(yè)當然知道要忍受寂寞、要持續(xù)投入，比如全球最大的CAE公司ANSYS，每年研發(fā)投入3億美元左右。但問題是，工業(yè)軟件本來就難度極大，市場規(guī)模還很小，2018年中國工業(yè)軟件市場規(guī)模在1600億元左右，不如華為一個公司賣手機的營收規(guī)模。

　　沈陽機床曾經(jīng)多次進入國產(chǎn)工業(yè)軟件公司10強榜單，歷經(jīng)千辛萬苦開發(fā)出來的 i5 數(shù)控系統(tǒng)軟件也進入國際主流數(shù)控系統(tǒng)陣營?？墒?，因為商業(yè)模式一時難有可持續(xù)性，沈陽機床臨近破產(chǎn)邊緣。商業(yè)上的不成功，往往使很多工業(yè)軟件公司熬不起時間。

　　持續(xù)融合與迭代

　　為什么工業(yè)軟件具有極廣泛的重要性？因為智能制造的核心技術(shù)就是工業(yè)軟件，中國智能制造的發(fā)展瓶頸也是工業(yè)軟件。

　　國內(nèi)各個工業(yè)細分領域都在推進智能制造、機器換人，若是沒有成熟可靠的工業(yè)軟件支持，這一切都可能建立在失控的流沙之上。因為所有硬件技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、傳感技術(shù)要和制造工藝融合，都要有軟件定義、編碼和封裝。而且工廠是“重資產(chǎn)”，折舊快，產(chǎn)能利用率、技術(shù)效能稍微發(fā)揮不足，就可能面臨虧損。而工業(yè)軟件是資源調(diào)動、配置的核心大腦，決定了工廠運營（成本效率）是否可以持續(xù)。

　　為什么中國工業(yè)軟件一直沒有做起來，瓶頸何在？缺錢、缺人才、缺技術(shù)都是原因，但最缺的是用力深耕。

　　中國工業(yè)軟件企業(yè)當中，神舟航天、金航數(shù)碼算是技術(shù)一流的。原本這些公司是沒多大機會的，中國航天工業(yè)曾長期使用美國Analytical Graphics公司開發(fā)的STK分析軟件，STK可以支持航天任務的全部過程，包括設計、測試、發(fā)射、運行和任務應用等。可是，美國政府從STK 7.0版本就開始對中國實施禁運，目前STK最高版本是11.0。中國航天工業(yè)只能轉(zhuǎn)向神舟航天、金航數(shù)碼這些國內(nèi)公司，現(xiàn)實需求的倒逼之下，反而促使中國航天領域的自主研發(fā)、持續(xù)深耕，國產(chǎn)航天工業(yè)軟件已經(jīng)達到相當高的技術(shù)水平。

　　工業(yè)軟件企業(yè)先天具有壟斷優(yōu)勢，中國公司想要后發(fā)制人，那是很少見的，慢一步會步步皆輸。為什么呢？工業(yè)軟件不像阿里巴巴的釘釘，或者微軟的Office，任何公司誰都能用，而是針對不同工業(yè)現(xiàn)場的專用定制。

　　工業(yè)軟件公司需要與很多不同的工業(yè)企業(yè)進行融合，工業(yè)流程和技術(shù)的程序化，要有強大工業(yè)流程和龐大技術(shù)數(shù)據(jù)做支撐，單打獨斗的“純工業(yè)軟件公司”是活不下去的?？墒?，中國大型工業(yè)科技企業(yè)是否愿意與本土工業(yè)軟件公司進行融合？比如華為技術(shù)過去在采購國產(chǎn)軟硬件產(chǎn)品時，往往會安排一個專家組，只要專家組當中有一人意見保留，生意就很大可能談不成。不過，美國商務部將華為公司納入“實體清單”以后，華為就開始主動培育本土供應鏈，并且與本土工業(yè)軟件企業(yè)（比如自主ERP公司用友網(wǎng)絡、自主EDA公司華大九天）深度融合。

　　用友已經(jīng)與華為有過長期合作，與華為云更是深度融合，華為的打磨極益于用友產(chǎn)品的迭代升級。用友已經(jīng)完成NC Cloud、A++等產(chǎn)品與華為GaussDB數(shù)據(jù)庫、鯤鵬云服務等IT基礎設施產(chǎn)品的適配工作，下一代ERP產(chǎn)品YonSuite也在測試與部署中。

　　EDA絕對是工業(yè)軟件的尖端領域，中國集成電路芯片技術(shù)的進化迭代，很大一個制約因素就是EDA。目前，三家美國公司Cadence、Synopsys和Mentor占據(jù)了全球EDA行業(yè)營收的70%以上。哪怕是中國本土的華大九天，經(jīng)過多年積累已經(jīng)有了一批特色方案和工具，仍然與國際一流水平存在20年以上的技術(shù)差距。其中最難的地方在哪里？融合與迭代。

　　EDA主要用于芯片設計，而且設計費用持續(xù)增長，大概從65nm（納米）的2800萬美元，上升至5nm的5.4億美元。而且從65nm、40nm、28nm、14/16nm，到10nm、7nm、5nm，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。納米量級的很多物理現(xiàn)象以前沒有見過，運算的復雜度也極大提高。很多物理突破，軟件瓶頸是關鍵限制因素。

　　突破瓶頸的三個梯度

　　國內(nèi)軟件企業(yè)相對擅長管理軟件（比如辦公軟件、財稅軟件），而工程軟件明顯偏弱，至今，國內(nèi)80%的規(guī)劃軟件、50%的制作軟件、95%的效勞軟件無法做到自主可控。就算研發(fā)出來性能不錯的工業(yè)軟件，應用層面也需要時間打磨成熟。而且工業(yè)軟件的核心技術(shù)，需要建模、虛擬仿真、數(shù)學運算。可是國產(chǎn)工業(yè)軟件的內(nèi)核，目前主要由國外授權(quán)（國內(nèi)僅有一家工業(yè)軟件公司具有幾何建模引擎的知識產(chǎn)權(quán)），這更是國內(nèi)工業(yè)軟件公司難以逾越的一道壁壘。

　　長期來看，國內(nèi)工業(yè)軟件企業(yè)突破發(fā)展瓶頸要跨越三個梯度。

　　第一梯度：駕馭軟件工程本身的極端復雜性

　　工業(yè)軟件企業(yè)每天要面對的最大難題是什么？無疑是制造業(yè)的復雜性問題。金山公司調(diào)整了一次WPS Office軟件代碼，就用了3年時間，而WPS Office的代碼行數(shù)不到微軟Windows 10系統(tǒng)軟件的十分之一，Windows軟件的代碼行數(shù)又跟洛克希德·馬丁公司、波音公司自己用的工業(yè)軟件不可同日而語?？梢?，工業(yè)軟件承載的是怎樣大尺度的工程量。

　　而且，寫代碼太容易出錯，代碼越寫越長，出錯的頻率指數(shù)級增加，總有一些錯誤藏匿在你不知道的角落里。有程序員甚至直言，也許他的余生，都要在糾正自己的錯誤中度過。Windows軟件出錯了，你大不了重啟系統(tǒng)。但工業(yè)軟件是不能容忍哪怕一點瑕疵的，程序中的各處關聯(lián)非常密集。比如發(fā)射火箭，軟件是要控制火箭做動作的，哪個細節(jié)不對，火箭立即失控。

　　工業(yè)軟件太過復雜，成本和可靠性就成了問題。你要確保這個東西不但能用，還得安全不出事，更要考慮成本和可行性，要讓企業(yè)客戶用得上、用得起。這就是為什么蘋果手機每隔十幾個月就要更新?lián)Q代，而一款飛機或者一型航空發(fā)動機可以有30-50年壽命。不說精細制造環(huán)節(jié)，就是升級一次工業(yè)軟件也是曠日持久的。

　　第二梯度：實現(xiàn)工業(yè)軟件與企業(yè)運行流程的協(xié)同應用和優(yōu)化

　　工業(yè)軟件企業(yè)最大的生存價值是“融入應用場景”。比如谷歌、百度下大力氣投入的自動駕駛技術(shù)，核心技術(shù)就是嵌入式工業(yè)軟件——通過汽車上各種外置、內(nèi)置傳感器把行駛環(huán)境的物理信息轉(zhuǎn)換成為計算機處理的數(shù)據(jù)，內(nèi)置AI（人工智能）算法快速處理，然后給車內(nèi)的各種控制器發(fā)出正確的動作指令。而軟件、AI算法是不斷用路況場景數(shù)據(jù)訓練成熟的。

　　由工廠場景數(shù)據(jù)訓練出來的工業(yè)軟件算法，更是價值重大。中國工業(yè)企業(yè)數(shù)十年來積累起來的海量關鍵工藝流程和工業(yè)技術(shù)數(shù)據(jù)，很多是因為軟件能力孱弱，而無法沉淀下來、利用起來。很多核心技術(shù)、知識經(jīng)驗和工業(yè)場景數(shù)據(jù)，大量散落、閉鎖在技術(shù)人員的頭腦中，隨著企業(yè)人員的流動而不斷耗散流失。企業(yè)里面最聰明的永遠是流程和軟件，因為人再聰明也是會流動的，但所有人很多年的經(jīng)驗、才智都會沉淀在流程和軟件里。

　　德國或者美國的工業(yè)軟件都是航空航天、汽車領域的應用場景催生出來的。相比之下，中國工業(yè)軟件的應用場景要豐富得多，從核電到航空航天，從高鐵到船舶，從風電到光伏，從電子產(chǎn)品到汽車、共享單車，甚至電商物流……都廣泛使用工業(yè)軟件。工信部有數(shù)據(jù)顯示，2018年中國企業(yè)的數(shù)字化研發(fā)設計工具普及率和關鍵工序數(shù)控化比例分別達到68%和49%。

　　第三梯度：大范圍進入“工業(yè)云”階段，軟件不再是單一的軟件，而是集成了多種軟件，并提供“軟件+服務”的整體解決方案

　　5G時代萬物互聯(lián)，工業(yè)軟件更不可能只是作為一種輔助的角色出現(xiàn)在特定的工業(yè)應用場景中。工業(yè)軟件將會以一種深度嵌入、隱秘內(nèi)生的平臺方式主導工業(yè)企業(yè)的命運方向。尤其不同以往的一點，這可能是成熟企業(yè)的挑戰(zhàn)，新興企業(yè)的機會。

　　SaaS（軟件即服務）已經(jīng)是大勢所趨，工業(yè)軟件大多已經(jīng)不是被“采購”的，而是被“訂閱”的，工業(yè)軟件以增值服務的形式進入“云”端。多年以前就有了“云CAD”的概念，云端大量的共用資源、成熟方法可以大大提高所有用戶的所有設計的品質(zhì)效率。

　　可是，Autodesk的創(chuàng)始人Michael Riddle認為“云CAD的復雜性是桌面CAD的十倍以上?！薄斑@不完全是因為這類程序動輒數(shù)千萬行的代碼，而是指建模的難度，以及像國際象棋一樣復雜的可能性。當然，重建架構(gòu)體系是必須的，而這簡直是成熟軟件廠商的夢魘?！焙芏喑墒斓能浖径加幸环N遺產(chǎn)的重負——做任何事都會建立在過去的、遺留下來的優(yōu)勢資源之上?，F(xiàn)在你要放棄遺產(chǎn)，重建軟件架構(gòu)，這個痛苦是不可描述的。相反，國內(nèi)新興的工業(yè)軟件公司得到了逆襲機會，而且反應迅速。比如浩辰、利馳加強了線上CAD的應用，而在CAE領域，北京云道、上海數(shù)巧、藍威已經(jīng)在市場的縫隙中有所突破。

　　有時，我們真的要冷靜下來思考一下，究竟什么才是“中國制造”的中流砥柱。

　　當國內(nèi)工業(yè)企業(yè)一直考慮機器換人的時候，你可能不知道，目前中國工業(yè)機器人的市場規(guī)模僅僅數(shù)十億美元，不及淘寶網(wǎng)紅一年的帶貨規(guī)模。中國已經(jīng)是世界上最大的工業(yè)軟件市場，占到全球份額的1/3以上，可是這個市場規(guī)模不及國內(nèi)一家頭部手機品牌或者空調(diào)品牌一年的營收規(guī)模。哪怕工業(yè)軟件是一個小產(chǎn)業(yè)，但是，由于處于中國工業(yè)體系的咽喉位置，涉及各類工業(yè)企業(yè)的研發(fā)設計、生產(chǎn)調(diào)度控制、業(yè)務管理以及運營維護多個環(huán)節(jié)，哪里稍微出現(xiàn)一點瑕疵，也一定是全局性的大問題，這就是牽一發(fā)而動全身。

　　更重要的是，中國工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是面對一個相對成熟的存量市場，相比開拓一個全新需求的增量市場，其實難度更大。唯有沉潛下來，以國家整個產(chǎn)業(yè)體系的大局觀和安全觀為第一考量，精細投入、持久深耕，方能實現(xiàn)技術(shù)上、商業(yè)上的真正突圍。
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