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工業軟體:強國「短板」的艱難「蛻變」

2021-06-19 18:47:48

工業軟體作為工業企業運營的「大腦」、新一代資訊科技產業的靈魂,是支撐製造強國發展和創新的隱形「國之重器」——其本質,是將特定工業場景下的經驗知識,以數字化模型或專業化軟體工具的形式積累沉澱下來。

工業軟體廣泛應用於工業領域各個要素和環節之中,與業務流程、工業產品、工業裝備密切結合,全面支撐企業研發設計、生產製造、經營管理等各項活動,是資訊化與工業化的融合劑。

在推進 「工業化」和「資訊化」 融合、產業升級、新型工業化、工業發展轉型等國家戰略的道路上,工業軟體扮演著極為重要的角色。

工業軟體 ≠ 工業 + 軟體

工業軟體按照應用可分為研發設計類、生產排程和過程控制類、業務管理類三大領域,具有分析、計劃、配置、分工等功能,能夠從機器、車間、工廠層面提升企業生產效率、促進資源配置優化、提升生產線協同水平,對工業化與資訊化融合、數字世界與物理世界融合有著舉足輕重的作用。

工業軟體分類

有人認為,工業軟體就是 「工業」+「軟體」,其實不然。

實際上,「工業」和「軟體」如同一對孿生兄弟,是你中有我,我中有你的關係。

工業軟體不僅僅是從工業或者軟體的單向角度去理解,而是應該從這兩個要素雙向的相互影響的角度來理解。工業化先程序度決定了工業軟體的先程序度,工業軟體的先程序度決定了工業的效率——有什麼樣發展程度的工藝流程,就有什麼樣的工業軟體。

工業軟體的意義在於連線設計與製造,在實際產品製造之前,用視覺化的方式規劃和優化全生命週期的製造過程。工業軟體用「結構化」、「視覺化」「虛擬驗證設計」等方式解決「產品試製週期長」、「製造工藝不穩定」等現實問題。

工業軟體是工業物聯網資料利用的關鍵,可以幫助工業網際網路兌現價值。在工業網際網路應用方面的價值主要體現在兩個方面:

  • 通用工業服務,如資產服務、資料服務、分析服務、供應鏈管理、智慧診斷、裝置檢測;

  • 垂直服務,凝聚不同行業的工業知識,解決特定場景下的智慧化需求,提升生產效率。

工業網際網路應用還可以通過工業 APP、API、資料平臺、微服務等多種方式呈現。

工業軟體——工業的「大腦」

工業軟體市場規模的持續擴張得益於我國製造業的發展。

自 2015 年國家提出製造業長期發展規劃以來,我國加速了工業現代化的建設程序。在這一環境的影響下,工業軟體的重要性日益突出,我國政府對工業軟體的重視程度逐漸提高,陸續出臺了多項工業軟體發展的相關政策,為我國工業軟體發展營造了良好的社會環境。

目前,我國工業軟體的發展大概分為三個階段:

  • 第一,軟體本身的發展階段,在純軟體階段,國外企業稱霸市場;

  • 第二,軟體協同應用階段,在這個階段,業務流程進行串通和優化。國內廠商開始加快發展步伐,逐步追趕國外廠商;

  • 第三,"工業雲"階段,在這個階段,軟體不再是單一的軟體,而是整合多種軟體,並提供"軟體服務"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業政策的支援下,中國工業軟體從無到有,已基本形成了完整的國產工業軟體產品體系,覆蓋汽車、工程機械、航空航天、電子、家電、國防軍工、裝備行業等多個領域,具備了一定的產業技術研發能力和服務支援能力。

此外,還湧現出了許多優秀的工業軟體研發企業。在研發設計類軟體中,神舟航天軟體、金航數碼等在軍工航天領域佔據較大市場份額,其中,數碼大方、英特模擬等企業在研發投入佔比方面領先其他企業;在生產控制軟體中,南瑞、寶信、石化盈科等企業,在電力、鋼鐵冶金和石化行業深耕多年,客戶數量多且關係穩定。

據工信部統計資料顯示,2019 年我國工業軟體產品收入 1720 億元,同比增長 14.6%;2020 年,我國工業軟體產品收入達到 1974 億元,同比增長 11.2%;2020 年,全國軟體和資訊科技服務業規模以上企業累計完成軟體業務收入 81616 億元,工業軟體產品收入佔比為 2.42%。

同時,我國工業軟體行業市場規模佔軟體和資訊服務行業市場的比重,總體呈上升趨勢。

工業軟體——強國「短板」

眾所周知,工業軟體強調的是技術。

我國在多個關鍵技術方面一直被國外卡脖子,其中在工業軟體領域也不例外。究其原因,首先因為國外企業在工業技術上面擁有著強大的優勢,其次是它們在工業軟體的進軍時間上具有先發優勢。

近些年,諸如達索、西門子、Altair、ES 等公司紛紛通過收購大資料人工智慧等相關技術產品來進行工業軟體的研發以增強國際競爭力。

從目前國內外企業工業軟體的研發力度和成果來看,國外企業佔據了半壁江山——而與國外工業軟體相比,國內工業軟體技術的發展可以說是差距甚大。

根據統計資料顯示,截至 2018 年底,全球工業軟體市場規模達 3893 億美元,其中北美佔 38.8%,歐洲佔 32.4%,亞太佔 23.8%,其他佔 5%。而中國工業軟體市場規模約為 1678.4 億人民幣,只佔全球總量的 6% 左右。

我國工業軟體市場各類別分配比例

(資料來源:工業和資訊化部,金智創新行業研究中心整理)

我國作為全球第一大工業國,製造業約佔全球總份額的 30%,但是在工業軟體方面佔比相對較低,說明了我國工業軟體的薄弱;並且在這僅有的 6% 全球市場份額中,研發設計類工業軟體的市場極小——也就是說,該領域被國外壟斷現象嚴重。

例如,CAD 研發設計類軟體市場,法國達索、德國西門子、美國 PTC 以及美國 Autodesk 公司在我國市場佔有率達 90% 以上,國內數碼大方、中望軟體、山大華天等只佔不到 10% 的市場;CAE 模擬軟體市場領域,美國 ANSYS、ALTAIR、NASTRAN 等公司佔據了 95% 以上的市場份額。

有專家也曾表示,從工業軟體發展階段來看,我國仍處於工業軟體協同應用末期-"工業雲"前期之間,國內廠商整體尚未能在技術與服務水平上超越國際巨頭。

換言之,我國工業軟體行業仍處於 「管理軟體強,工程軟體弱,低端軟體多,高階軟體少」 的狀況。

也就是說,一方面,國內自主工業軟體在生產管理、客戶服務和綜合管理等運營管理領域發展較好,在工程研製領域發展較差;另一方面,國內自主工業軟體在低端領域的競爭力相對較高,高階領域還有很多空白。

與國外相比,我國工業軟體的短板具體體現在以下幾個方面:

  • 製造業對國外工業軟體形成長期依賴,關鍵工藝流程和工業技術資料缺乏長期研發積累,製造業在一些領域呈現技術空心化。

  • 軟體業和製造業融合程度低,大型製造企業缺乏主動佈局,純軟體企業向工業軟體企業轉型難度大。

  • 國內工業軟體市場被國外企業壟斷,國產工業軟體發展嚴重滯後,產業生態基礎還很薄弱。

  • 工業軟體國內標準缺失,綜合整合應用程度不高,工業軟體作用發揮有限。

  • 受制於工業軟體短板,工業軟體對製造業模式的變革創新作用尚未發揮。

短板變長板——任重道遠

如今,工業軟體的重要性早已不言而喻,正因為它的重要,才會吸引國內外企業越來越多的關注。

目前,我國在工業軟體領域仍在諸多問題,為了縮短與國外企業的發展差距,壯大工業軟體軟實力,根據工業軟體市場的發展前景和趨勢,主要針對政策與企業兩方面提出了以下建議:

  • 持續釋放政策紅利,促進工業軟體深入發展。工信部開展智慧製造試點示範項目,在國際合作、重點領域和技術突破、垂直行業應用試點等方面進一步細化。對於地方政府來說,要將工業軟體作為一個重點產業發展,完善產業配套服務體系。此外,還要加大工業軟體人才引培力度,既包括軟體人才,也包括行業專家。

  • 加速資訊科技應用,實現企業數字化覆蓋。企業要用數字化車間構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資料的自動化和資訊化網路,為生產和管理資訊的一體化打下基礎,未來需要進一步拓展智慧應用的覆蓋範圍和深度功能。

  • 加強行業深度研究,打造垂直領域智慧應用。行業方面,加強行業深度研究,將行業積累的工業、管理規律與人工智慧演算法結合,整合行業資料和企業資料,嘗試開發工業智慧應用。人工智慧建立在對特定領域深度學習的基礎上,在工業領域的智慧應用同樣需要豐富的行業經驗和研究基礎。

目前,工業軟體在全球工業發展中的重要日益凸顯,對於全球第一製造大國的中國來說,工業軟體技術水平仍需不斷提高。(雷鋒網 雷鋒網 雷鋒網)


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