發展工業軟件，建設制造強國

黨的十九屆五中全會提出，“十四五”時期經濟社會發展要以推動高質量發展為主題，要優化和穩定產業鏈、供應鏈，在關系國家安全的領域和節點構建自主可控、安全可靠的國內生產供應體系。所以，我國當前和未來一個階段，產業發展和產業升級都有一個很重要的目標，要對產業現代化加強認識、給予重視。

產業技術高級化、產業鏈現代化和供給側結構性改革目標高度一致，也和經濟高質量發展的功能轉變、質量提高目標高度一致，更是全面實現制造大國向制造強國根本性的轉變。

發展工業軟件，推動工業基礎高級化

當前我國經濟正由高速增長轉變為高質量發展，制造業應大力發展工業產業，努力補齊工業軟件的短板。關于這方面的目標，需要特別強調有關工業軟件方面的問題。在《中國制造2025》中，我國對各個領域的發展進行了規劃，其中就包含了“工業強基”計劃。“工業強基”計劃針對關鍵的核心基礎零部件、基礎工藝、產業基礎設施等問題，大部分可以歸入工業軟件的范疇。所以“工業強基”要解決的問題，有賴于工業軟件的集聚。

此外，工業基礎高級化也是發展工業產業非常重要的方面。要從制造大國變成制造強國，產業鏈現代化是非常重要的一環。從目前的在產業鏈發展來看，我國大部分企業還處于價值鏈的低端。如從整個蘋果的價值鏈來看，我國大部分企業處于低端制造的位置。蘋果的整個價值鏈里，中國企業所占據的比例還不到2%。這就意味著，不管中國企業做得多么快、多么好，但是對方分配給到的價值卻不到2%。如果不能通過工業軟件、工業基礎高級化工作，使我國企業進入價值鏈的高端，例如一些研發、關鍵原部件的制造等重要的環節，所有的工作只能處于低端位置，就只能分到微薄的利潤。這就表明，要使中國進入制造強國，不僅要解決產業鏈現代化的問題，還要解決好產業技術高級化的問題。

我國工業軟件“短板”需快速補齊

工業軟件涉及的范圍廣、領域多，從應用領域來看，集成電路是其中一個重要的領域。集成電路有一個很重要的短板，就是芯片設計工具被國外控制，我國基本上沒有。如果說，工業軟件僅是我國的短板，從集成電路角度來講，我國的設計工藝就幾乎是零的存在，更是短板中的短板。此外，從工業軟件角度來看，集成電路產業鏈的重要環節我國也沒有。這兩方面在我國都存在著短板。

此外，制造業可以分為流程制造和離散制造。離散制造的種類也很多，目前離散制造把工業軟件大體分為CAD（輔助設計）、CAE（輔助工程）、CAM（輔助工程）三大類。

大體來看，我國目前在工業軟件領域薄弱的原因，不僅是一個客觀問題，跟主觀方面也有關系。比如在集成電路領域，我國的工業軟件、應用軟件基本上都被國外企業所壟斷，主要包括Cadence、Mentor和Synopsys等三大家。中國在這個領域基本上是空白狀態，這也與我國過去在這方面沒有發展起來有關系。

1989年“巴黎統籌委員會”（簡稱“巴統”）對我國施以禁令，國外軟件不能進入中國，為此我國開始支持發展熊貓系列，由我國在EDA方面最大的企業華大九天承擔。當時熊貓系列工作完成得不錯，榮獲了科技進步一等獎。但1994年開始，“巴統”取消了對中國在軟件方面的禁令。這本來是一件好事，但很多人覺得既然市場上能夠買到，就不用自己做了，因為軟件的研發是一件很費勁、很難做的工作。所以從1994年開始，工業軟件方面相應的資金、市場支持逐漸減少，發展開始走了下坡路。直到最近中美貿易摩擦，受到了禁運等相關制裁，我國的工業軟件研發工作才又重新被重視起來。國內多家企業，包括華大九天開始積極發展起來。

從這方面來看，工業軟件的發展滯后，與其說是客觀情況的問題，不如說應歸于受“造不如買、買不如租”的主觀想法影響。在這種思想下走了彎路，影響了我國工業軟件的發展。

事實上，我國也有很好的條件來發展工業軟件。因為建筑是將來工業軟件發展，一個很好的突破點，而中國擁有世界上最大的建筑市場。據統計，我國投入了約3萬億元，擁有8千萬的從業人員，在建筑方面的水平較高，建筑規模和市場都很大，有待于提攜我國工業軟件從這方面發展上去。

但作為制造業，從流程制造和離散制造來看，我國工業軟件還是非常薄弱。目前，這方面被美國的Ansys、法國達索和德國西門子三大巨頭占據。以這三大巨頭為代表的工業軟件壟斷了軟件市場，中國急需突破他們的控制。這個薄弱環節在中美貿易摩擦以來，作為首當其沖的制裁，是作為“卡脖子”問題的一個很好的切入點。工業軟件對我國而言是一個很大的軟肋，從中興到華為，包括我國的一些大學也無法逃脫這種制裁。Mentor禁運以后，對我國很多高校也產生了影響，所以工業軟件的短板必須迅速補齊。

工業軟件能夠解決工業技術高級化問題

我國推進工業互聯網發展正是希望能補齊工業軟件方面的短板。在工業互聯網中，僅僅把工業軟件放在一起還遠遠不夠，因為我國工業互聯網基礎薄弱，不像在消費互聯網應用方面有相當大的優勢，在產業鏈可以迅速趕上發達國家，甚至在某些方面處于領先優勢。但是工業軟件在我國是急需加強的領域。因為發達國家推進工業互聯網有很好的基礎，比如德國的工業4.0，它強調的是CPS，即信息物流融合系統。在此前的工業革命中，已經重點解決了機械化、電氣化、數字化的問題，現在是第四次工業革命，重點解決智能化的問題，而德國的工業發展已經達到了這個階段。還有作為美國工業互聯網代表的GE，特別強調了數字孿生技術，希望通過數字孿生技術把制造業提高到一個更高的智能化水平。

數字孿生技術是近來被討論的一個熱門技術。數字孿生就是指世界上有兩大空間，一個是物理空間，另外一個是數字空間，也就是虛擬空間。未來的車間、工廠會存在于這兩大世界中。即在熟悉的物理世界，同樣的工廠或者車間也存在于數字世界中。所以，理想的情況下，今后想要生產一個新產品，首先不是在物理世界中去生產，而是先在數字世界做出來。在數字世界做的過程中，可以隨時調整參數，改變原料、方式、設計，觀察不同情況產生的效果如何，直到滿意為止。這樣，可能做了一百次，甚至幾百次實驗、改進、試錯，卻不需要消耗原材料，減少產生很多廢物，無論從成本角度還是環境等方面都將大量節省。所以，希望未來物理世界和數字世界能夠通過數字孿生技術并行推進。

例如，要想沖壓一個模具，在沖壓過程中，很難一次就達到預想的要求。如果通過碰運氣的方式，需要消耗大量的時間和金錢反復試驗，才能達到預期的效果，可能多次沖壓，質量還達不到要求。但如果運用數字孿生技術，可以在電腦上實踐這個過程，減少不必要的損失和浪費。所以數字孿生技術對工業互聯網來說，是一種非常重要的手段。

因此，工業軟件是解決工業技術高級化問題非常重要的方面。我國將實行重大軟件工程，在基礎軟件方面，集中力量解決“卡脖子”的問題，著力推動工業基礎的軟件化。其中，工業基礎軟件化主要體現在，用工業軟件來解決數字孿生的問題、解決計算機設計輔助與制造過程的問題等。此外，在云計算方面，也將會推出很多的舉措。

積極支持工業軟件特別是開源軟件的發展

目前，我國在推進工業互聯網現代化方面，已經產生了很好的效果，但由于我國工業基礎相對薄弱，在提升產業基礎高級化方面還需要大力加強。工業軟件屬于軟件的基礎范疇，研發投入大、時間長，必須加大支持力度。筆者建議將工業軟件列入國家重大軟件工程范圍，并在軟件基金方面給予大力支持。而且，按照現在發展的情況，即使有軟件基金的支持，還是不能完全解決軟件業發展中的很多問題，比如開源代碼軟件的問題。

目前開源代碼軟件在軟件界占據的比重越來越大，而且在未來會占據更大的比重。在芯片領域，新開源芯片將會出現;硬件方面，開源的形式也越來越重要。但按照現有的軟件基金情況，無法支持這些開源的軟件，而基金又要求需要有投資回報。筆者建議在開源基金方面、特別是在軟件基金方面，要突出開源軟件和開源硬件。在開源軟件方面要有明確的支撐和政策，解決國家相關基金和民間廣大基金投入開源軟件和開源硬件的問題。只有這樣，才能迅速推進我國的開源事業，才能促進我國軟件業得到更大更好的發展。

（本文根據中國工程院院士倪光南在“2020第二十四屆中國國際軟件博覽會”上的演講整理而成。）