制造業“地基”之憂：國產工業軟件如何破局

近期，哈爾濱工業大學等國內院校遭美國禁用科研設計領域重要工業軟件Matlab，讓人們不禁擔憂起工業軟件在中國自主發展的前景。工業軟件到底有多重要？

制造業的“地基”

目前，我國眾多工業品，從民機到戰機，從高鐵到船舶，從手機到汽車，甚至服裝鞋帽，其研發和生產都廣泛使用工業軟件。根據工信部賽迪研究院的定義，工業軟件是專用或主要用于工業領域，旨在提高企業研發、制造、管理水平和工業裝備性能的軟件。其下又可分為三類：研發設計類軟件，如計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助工程（CAE）以及主要用于半導體芯片設計的電子設計自動化（EDA）軟件；運營管理類軟件，如企業資源計劃（ERP）、供應鏈管理（SCM）和客戶關系管理（CRM）軟件；生產控制類軟件，如制造執行系統（MES）、高級計劃排程系統（APS）等。

在軟件行業中，工業軟件只占很小的比例，卻是工業制造的大腦和神經，堪稱工業領域的“皇冠”，其中高端軟件更是“皇冠”上的“明珠”。在近年來幾次“卡脖子”事件中，工業軟件和芯片是同時擊中中國制造的“軟”“硬”兩把利劍。但芯片萬眾矚目，相反工業軟件作為“制造強國”最大短板之一卻未引起社會各方足夠重視。

《中國工業軟件發展白皮書（2019）》顯示，目前國產工業軟件發展雖已起步，但整體水平有限、關鍵技術對外依存度較高。

據相關統計，國內EDA軟件80%以上的市場被3家美國公司壟斷，研發此類軟件的國內企業只有10多家，市場份額微乎其微。從另一個角度看，EDA在集成電路設計、制造和封裝測試的20多個環節中都有用武之地，國內企業的產品卻只能覆蓋其中的70%。

在CAD領域，美國AUTODESK公司、美國PTC公司、法國達索系統公司和德國西門子公司4家占據了中國90%以上的市場，高端三維CAD迄今未能實現國產化。

“中國制造‘大而不強’，最突出的表現之一就是工業軟件弱小和受制于人。沒有強大的工業軟件，就沒有強大的工業制造。我國要實現‘制造強國’，必須擁有自主可控的工業軟件。” 走向智能研究院執行院長趙敏認為，今天，我們可以說中國是全球第一制造大國，擁有41個工業大類、207個中類、666個小類，是全世界唯一擁有聯合國產業分類當中全部工業門類的國家。“但如果沒有作為大腦和靈魂的工業軟件的強有力支撐，中國制造業再龐大的規模和體量都不過是‘地基不牢’。”

“當我們在談制造業轉型升級時，考慮更多的是‘起高樓、起大廈’，工業軟件作為不容易看見的‘地基’，往往缺乏關注。”中國工業技術軟件化產業聯盟副秘書長楊春暉認為，近期系列事件表明，我國高端制造業要邁向“智造”，基礎還很脆弱。

產業發展面臨四大難

《瞭望》周刊曾就國產工業軟件發展訪問過多位專家，專家們認為，該行業主要面臨四大困境。這些困難相互關聯，容易相互加強，形成惡性循環。

一是資金困境，基礎研發投入嚴重不足。中國科協智能制造學會聯合體智能制造研究所副所長林雪萍介紹，核心工業軟件研發需要長期大規模投入。

國內工業軟件企業多為科技人員個人籌資建立，資金有限，一般只能維持一兩年，必須依靠承接項目維持運營，開發人員往往疲于應付項目而無暇顧及自有軟件的持續研發。

而社會資本更愿意投入“短平快”項目，工業軟件這種高技術含量、高風險、高投入的項目則少人問津。“國產工業軟件處于政府政策支持有限、軟件企業自我滾動發展狀態。”中國工程院院士、清華大學大數據研究中心主任孫家廣說，國產軟件企業普遍缺乏積極主動尋求市場的意識和經驗，這也是國產軟件企業沿襲“立足自我滾動發展”等傳統封閉作坊式運作模式的重要原因。

圖/東方IC

二是技術困境，始于院所、止于院所，缺乏商業轉化。業內專家介紹，20世紀80年代后期至20世紀90年代中期，我國自主核心工業軟件也曾有過一段小陽春，包括在CAE等核心領域起步并不算晚，涌現出一批自主核心工業軟件，均在當時達到一定國際水平，甚至處于領先水平。

然而，這些閃耀一時的國產軟件，終因缺乏持續資金支持和商業轉化而未能走遠。“我們的CAE沒有輸在起跑線，卻在接力賽中敗在交接棒上。”林雪萍說。

目前，工業軟件企業往往都是中小民營企業，難以和技術積累較深厚的大院大所開展深入合作。新設工業軟件企業的產品，多為研發人員在外企工作或攻讀學位期間自己編寫的相關程序，功能單一且不系統，基本上是零起點開發。“國產軟件產品的成熟度、實用性、穩定性、兼容性等與國外同類產品相比差距較大，極大影響了制造企業用戶對國產軟件的接受度。”孫家廣說。

三是市場困境，國產工業軟件難以突破歐美軟件生態圈。工業軟件的生命力在于與工業需求的深度融合和應用數據的大量積累，缺乏市場需求和數據積累就失去了孵化培育的土壤。我國工業化、信息化過程中，一些工業企業過于依靠“拿來主義”，認為國外軟件能直接引進又先進好用。國產軟件企業抱怨，越是大型企業越是“崇洋”，喜歡采購國外知名軟件。

此外，業內人士反映，工業軟件盜版現象非常嚴重。趙敏估計，中小制造業企業使用的工業軟件盜版率在七成以上。國外正版軟件價格高昂，只有大型企業能夠支付得起，國產軟件主要面向中小客戶。而市面上大量傳播的國外盜版軟件搶占了大量中低端市場，嚴重擠壓國內軟件企業的生存空間。

四是人才困境，高校造血功能弱，業內人才流失嚴重。中航工業集團信息技術中心原首席顧問寧振波介紹，現在許多大學重應用不重基礎研發，計算力學等基礎課程主要講授國外知名軟件的使用操作，導致大學科研院所在工業軟件理論、算法、程序設計與實現等研發方面的能力弱化，甚至失去造血能力。

在工業軟件企業，資金缺乏導致軟件開發人員工資待遇較低，一些工作七八年的開發人員年收入僅有十幾萬元到二十萬元。有些互聯網、游戲企業動輒用數倍年薪“搶人”，有經驗的開發人員流失，成為許多軟件企業的“切膚之痛”。

工業軟件對中國工業的發展具有決定性的支撐作用（陳雷 攝）

多管齊下推進產業創新發展

盡管困難重重，但值得欣慰的是，國內工業軟件企業的發展潛力正在得到市場認可。2019年10月，國內領先的工業軟件龍頭企業中望軟件宣布完成第二輪1.4億元融資。這是繼2018年底第一輪融資8000萬元之后，國內研發設計類工業軟件領域迄今為止規模最大、估值最高的融資案例。

以中望軟件為代表的咬牙堅持下來的國內工業軟件企業已經開始展現出勃勃生機。比如，中望軟件在CAD/CAM方面已經取得了良好的市場業績，亞控科技在組態軟件方面國內市場第一，索為系統、安世亞太、云道智造等在研發平臺軟件方面成效顯著。

即便在競爭激烈的ERP、MES行業，北自所、蘭光創新在軍工、機械制造領域，上海上揚軟件在半導體、太陽能光伏領域，深圳昱辰在服裝等時尚業，面對洋品牌的激烈競爭，這些公司憑借專業產品、優質服務攻城略地，逐漸成為了各自領域的隱性冠軍。

業內人士建議，要實現中國工業軟件行業的破局發展，可從以下五個方面發力。

一是要從國家戰略高度重視國產自主工業軟件，提高其在戰略性新興產業政策扶持中的優先排序。中國工業互聯網研究院院長、中國電子學會副理事長兼秘書長徐曉蘭表示，政策扶持應聚焦軟件核心技術攻關，打造一批匯聚活躍創新主體和開發者的開源社區及平臺，推動長期“卡脖子”的工業軟件研發，打破高端工業軟件對國外的高度依賴。

二是推進科技成果轉化。業內專家建議，鼓勵骨干企業、科研院所合力攻關關鍵基礎問題和重大共性技術，短期內將原有技術基礎扎實利用起來，促進技術成果產業化，然后逐步補齊短板，向國際軟件巨頭看齊。

三是加快突破商業化瓶頸。林雪萍建議，為促進工業軟件科技成果的實際應用和商業轉化，主管部門的裝備制造工程和項目應更大程度對國產軟件開放，重大工程項目應更多與國產軟件企業合作，有實力的大型工業集團也應更多地投入自主工業軟件研發和商業轉化。

四是注重基礎研發教育。寧振波建議，要督促各大高校注重基礎研發教育，加大基礎研發人才培養力度，為工業軟件企業提供人才支撐。同時，改變單純考核論文發表的評價體系，鼓勵科技人員投身基礎科研。索為系統副總裁閻麗娟也表示，中國IT人員目前約有500萬人，工程技術人員有四五千萬人，應充分調動這些人開展工業軟件研發的積極性。

五是借力云計算實現趕超。專家表示，盡管國產核心工業軟件較國際領先水平有30年差距，但是大數據、云計算、人工智能等新技術為我國實現趕超提供了機會。近幾年，在線仿真平臺興起，如上海數巧的Simright云仿真平臺、北京藍威的EasyCAE云計算平臺等。林雪萍認為，一方面在線平臺無法盜版，可以較好地避開盜版問題；另一方面，其全新的架構設計和快速的服務響應更符合中小企業需求。建議鼓勵在線仿真平臺等工業軟件的新業態、新模式發展，利用大數據、云計算、人工智能等新興科技實現趕超。