新時期中國工業軟件發展思路與途徑探討

黃俊俊

【關鍵詞】工業軟件;工業制造業;發展思路;發展途徑

工業軟件廣泛應用于工業領域，有著極強的產業滲透性和影響力，是一個將工業流程以及制造工藝進行數字化、智能化展示的軟件大類。在工業制造經營活動中，工業軟件提供了仿真等技術的重要支持，具有十分重要的應用價值。因此要想實現我國工業制造業的快速發展，就必須重視工業軟件的發展應用。而對于工業軟件的發展，最重要的是把握好工業軟件的分類與特征，深入探究工業軟件的市場競爭格局，明確工業軟件的發展思路與途徑。

在新時期背景下，工業制造逐漸智能化和數字化，而工業軟件是工業智能化制造的重要保障，是其“大腦”和“靈魂”。作為現代工業技術軟件化的產物，工業軟件其本質就是以軟件的形式將工業制造中所應用的技術以及相關的經驗知識進行收集與儲存，以此來協助相關人員解決相應的問題。工業軟件可以分為研發設計類等類型，每一種軟件類型都有著其特有的應用優勢，代表的產品（見圖1）。如研發設計類工業軟件主要是用以提升產品研發能力以及效率等，目前應用較為廣泛的軟件產品有計算機輔助工程（CAE）等。

（一）工業軟件研發成本高。周期長

在工業軟件的研發過程中，往往需要更多的專業知識，以此來確保工業軟件的可靠性。同時相比于一般的應用軟件，工業軟件的研發體系更為復雜，其研發的難度也更高，而這在一定程度上導致了工業軟件的研發成本較高。據相關數據顯示，2020年，ANSYS這一計算機輔助工程軟件在研發時就投入了3.55億美元。另外，相關數據顯示，大型的工業軟件其研發的周期往往需要3-5年的時間，其研發周期較長，且當工業軟件投入市場后，往往需要經歷10年左右的時間才能夠被市場所認可。

（二）工業軟件技術門檻高

工業軟件相比于一般的軟件而言具有更高的技術性與專業性。因此對于工業軟件的開發而言，其技術門檻更高，一些關鍵的核心算法（如幾何建模引擎等）都具有較強的難度，在模型的構建優化過程中，還需要大量的工業生產與運行數據作為支撐，而這些都需要經過長期的實踐積累。應用于工業軟件中的人機交互等前端技術，對軟件的開發也有著重要的影響。由于工業軟件的技術門檻較高，這就要求相關研發人員不僅要掌握軟件技能，還要具備物理學、數學等相關學科的專業知識，同時對于工業機理等內容還需具有深刻的認識與理解，以此來攻克工業軟件的技術壁壘。

（一）我國市場競爭格局

隨著科學技術的不斷發展，應用于工業制造領域的工業軟件也在不斷發展，帶動了國內相關供應商的良性競爭。目前我國工業軟件市場上不斷涌現出自主可控的工業軟件。工業軟件的產業規模也在不斷擴大，截至2020年，我國的工業軟件產業規模已達到了1974億元（見圖2）。雖然我國的工業軟件發展前景一片大好，但同時也需明確的是，目前我國工業軟件的產業規模是無法適應于現代化工業規模高度的，這是因為隨著我國工業制造業的發展，已逐步形成了較為完整的現代工業體系，相關數據顯示，我國的工業增加值占全球比重約30%，而對比之下，工業軟件的規模僅占比全球的7%。目前我國的工業軟件市場仍缺失一些關鍵性的核心技術，導致了國外工業軟件市場壟斷我國高端工業軟件市場，尤其是在產品研發設計類的軟件上，過度依賴于國外的先進技術。同時工業軟件的開發存在與工業生產脫節的問題，部分工業企業認為工業軟件的使用并不能夠實現企業的生產目標，工業軟件迭代優化速度慢，不能支持工業企業的發展。總之，目前我國工業軟件市場競爭呈現出低端軟件開發過多。缺乏高端軟件的開發。以及工業軟件的實際功能較弱的特點。

（二）全球市場競爭格局

從全球范圍來看，工業軟件市場競爭格局已較為穩定，其產業規模也在逐年穩定地增長。截至2020年，工業軟件的全球產業規模已達到4358億美元。全球范圍內的工業軟件頭部企業已構成了穩固的競爭形勢。對于工業軟件中的產品研發設計類軟件，基本上已經形成了由歐美巨頭壟斷的形勢，其中Autodesk、PTC、達索系統等企業主導著CAD設計軟件的發展應用，而ANSYS、Altair幾乎壟斷了CAE仿真軟件市場，Synopsys引領了EDA芯片設計軟件市場。對于工業軟件中的生產控制類軟件，西門子、施耐德等企業仍處于領先地位。對于工業軟件中的業務管理類軟件而言，其市場競爭形勢相對來說更加激烈，因為這種軟件類型較為成熟，市場集中度較低，SAP、Oracle引領市場，而Infor、Sage等緊隨其后。客觀來說，目前工業軟件市場中的頭部企業很難被趕超，這是因為大部分的大型企業已經開始加速轉型升級，不斷地并購企業，拓展產品線。致力于打造從研發到生產的全產業鏈工業軟件，加強客戶對企業的依賴程度。同時相比于一般的工業軟件產業，頭部企業擁有自主核心技術知識產權，研發經費也更為充足。這在一定程度上也提高了工業軟件企業的進入門檻。

（一）“累積”過程不可逾越

想要實現工業軟件的快速發展。一定不能忽視對工業技術知識的累積過程。這是因為工業軟件其本質就是將工業制造生產過程以及工業技術進行代碼化，以軟件的形式將工業制造生產過程中反復應用且有效的工業技術進行保存，以此來指導工業生產高效且創造性地運轉。對于工業技術知識的積累，是一個漫長且不可逾越的過程，是需要長期進行知識積累沉淀與升級。同時工業軟件的開發應用也不是一蹴而就的，是需要持續地進行打磨。當前市面上大部分的主流工業軟件無不是通過不斷地試錯更正和升級來提高工業軟件技術的，當軟件投入市場后，也是經過多年的沉淀才被行業予以認可。因此，可以明確的是，對于工業軟件的開發應用，長期的累積過程是必不可少的。

（二）加快迭代不斷創新發展

應用于工業制造生產中的工業軟件是通過將專業知識技術轉化為代碼進行服務的。將工業軟件投入到工業場景中進行深入應用，可以實現工業軟件的不斷完善以及創新，同時也能夠因此獲得工業制造生產領域的新技術知識和新型的業態管理。新時期下加速工業軟件的創新發展十分重要，而實現工業軟件創新的發展前提是需要充分利用工業生產中大量真實的有效數據，只有這樣工業軟件才能夠根據工業真實的需求進行新功能、新技術的研發創新。

（三）快速滲透穩站腳跟

相比于其他的軟件，工業軟件的開發難度更大，同時其研發的經費也更高，大部分的工業軟件公司在工業軟件研發時都投入了大量的經費。若沒有規模化的市場需求支撐，那么工業軟件研發資金的巨大投入將影響工業軟件的持續生存。從目前我國的工業產業發展來看，數字化轉型已成為了其必經之路，因此中國將會成為最大的一個軟件需求市場，因此中國工業軟件企業應抓住這一機遇，力求將優秀的工業軟件快速地在行業中擴散開來，抓住國家發布的利好政策，在工業領域實現某一特定工業軟件的快速滲透，將工業軟件的應用規模不斷擴大發展，實現工業軟件的持續發展，為工業制造生產提供服務。

（四）換場角逐步入發展新軌道

不同的工業生產制造場景，都有著某一定制化的工業軟件。工業軟件的應用與行業特點密切結合，以滿足在特定的工業生產背景下的特殊生產需求;工業生產制造各個領域都有著極大的差異性，軟件的專用性也較強，這也導致了往往需要定制開發工業軟件。在新時期背景下，工業場景日益豐富，而這也意味著工業軟件具有更多的發展新軌道，加之我國有著完整的工業體系，不同的工業門類都為工業軟件的發展提供了新的賽道和新的發展空間。

（一）重視工業技術積累，推動工業技術軟件化

相比于國際上的工業軟件，我國的工業軟件一直處于落后地位，突破性的進步較少。眼下工業軟件企業應著眼于未來，重視工業技術的積累，以此在市場的激勵競爭中站穩腳跟。工業軟件的發展離不開工業生產技術與相關經驗的長期積累，沒有任何一項工業軟件開發是完全自主。這都需要軟件公司與其他工業企業在每一個環節的配合，掌握好工業技術知識，將其作為重要的發展方向，從而實現工業技術知識的轉化，以工業軟件的形式促進工業生產制造高效運轉。

（二）工業APP+工業互聯網，加快迭代創新發展

隨著信息技術的快速發展，工業互聯網平臺在工業生產制造中應用廣泛，工業互聯網可以看作是工業軟件的“降本”與“規模化”，同時也可以看作是工業軟件的功能升級與生態化建設。利用工業App+工業互聯網，可以有效匯聚大量真實可靠的工業數據，讓工業軟件的開發有足夠的工業技術知識積累作支撐，從而加快軟件的升級與更新。對于工業技術知識而言，工業App是其形成固化與累積的重要工具。工業軟件因為工業技術知識累積而形成發展，而工業技術知識又因為工業軟件得以累積，因此科學的工業軟件發展，應是自主工業軟件發展的同時，注重工業技術知識的累積。工業App可以看作是新時期工業軟件發展的一種全新形態，同時也可以看作是工業生產制造技術的重要轉化成果。工業App可與工業軟件復用，能夠彌補傳統工業軟件中存在的定制成本高以及效率低的問題。利用工業App+工業互聯網，可實現海量的工業技術知識積累，從而加速工業軟件的創新發展，當工業軟件投入使用后，又能夠積累工業技術知識。在此之下，工業軟件開發可以擺脫繁復低效的定制工作，通過構建數據模型等，致力于工業App開發工具的完善，加快推進工業軟件的迭代與創新。

（三）實現快速滲透，推動規模化應用

目前我國的工業軟件市場主要以中小企業為主體，以此形成了工業軟件產業集群。我國浙江就是重要的集群地。在工業軟件產業集群中，企業的經營模式高度相仿，對于技術的需求相似度高，同時企業之間的互相學習模仿速度快，可以實現工業軟件新技術應用的快速傳播擴散。工業互聯網就像是一個“線上產業集群”，可以實現資源的高效配置，依托于工業互聯網這一工業云平臺，企業在研發工業軟件時就可以實現較低的成本投入，高質量的研發部署，通過云平臺中的資源共享，大批量地滿足同一性質的工業軟件服務需求，客戶規模也能得以進一步的擴大。當擴大客戶規模后，工業軟件企業在軟件研發以及運營維護單位方面，所投入的成本將會進一步的降低，從而使得企業能夠有更多的資金用以開發更具競爭力的工業軟件。當實現“降本”與“規模化”后，工業軟件企業才能實現進一步的發展。總的來說。工業互聯網是工業軟件企業擴散工業軟件技術的有效媒介，在工業互聯網的背景之下，企業的工業軟件研發成本將得到有效減少。同時其信息傳播的速度也會更快。依托產業集群充分利用工業互聯網，是實現工業軟件在行業內快速滲透應用的有效途徑。

（四）降低創新門檻，積極研發新型工業軟件

我國是一個有著完整工業體系的國家，因此對于工業軟件的研發而言，應積極創新新型的工業軟件，對于不同的工業門類定制特定的工業軟件。同時雖然我國的工業軟件發展落后于國外工業軟件，但是對于一些中國獨有的工業門類，國外尚未有相應的工業軟件，這也為我國的工業軟件發展提供了機會。而要想實現創新新型的工業軟件，就必須降低創新門檻，避免因過高的研發投入阻礙工業軟件的發展。酌情出臺相關的政策紅利及稅收優惠，為工業軟件企業開發軟件提供保障，同時也可以為企業提供相關的低息貸款等。實行政企協同，堅持“扶優轉強”、“育專成強”。另外政府單位應制定長期整體發展規劃，幫助工業軟件企業良好健康地發展。總之，工業軟件的開發是一個長期且復雜的過程，在這個過程中需要大量的資金投入，為了確保工業軟件持續發展，就必須加強政策保障，為工業軟件企業的發展提供政策支持。

綜上所述，當前我國的工業軟件發展正面臨著國內外激烈的競爭形勢，其發展的機遇與挑戰共存。為了讓中國工業軟件的發展占據行業制高點，應切實理清發展思路，找到一個適合中國工業軟件發展的路徑。要重視工業技術積累，依托工業App和工業互聯網，推動規模化應用，降低創新門檻，以實現中國工業軟件高質量地發展，擺脫發展瓶頸，加速我國工業制造業的轉型升級。