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工业软件的拐点,中国还要等多久?

工业软件发展水平是一个国家工业能力的缩影,而研发设计类软件又被认为是工业制造的核心、源头与基础。中国是全球工业体系最全的国家,但在核心的工业设计软件领域却迟迟难以突破。不过,《中国电子报》记者在采访时了解到,有些专家认为,云计算、5G、AI给工业软件带来了很多新的机遇,我国工业软件企业有望迎来快速赶超的机会。

市场被国外软件企业分割,短期难撼动

工业设计软件自身门槛很高。通用型工业软件本质上是将工业实践中的经验、模式固化成模型,然后通过信息系统的方式按照实际需求快速调用。而研发设计类工业软件有所不同,它应用于制造流程的起始环节,是一切创新的源头,也是产品研制能力和效率提升的关键所在。其研制开发过程需跨越多个知识领域,不仅要懂产品制造,还得掌握各种材质的性能、特征和应用,甚至要了解配色、结构、成本、用户等,集复杂工业知识、工作经验和技术诀窍于大成。

以达索系统的CATIA(Computer Aided Three-dimensional Interactive Application,交互式CAD/CAE/CAM系统)为例,它通过建模帮助制造厂商设计他们未来的产品,并支持从项目前阶段、具体的设计、分析、模拟、组装到维护在内的全部工业设计流程。光是模块目录就包含零件设计、装配设计、交互式工程绘图IDR、结构设计STD、航空钣金设计ASL、数字化外形编辑DSE、人体姿态分析HPA等超多专业内容,其难度不言而喻。

武汉开目信息技术股份有限公司总经理助理穆骅指出:“研发设计软件是一个需要持续投入和市场应用良性互动的行业,国外研发设计软件从二维的AutoCAD(Autodesk公司自动计算机辅助设计软件)到三维的CATIA(达索公司交互式CAD/CAE/CAM系统)、NX(西门子工业制造软件)等软件,基本上都经过了几十年的更新和迭代,掌握了核心关键技术,如三维几何引擎、约束求解器等,这些技术壁垒使本土软件处于被动局面。”

另外,本土工业设计软件的发展还面临研发投入不足、专业人才奇缺等诸多困难,想要弯道超车可谓困难重重。

中外工业软件龙头收入对比(数据来源:Wind)


实际上,工业设计软件的成熟需要时间和机会,而国内市场基本已经被成熟的国外软件巨头分割,对本土工业设计软件的接受度和包容度较低。公开数据显示,在核心工业软件领域中的CAD(计算机辅助设计)研发设计类软件市场,法国达索、德国西门子、美国PTC以及美国Autodesk公司在我国市场占有率达90%以上。

业内资深人士指出:“目前主流的工业设计软件都是全球通用的,在全球的设计及生产端已经形成了完美的闭环,在用户侧已经形成了强大的市场惯性,这让国内的软件开发商举步维艰。”

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研发设计类工业软件竞争格局(数据来源:赛迪顾问)


“我国工业化早期企业多以跟随仿制为主,自主创新比例较低,在工业知识的积累上较为薄弱,因而能够固化下来形成软件的内容就少。”赛迪顾问软件与信息服务业研究中心副总经理王云侯对《中国电子报》记者说道,“研发设计类软件的核心难点在于对工业产品设计过程中涉及各种物理模型的求解和仿真,这需要长期且深入的积累。”

中软国际方案咨询专家战腾在接受《中国电子报》记者采访时表示:“外国工业软件发展模式通常是由工业巨头牵头,高校、IT企业来补充探索。在国内制造业发展初期,企业多以提高生产效率为首要目标,奉行‘重硬轻软’‘拿来主义’,往往是软件企业在‘倒追着’工业企业去做探索,二者与高校之间也是割裂的状态,工业企业本身又普遍不够重视工业技术的积累和工业知识的管理,因此可用于软件化的工业技术、知识非常缺乏。”

基于“云”进行研发,中国的机会来了?

目前,全球出现了工业软件在线化和云化的新趋势。业内人士普遍认为,这种新业态、新模式的出现,将有可能打破工业软件市场现有的格局,开启全新的赛道。

中国工程院院士、阿里云创始人王坚曾在接受《中国电子报》记者采访时表示,基础软件必须在云上做才有机会。“关起门来不可能把一个产品做好,产品的发展永远是与用户交互的结果。”中国基础软件一直做不起来,原因是缺乏与用户互动的机会。在他看来,今天的基础软件又有了机会,因为云的出现,让我们从软件时代进入了云计算时代,整个体系架构发生了改变。基于云来进行基础软件的研发,中国还是有机会的。

“如今ERP(企业资源计划系统)的云化已成为显性趋势,大量工业智能应用也已经开始在具体场景中落地(如工业质检和预测性维护),5G的低延时、高可靠则使工业软件可能覆盖更广阔的应用场景。” 王云侯认为,“云计算和5G、AI给工业软件带来了很多新的机遇。”

穆骅指出:“传统研发设计企业终于迎来了快速赶超的机遇。”以CAD软件为例,中望、数码大方、浩辰等公司二维CAD销售情况良好,但形成绝对主流尚需时日。三维CAD软件国内有中望、开目、华天、数码大方、新迪、天河等公司在研发,有些公司通过并购取得了三维几何引擎等核心知识产权。

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在工艺设计领域,情况完全不同。国内一批研发CAPP(计算机辅助工艺过程设计)的软件企业,由于较早采用了不同于国外工艺设计软件的技术路线,突破了特征识别、工艺推理等核心技术,形成了与国外CAPP软件分庭抗礼的市场形态。如开目三维CAPP已经在国内航空、航天等大厂开展了多年应用实践,达到了满意的应用效果。

据他介绍,随着国产研发设计软件的技术能力不断赶上,航空、航天、船舶、能源、重装备等行业龙头企业已经逐渐开始应用国内软件。

“新一代信息技术还能在很大程度上助力企业加速工业知识的积累。” 战腾表示,“尤其是物联网、大数据、AI等技术与制造业的高度融合,使工业企业长期沉淀下来的数据信息、工艺技术等隐形资产的价值得以真正开始显现出来。”

艾媒咨询CEO兼首席分析师张毅则认为,工业设计软件出现拐点绝不仅仅是新兴技术融合带来的转机。他谈道:“在国际形势错综复杂的今天,国家先后出台多项政策引导鼓励工业软件的发展,各大高校、研究机构积极培养专业人才,包括一些巨头企业的布局,以及资本的支持,都为工业软件的发展提供了良好的产业环境。”

此次接受《中国电子报》记者采访的专家们普遍认为,从目前研发水平来看,估计3-5年追平国际中端水平是可行的。但在保持目前发展状态的情况下,赶超国际工业设计软件第一梯队大约还需10年左右。

依托“中国场景”,探索区别化发展道路

软件就是未来。工业4.0概念的本质是基于信息物理系统实现智能工厂,构建一个高度灵活的个性化和数字化的智能制造模式。要实现这个目标,工业软件是基础,研发设计类工业软件是核心。

2018—2023中国工业软件市场规模及预测(数据来源:赛迪顾问)


工业设计软件的发展应该注重“中国创意”“中国场景”。战腾认为:“我国是全球工业体系最丰富的国家,工业场景非常多,也非常复杂。不能一味的仿制国外领先的工业软件,要沉下心来,针对中国工业制造业特殊的发展背景和实际情况,针对不同的工业场景,依托自身的工业技术、知识积累,去探索一条区别化发展的道路。”

王云侯建议称:“在助力制造业高端化发展的研发设计类软件领域,可考虑设立工业软件产业投资基金,运用市场化机制,调动社会资本参与的积极性,持续对工业软件企业的金融支持。”

同时,他也指出,应着力完善校企合作的人才培养机制,提高产业人口的数量和综合素质;通过优化高校专业设置,提升相关人才的培养效率和适配度;设立更加具有针对性的专业人才评价标准,吸引具有丰富行业经验的人才。

“可以说,现在已经到了一个非常关键的时间点。社会各界对核心工业软件的关注度前所未有的高,需求大量涌现,发展势头良好。” 穆骅表示,“破局的关键点是信心,国家、社会、用户都对本土工业软件的发展充满持续信心,才能产生持续的支持和投入,形成人才、资金、技术产出的良性循环。”

责任编辑:宋婧


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