工业软件市场调研

如需报告请登录【未来智库】。1、 内循环新格局下，工业软件战略价值凸显1.1 工业软件是“蓝海”也是“短板”，长期存五倍增长空 间中国工业软件市场规模已达千亿级，正处于快速增长阶段。工业软件是指在工业 领域广泛应用的各类软件和系统，是将工业技术软件化，将人对工业知识和机器设备 的使用经验显性化、数字化、系统化的过程。作为工业化长期积累的各类工业知识、 机理模型和经验诀窍的结晶，工业软件已经从辅助工具演化为了工业化进程不可或缺 的伴生物，是制造业的重中之重。2012 年以来，制造业进入了新旧动能加速转换的关 键阶段，全球工业软件产业稳步增长，中国工业软件市场更是呈现出快速发展的态势。 截止 2019 年，中国市场规模已达 1720 亿元，2019 年 16.5%的增长率和过去 7 年超过 20%的复合增长率均远高于全球水平。如果将嵌入在硬件设备中的工业软件也包含在 内，保守估计中国工业软件的市场规模已达到 5000 亿元。工业软件产业成新蓝海，长期存五倍增长空间。中国是全世界唯一拥有联合国产 业分类中所列全部工业门类的国家，已经成为全球制造业规模最大的经济体，2018 年 全年工业增加值突破 30 万亿，如此巨大的产业规模体量，对工业软件的需求非常旺 盛。与此同时，中国工业软件市场市规模与发达国家相比仍然很小，市场规模在全球 的占比仅为个位数，工业软件销售额远远落后于北美、欧洲等发达国家。以 2018 年为 例，中国工业增加值全球占比接近 30%，而同期工业软件市场规模全球占比不足 6%， 两者严重不相符，存在五倍的差距。长期来看，中国正在从制造大国向制造强国迈进， 不断加快的产业转型升级进程必将为工业软件带来更加广阔的增长空间。因此我们认 为，中国工业软件产业正迎来巨大的“蓝海”市场，长期存在五倍的增长空间。制造业高质量发展加深了对工业软件的依赖。工业软件通过大量的指令和程序， 将跨学科的工业知识、算法和机理模型固化封装，进而支撑工业设计、生产管控和经 营管理过程，并对各类设备仪器操作驱动和进行逻辑控制，是工业技术的结晶，堪称 现代工业的大脑和灵魂。工业软件在经济社会发展和企业活动中无处不在，无论是重 工业、轻工业还是高端装备业，从企业的研发到生产再到运营，在产品设计、试验、 制造、装配、库存、物流、销售等各个方面都离不开工业软件。特别是在科技创新领 域，工业软件承载着最先进的技术和工业 know-how，是几乎所有细分行业都绕不过去 的必经之路。作为制造大国，工业软件是中国产业的“短板”，与发达国家差距较大，主要表现 在以下几个方面：一是工业软件自给率低。据不完全统计，目前中国高端制造业中电 子、航空、机械领域的研发设计软件大多为外购，自给率分别只有 10%、15%及 30%。 进入 21 世纪后，国内制造业仅采购 CAD 软件及升级所支付的费用就超过 20 亿美元。 二是工业软件领军企业少。相比于达索、PTC、SAP 等国际巨头，中国工业软件领域 领军企业相对较少，大部分都是中小型企业，在研发投入、产品性能和整体实力上无 法与国际巨头相抗衡。三是工业软件生态尚不健全。国内工业软件的产品和服务供给 能力不够，大型制造企业习惯于购买和应用国外工业软件，庞大的应用市场最后却成 了国外软件发展壮大的沃土。四是关键核心技术受制于人。中国制造业大而不强，关 键工艺流程和工业技术数据缺乏长期研发积累，工业软件核心技术空心化，高端工业 软件供给被国外厂商牢牢把持。1.2 工业软件或将掀起继集成电路后第二轮国产化投资热潮中国工业软件的细分领域面临“断供”风险。2019 年 6 月，美国 EDA 软件三 大厂商 Synopsys、Cadence、Mentor Graphics 相继按照美国商务部的要求，暂停了 对华为的授权和更新，这是美国对华为一系列的断供风潮中最严重的事件。美国 EDA 软件三巨头垄断了全球 90%的市场份额，芯片设计公司和代工厂，几乎都必 须跟三巨头合作。2020 年 6 月，美国软件公司 Math Works 按照美国政府要求，对 被列入实体名单的哈工大终止 MATLAB 软件的相关授权，再次引发了中国工业软 件的断供之忧。MATLAB 软件主要用于计算、可视化、数据分析等方面，最主要 的用户虽然是大学，但在工程领域的正向设计方面有着广泛的应用，某种程度上 已经成为了国内理工科学生技能“合格认定”的一项指标。从 2019 年 6 月到 2020 年 6 月，短短一年内的两次工业软件断供事件，精准地抓住了中国制造业和科技 产业的“短板”，也第一次让社会各界对工业软件的重要性和战略价值有了前所未 有的共识。实际上，中国工业软件面临的“卡脖子”问题早有端倪，国内军工领域的一些 企业就曾被美国所谓的“授权合格最终用户(VEU)”名单拒之门外，禁止购买一些 细分行业的专用工业软件。例如汽车电控细分领域的 CAE 专用软件 DSPACE 在 业内处于垄断地位，但早在 10 年前已对中国军工企业全面禁运；航天领域支持全 过程业务应用的领先商业分析软件 STK 目前最高版本是 11.0，但是美国公司 Analytical Graphics 从 7.0 版本就开始对中国禁运。工业软件是集成电路产业链上游的核心环节，也是撬动产业链发展的支点。集成电路和软件产业是信息产业一硬一软两大核心，是引领新一轮科技革命和产 业变革的关键力量。其中，工业软件又是集成电路产业链上游的核心。芯片产业之 所以被誉为高投入、高市值、高价值行业，其设计环节的巨额投入“功不可没”。 芯片设计费用从 65 纳米的 2500 万美元上升到当下 5 纳米的近 5 亿美元，整整增 长了二十倍，其中工业软件占了大头。此外，以 EDA 软件为代表的研发设计工业软件还是 IC 设计的核心工具，扮 演着无可替代的角色。从 65nm 到 40nm 再到 28nm，每一代芯片制程技术的进步， 都会有至少 50%的软件代码需要重新编写。一枚 7nm 的芯片上有多达 70 亿个晶 体管，对设计的精确度要求极高，运算的复杂度也呈指数级增长，如果没有 EDA 软件，几乎无法完成这些设计工作。因此，EDA 工业软件被誉为“芯片之母”，是 集成电路价值链上游 IC 设计产业最核心的部分。另一方面，集成电路 EDA 软件全球市场规模不足 100 亿美元，但却直接决定 了超过 700 亿美元的全球半导体制造市场，进而撬动了 5000 亿美元的全球半导体 市场，甚至对 1.9 万亿美元的全球电子信息产业都有着决定性影响。如果没有工业 EDA 软件，芯片设计公司或将直接停摆，整个电子信息产业或将被动摇。因此我 们认为，中国当前产业发展面临的“缺芯少魂”问题，不仅是高端芯片短缺，更是 缺少产业体系之魂——工业软件。发达国家高度重视并持续投入巨资扶持，形成在工业软件领域的领先优势。美国高度重视工业软件产业发展，将软件视为其国家战略性支柱产业。在政策方 面，美国在 1979 年颁布了软件版权保护法，并且对软件企业给予永久性研发税优 惠。早在上世纪 60 年代，美国国防部便授意和支持洛克希德·马丁公司开发早期 的 CAD 软件 CADAM，70 年代美国国家航空及宇航局（NASA）在国家财政的支 持下开发了有限元分析软件 Nastran，并推动 UGS 公司开发了 CAD/CAM 软件 EDS I-DEAS。2018 年美国国防部高级研究计划局牵头，美国产学研用各方推出了一项 为期 5 年、支持金额高达 15 亿美元的“电子复兴计划”（ERI），用以支持芯片技 术研发，美国国会也将每年额外注资 1.5 亿美元。其中，EDA 软件获得了同级项 目中金额最多的扶持，EDA 三巨头中的 Synopsys（新思科技）和 Cadence（铿腾电 子）均参与了相关项目并获得财政支持。此外，美国工业软件企业的研发投入也居 高不下。全球知名工业软件企业深受资本市场青睐。工业软件在现代产业体系中的核 心价值，以及发达国家政府对工业软件产业的高度重视和持续投入，共同带动了 资本市场对工业软件企业的价值认同，帮助企业获得了雄厚的资金实力和融资能 力，进而推动企业对软件研发持续投入重金，并通过一系列投资并购壮大实力，以 此形成工业软件产业的良性循环和可持续发展。资本市场对这些工业软件巨头尤 其青睐，尽管工业软件企业营收和利润规模不大，但是市值普遍不低，市销比更是 远高于相关工业和自动化企业的估值。我们认为国际资本市场对工业软件企业的 偏好，为工业软件企业注入了长期的发展动力。内循环新格局促进国产工业软件生态培育，工业软件有望成下一轮国产化投 资的重点。内循环新格局与以往最大的不同在于，过去中国经济社会发展的特点 是市场和资源“两头在外”，现在则是要调动中国超大规模的内需市场，提升供给 体系对国内需求的适配性，形成需求牵引供给、供给创造需求的更高水平动态平 衡，这就为工业软件应用生态的培育扎起了国产化藩篱、创造了绝佳的条件。工业 软件始于工业用户的实际需求，某种程度上说工业软件是“用”出来的，而不是开 发出来的。应用生态构建是产业发展的重要基础，只有大批稳定的工业企业用户 持续使用、持续反馈，才能推动产品服务不断的迭代、优化，进而提升整个产业水 平。内循环新格局下，越来越多的制造企业，特别是国有企业，出于稳定性和安全 性考虑或将开始尝试使用国内工业软件，用户需求的持续提升和反馈，有利于工 业软件应用生态的培育，进而形成应用牵引供给，供给持续升级的良性循环。与此 同时，中国长期坚持的“软件正版化”工作，不断加码的软件知识产权保护政策， 也在一定程度上为工业软件应用生态的培育提供了保障。参照国内对集成电路产业的投资以及国外政府对工业软件的投入和扶持，我 们认为中国工业软件产业有望复刻集成电路产业的发展趋势，成为下一轮国产化 投资的重点，工业软件市场具有广阔发展空间。2、 产业政策和企业需求促进工业软件加速发展近些年，中国经济已经由高速增长阶段转向高质量发展阶段，正处在转变发展方 式、优化经济结构、转换增长动力的攻关期，从智能制造到工业互联网，国家顶层设 计始终高度重视工业软件在推动产业转型升级中的核心支撑作用，出台了一系列政策 文件。与此同时，数量众多的制造企业在开展数字化转型的过程中，对工业软件的主 动关注和内生需求也愈发旺盛。2.1 政策重视工业软件在制造业中的核心地位工业软件是智能制造和工业互联网的核心基石。2015 年 5 月国发〔2015〕28 号文 将智能制造确定为制造强国建设的主攻方向，并明确强调要“突破高端工业软件核心 技术，推进自主工业软件体系化发展和产业化应用”。2017 年 11 月国务院印发《关于 深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》，通过实施工业互联网创新 发展战略加快传统产业转型升级，加速新兴产业培育，为制造业高质量发展提供关键 驱动力。除了国家顶层设计相关的产业政策，工信部近年来更是通过发展规划、专项 工程和试点示范系统推进工业软件和智能制造、工业互联网的协同创新发展，截至 2019 年 6 月，涉及工业软件的两项指标，企业数字化研发设计工具普及率和关键工序数控 化率已分别达到 69.3%、49.5%。财政政策和专项工程持续扶持工业软件发展。今年 8 月 4 日，国务院印发《关于 新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策的通知》（以下简称《若干政 策》），在之前印发的国发〔2011〕4 号文和国发〔2000〕18 号基础上继承并进一步加大 支持力度，从八个方向出台了近 40 项政策举措，促进未来十年集成电路和软件产业高 质量发展。进入 21 世纪以来，十年一度的集成电路和软件发展政策一脉相承，在确保 政策稳定性和延续性的同时，发改委、工信部、财政部和税务总局还会配套出台一揽 子扶持政策，合力推动产业发展。新基建为工业软件带来新一轮政策驱动。今年新冠疫情发生以来，新基建为全民 抗疫防疫和复工复产提供了重要支撑，作为守住“六保”底线、完成“六稳”工作的 主要投资方向，获得了从政府到社会的高度重视。4 月，发改委权威定义了新基建的 内涵，其中多个方向涵盖了工业软件，未来相关政策的驱动可期。作为内循环新格局 下的主要投资方向，新基建离不开“软实力”，工业软件不仅是工业互联网产业的核心 组成，还借助工业互联网催生了新型工业软件——工业互联网平台和工业 APP。2.2 制造企业对工业软件有旺盛的内生需求制造企业高度关注工业软件的应用价值。工业软件覆盖了企业生产经营活动的方 方面面，既是企业运用信息技术提升效率的工具，又是企业开展提升智能化、网络化、 数字化水平的重要基础，在当前制造业转型升级的大背景下，深受企业重视。中国工 程院对 22 个行业 1859 家企业的调研结果显示，超过七成的企业对工业软件有强烈需 求；德勤中国在调研了 150 余家生产型和技术服务型的大中型企业后发现，工业软件 是最受企业关注的技术。工业软件助力制造企业数字化转型升级。在当前产业变革与数字经济浪潮交汇的 背景下，制造业的生产要素呈动态变化，海量、多元、异构的工业数据已经成为核心 生产要素，围绕工业数据实现价值创造是所有制造企业面临的新命题，而工业软件则 是挖掘和利用工业数据的最佳手段。与此同时，企业在数字化转型过程中还面临不同 类型、不同程度的难点、痛点，例如离散行业普遍存在产品升级换代迅速、客户个性 化需求不断增强、多品种小批量生产常态化等问题，流程行业普遍存在传统过剩产能 需要转型、安全生产和节能环保压力大、产品质量追踪需求持续提升等问题，以上这 些都需要运用工业软件来解决。工业软件在技术研发和生产经营两方面为企业创造价值。从技术研发角度讲，工 业软件可以为企业提供强大的技术支持，解决实际问题。例如在模拟仿真领域，CAE 让软件模式测试和样机测试做得一模一样，大大降低了样机错误设计概率。目前发达 国家愿意将大型高端装备工厂建设在海外，设计、组装、测试、维修等环节都愿意输 出，正是由于工业软件较好地保证了技术被充分应用的情况下，技术工艺又不被泄露。 从生产经营角度讲，工业软件定义了产品基础理论体系、生产控制流程、产品组装顺 序、产品测试机理、运维模式等，甚至定义了制造业的商业模式，协同研发、个性化 定制、网络制造、在线运维、分时租赁等新商业模式都离不开工业软件支撑。3 工业软件有望诞生多个细分赛道隐形冠军工业软件领域在国际上有着众多领军企业，中国受制于工业基础薄弱、发展时间 较短等劣势，尚未孕育出行业巨头，但却是一个潜力巨大的蓝海市场，工业技术软件 化的产业趋势和新一代信息技术的创新突破为我们在工业软件多个细分赛道培育隐形 冠军创造了有利条件。3.1 产业趋势：工业技术软件化必将形成“百花齐放”的局 面“软件定义一切”正在颠覆千行百业。随着工业革命快速发展，软件行业的产品 和服务正在逼近硬件行业，逐步成为制造业新的主战场，一场瓜分世界软件市场的争 夺战已经打响。西门子、GE 等公司纷纷投入巨资，研发未来工业软件，并已经取得丰 厚回报。最初从软件定义网络、软件定义数据中心，再到软件定义系统，到现在软件 开始定义一切。对制造业而言，软件开始定义产品、流程、生产方式、新型生产能力， 甚至产业形态。软件定义下的制造业，所有要素都是数字化的，整个价值链各个环节 的信息都可以被计算机采集、识别、处理、传递，运营过程能够被软件驱动。在汽车领域，当前软件的价值在高端汽车中占整车价值的 40%以上，一辆普通汽 车的电子控制单元多达 70-80 个，代码约 1 亿行，复杂度已超过 Linux 系统内核。特斯 拉新能源电动车中软件价值占整车价值的 60%，同时软件对企业商业模式的价值也越 来越大，因为软件功能一旦研发完成，复制的边际成本接近于零。在航空领域，美国 NASA 从 2014 年就开始发布软件转化目录用以定义和传播先进技术，目前大约有 2200 多种技术软件正处于转化流程中，这里面既有设计仿真、业务系统管理等传统工业软 件，也有数据图像处理、设备数据采集等设备自动化领域的软件。企业级市场不同于消费者市场，工业软件产业有望诞生细分赛道隐形冠军。在 2C 市场，消费者用户的需求趋于同质化，综合实力全面的企业可以凭借赢者通吃的优势 一家独大，马太效应明显。而工业软件所面临的 2B 市场，涉及的各类技术众多、细分 行业和场景众多、产业主体数量类型众多，对软件性能、服务等要求都各不相同，因 此工业软件赛道众多，遍地都是机会。国内的工业软件企业既可以深耕不同的细分市 场，也可以面向不同规模体量的客户；既可以采用不用的部署方式或信息技术改造传 统，也可以聚焦不同的垂直行业应用场景探索新兴模式，只要对细分市场有准确的认 识和判断，具备过硬的技术和经营能力，就有可能成为具备独特竞争力的隐形冠军。工业软件行业壁垒高，用户粘性强，巨头跨界颠覆难度较大。一方面，工业软件 作为工业知识的载体，其中蕴涵了大量工业体系、行业技术和管理经验，是人类基础 科学知识和各行业技术经验的集大成者，每一个细分方向的工业软件都有着很高的行 业壁垒，若非长期积累，短时间内很难构建起核心竞争力，跨界颠覆更是难上加难。 例如波音飞机共涉及 8000 多款软件，其中 1000 多款为通用软件，剩余 7000 多种软件 为波音自行开发。另一方面，工业软件具有很强的用户粘性，一家企业使用了某款工 业软件，和其具有技术关联或者供应链关系的企业可能会更倾向选择同一款软件，而 且随着用户的增多，用户所提供的反馈又成为产品功能完善和性能提升的重要动力， 如此一来工业软件的护城河就会越来越深。结合中国制造业整体上基础和底层通用技 术存在劣势的特点，专用工业软件比通用软件的发展路径更清晰，选定一个细分领域 和行业坚持不懈深耕几年，就有望成为国内佼佼者甚至是隐形冠军。3.2 技术变革：新一代信息技术为国内企业带来“换道超 车”新机遇人工智能和大数据技术推动工业软件性能不断突破。人工智能赋能工业软件主要 基于深度学习和知识图谱两种技术。深度学习通过海量训练数据和强大算力得出关系 模型及相关映射关系；知识图谱用海量数据进行知识学习挖局和模型推理，以类似人 类的思考方式建立语义连接网。此外，大数据技术与人工智能算法协同，能够丰富并 强化工业软件在数据分析方面的功能。深度学习可以有效提升工业软件的数据分析深度，例如仿真设计软件 CAE 可以 根据产品目标和参数基于深度学习生成数百种高性能的几何设计选项，帮助客户定制 产品设计方案；质量管理软件 QMS 可以通过深度学习识别生产过程中的质量问题，替 代人工检测，提高检测成功率的同时降低人工成本。知识图谱能够打破不同场景下的 数据隔离，创新知识组织方式，加速工业知识的沉淀，丰富工业软件功能。工业软件 企业借助人工智能和大数据技术，可以有效提升工业软件产品性能，为客户提供差异 化服务，重点挖掘客户在生产管控和经营管理场景下的数据价值。云计算重构了工业软件的开发部署、架构方式、商业模式和产品形态。云计算相 关技术对工业软件的具体影响主要有四个方面。一是支持工业软件的灵活敏捷的开发， 部署和运维。借助虚拟化技术，可以实现工业软件开发资源更加精细的管理和调度， 快速搭建部署工业软件的运行环境，并动态调整软件运行时的环境资源；通过容器技 术推动代码和组件重用，进而实现开发工具的优化；采用 DevOps 进行开发、测试、 运维的跨地域协同和同步迭代，能够创新开发理念，提高软件开发协同能力。二是推动工业软件应用架构的变迁。过去的软件主要采用传统的集中式应用架构， 主要依靠硬件保证其性能和高可靠性；云计算分布式架构的出现，使得软件不再依赖 硬件，而是通过水平扩展和软件系统设计保证其性能和高可靠性。三是推动 SaaS 化成为工业软件的主流商业模式。经营管理和协作软件领域的 Salesforce 率先将 CRM 软件 SaaS 化，已成为全球领先的 SaaS 厂商，达索、Autodesk、 PTC 等产品研发设计软件企业正积极向云端应用布局，德国 iTAC、罗克韦尔等产品制 造过程管理和控制软件企业也在探索基于云的 MES 产品。四是催生了工业互联网平台、工业 APP 等工业软件新形态。一方面云计算推动工 业互联网平台解构了传统的工业软件体系，形成了工业知识的微服务组件库，使工业 软件化整为零，为工业软件供给侧的产业化装配模式奠定了基础；另一方面基于云计 算的微服务开发方式实现了工业软件的低代码开发，将工业知识封装成为工业 APP， 大大降低了工业软件的应用开发的难度和门槛。开源的理念为工业软件企业颠覆传统带来新的可能。开源是全球软件技术创新的 重要模式，为软件产业发展提供了技术来源，降低了技术门槛和开发成本。开源在市 场竞争中的价值正不断提升，越来越多的工业软件开发环境已从封闭、专用的平台走 向开放和开源的平台。开源软件的开发成本更低、部署运维更灵活、客户体验更人性 化，既能有效降低开发人员的重复劳动，又能推动构建产业生态，弥补底层技术上的 差距，国内工业软件企业有望通过开源软件打开局面。实际上，许多开源软件已经对 传统软件构成了威胁，以 MATLAB 为例，尽管它目前广泛应用于科研和工程领域，但 其语言是古董级，没有办法与开源的 Python 相提并论，而且 Python 操作更简单、部署 更灵活，已经开始在部分细分领域对 MATLAB 进行替代。4 、工业软件四大类别国产化率仍低，发展空间广阔工业软件种类繁多。工业软件种类繁多，分类方式多样化，目前业界还没有公认 的统一分类方式。国内官方对工业软件公开权威的分类，出自 2018 年 9 月国家发改委 发布的“关于对《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》（2016 版）征求意见的公 告”（以下简称发改委《指导目录》），即：工业软件属于新一代信息技术产业-信息技 术服务-新兴软件及服务门类，包括嵌入高端装备内部的软件、产品研发设计软件、产 品制造过程管理和控制软件、经营管理和协作软件、节能减排控制和支撑软件、公路 交通管理和决策软件。在此基础上，近几年出现的工业互联网平台及工业 APP 实际上 也属于新型工业软件，这样工业软件共分为七大类别工业软件主要包括四大核心类别。由于嵌入高端装备内部的软件实际上是和硬件 产品融为一体提供服务、发挥价值，而节能减排控制和支撑软件的功能很多已经集成 到了企业生产经营过程的产品制造过程管理和控制软件中，因此这两类软件可以与其 他类别合并。而公路交通管理和决策软件仅针对特定场景，与工业企业生产经营关联 度较低。因此，我们认为工业软件包含四大核心类别，即：产品研发设计软件（以下 简称“研发设计软件”）、产品制造过程管理和控制软件（以下简称“生产管控软件”）、 经营管理和协作软件（以下简称“经营管理软件”）和工业互联网平台及工业 APP（以 下简称“平台及工业 APP”），每一类工业软件当前的国产化率均较低，具有广阔的市 场空间和发展前景。4.1 研发设计软件：关键核心技术攻关是突破口产品研发设计软件是人类基础学科和工程知识的集大成者，涵盖了数学、物理、 化学、生物、材料和计算机等方面的知识，应用于电子计算机及其外围设备，协助工 程技术人员完成产品设计和制造，提升产品开发效率、降低开发成本、缩短开发周期、 提高产品质量。主要包括以下四类软件：计算机辅助设计类软件（Computer Aided Design， CAD）、计算机辅助工程类软件（Computer Aided Engineering，CAE ） 、 计 算 机 辅 助 制 造 类 软 件 （Computer Aided Manufacturing，CAM）、电子设计自动化类软件 （Electronics Design Automation，EDA）。以 3D CAD 软件为例，机械、模具、零部件制造商将产品的各种数据和参数导入 3D CAD 软件后，可以采用软件自带的混合建模技术进行各种复杂曲面的建模，调用 软件包含的标准件库绘制零部件的三维图形，结合设计加工的理念生成对应的计算机 辅助制造三维方案，满足产品从 2 轴到 6 轴的加工需求。此外，软件可以进行无参数 建模，帮用户实现各种建模思路；可以支持用户自建零部件库，提高绘图效率；还可 以兼容各种数据，支持实体设计和曲面设计、二维和三维图纸之间的自由切换，进而 提升产品研发设计的效率，实现产品设计、产品分析和产品制造的一体化。中国产品研发设计软件的市场规模在全球占比较小，有巨大发展空间。2018 年， 全球 3D CAD 软件市场规模约 86.6 亿美元，国内市场规模 7.33 亿美元，全球占比约 8.5%；全球 CAE 软件市场规模约 65.75 亿美元，国内市场规模 6 亿美元，全球占比约 9%；全球 EDA 软件市场规模约 97.15 亿美元，国内市场规模 5.03 亿美元，全球占比 约 5.1%。在各类研发设计软件中，产品生命周期管理软件(Proct Lifecycle Management， PLM)占比最高，其他占比较高的软件还有 CAD、CAE、CAM、EDA、BIM 等。国外巨头掌握核心技术，在国际和国内市场均占据主导地位。在 CAD 软件产品 线，法国达索、德国西门子和美国 PTC 占据了全球市场 60%以上的份额，国内 CAD 95%以上的市场被国外巨头所占据，国内企业在软件功能上与国外相差较大，目前还 无法打破垄断。在 CAE 软件产品线，美国 ANASYS、MathWorks、德国西门子、法国 达索等 12 家领导厂商处于垄断地位，占据国际市场 95%以上的份额，并逐渐与其上下 游产品打通，形成 CAD/CAE/CAM/PDM 一体化综合软件平台，国内厂商在产品化、 集成化和规模化上与国外还差距很大。在 EDA软件产品线，美国Synopsys、美国Cadence 和德国 Mentor Graphics 三家厂商处于绝对垄断地位，占据了 60%以上的全球市场份额 和 95%以上的国内市场份额，国内厂商以提供点工具为主，产品无法覆盖全领域。关键核心技术攻关是突破口。国内研发设计软件厂商规模较小、研发能力有限， 对关键核心技术研发缺少高额度持续性的资金投入。特别是国内 EDA 软件与国外软 件有较大差距，缺乏对 7nm、5nm 芯片先进工艺的支撑，只能提供 50%左右的设计工 具，没有完整的数字集成电路全流程设计平台。今年 3 月 25 日工信部发言人明确表示 将实施国家软件重大工程，集中力量解决关键软件的“卡脖子”问题；6 月 5 日教育部 和工信部联合印发《特色化示范性软件学院建设指南（试行）》，推动软件领域产教融 合；8 月 4 日国务院发布《关于新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干 政策的通知》，提出将聚焦关键核心技术研发，探索构建社会主义市场经济条件下关键 核心技术攻关新型举国体制。我们认为，研发设计软件将是国家重大项目、产教融合和关键核心技术攻关优先 倾斜的领域，相关的扶持政策和资金将会带动资本市场对研发设计软件的关注和投资， 该领域专注关键技术研发攻关的中望软件、芯愿景、华大九天等企业有望获益。4.2 生产管控软件：依托行业龙头，聚焦本地服务产品制造过程管理和控制软件是构建在自动化控制系统上层实现数据分析与控 制优化、数字化仿真以及生产管理、能耗管理、安全管理、设备管理等工厂计划管控 的一系列软件集合，担负着生产信息分析、故障诊断、生产指令发布、生产管理等职 能，核心价值在于实现生产过程的优化运行和生产资源的优化调度，保障安全、高效 和绿色制造。产品制造过程管理和控制软件主要包括制造执行系统（Manufacturing Execution System，MES）、分布式控制系统（Distributed Control System ，DCS ）、数据 采集与监视控制系统（Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA）、可编程逻辑 控制器（Programmable Logic Controller，PLC）等。以 MES 软件为例，工业软件供应商可以结合制造企业的订单生产需求定制制造 执行系统 MES，MES 通过高级算法结合在产、在库的实时产品数据，可以指导供应商 和库存管理，并围绕产品订单形成自动化、分品类、全实时性的高级排产功能；通过 对各个生产环节、库存单位的实时数据进行数字化采集、上传，可以实现生产进度可 视化，并借助 RFID 技术实现产品生产周期全程可追溯；通过结合产线工作班组和产 品质量、产量的数据开展人员绩效核算；通过数据库与财务软件对接，提高财务数据 的实时性。整个 MES 系统软件建成后，可以提高制造企业生产过程的自动化程度、实 时响应程度和运行精准度，减少相关工作人员，实现降本增效。中国产品制造过程管理和控制软件市场增速较快，市场规模不断扩大。2018 年， 全球 PLC 整体市场规模约 130 亿美元，国内市场规模 23 亿美元，全球占比约 18%， 年增长率 14%；全球 DCS 整体市场规模约 65 亿美元，国内市场规模 15 亿美元，全球 占比约 23%，年增长率 15%；全球 SCADA 整体市场规模约 60 亿美元，国内市场规模 14 亿美元，全球占比约 23%，年增长率 12%；中国 MES 市场规模 33.9 亿元人民币， 同比增长 22%，远超全球增速。产业集中度逐步提升，国产软件依托行业领军企业优势站稳细分行业中低端市场。在产品制造过程管理和控制软件国内市场，跨国公司和国内几家大型企业占据了大部 分市场份额，且市场份额有进一步集中的趋势。以 DCS 产品为例，国内 DCS 市场自 2011 年以来，中控技术等头部企业市占率持续扩大，2018 年已超过 70%。此外，产品 制造过程管理和控制软件与生产过程结合更为紧密，国内厂商虽然在产品技术深度和 功能覆盖面上有国外有差距，但依托制造业领军企业打造行业竞争优势，已在钢铁、 石化、电力等细分领域站稳了中低端产品市场。依托行业龙头，聚焦垂直细分市场提供本地服务是关键。一方面，产品制造过程 管理和控制软件是典型的项目型市场，经历了行业多年的发展，新建项目市场在数量 上缩水、在质量需求上升级，本地化服务市场的拓展对于工业软件企业的竞争力变得 尤为重要，国内企业在这方面相比国际巨头具备天然的优势。另一方面，国内在石化、 钢铁、电力等流程行业的企业实力更强，依托行业龙头发展产品制造过程管理和控制 软件的市场机会更多，行业优势更显著。因此，在智能制造和工业互联网快速发展的 大背景下，我们看好宝信软件、国电南瑞、中控技术、石化盈科等流程行业依托龙头 企业成长起来的工业软件头部厂商的发展潜力和机会。4.3 经营管理软件：云化战略和生态构建是胜负手经营管理和协作软件既包括传统的企业资源计划（Enterprise Resource Planning， ERP）、供应链管理（Supply Chain Management，SCM）、客户关系管理（Customer Relationship Management，CRM）等经营管理软件，也包括办公自动化（Office Automation， OA）相关的协作应用软件，其目的是提高工业企业的生产管理水平，提高产品质量水 平和客户满意度，提升整个产品价值链的增加值。以 ERP 软件为例，它的名字是企业资源计划系统，可以集成企业内部的财务会 计、制造、进销存等信息流，整合企业管理理念、业务流程、基础数据、人力物力、 计算机软硬件于一体，对企业所有的综合资源进行平衡和优化管理，进而提升经济效 益和快速反应能力，本质上是企业生产经营活动中的信息化建设。企业将业务单据导 入 ERP 后，系统会自动将物料的流动信息（物流）和财务的资金信息（资金流）集成 起来，并最终体现为实时同步的业务操作、管理和决策信息，帮助企业提高资金运营 水平、建立高效率供应链、优化库存、提高生产效率、降低成本、改善客户服务水平。经营管理和协作软件全球市场总量超过千亿，国内增速高于全球。2018 年，全球 ERP 软件整体市场规模约 539 亿美元，全球 CRM 软件整体市场规模约 482 亿元，全球 SCM 软件整体市场规模约 139 亿美元。其中，ERP 软件国内市场规模在 2018 年达到 275.6 亿美元，过去十年年均复合增长率超过 70%，远高于全球增速。此外，中国基础 办公软件市场规模为 85.34 亿元，相较 2017 年同比增长为 9.7%，预计到 2023 年，行 业市场规模将达到 149.04 亿元，2018-2023 年期间复合增长率为 11.8%。国际市场竞争格局基本成熟，国内市场中国企业占优。在欧美发达国家，经营管 理软件普及率极高，国际市场相对成熟，传统两强 SAP 和 Oracle 具备绝对优势，新锐 实力纷纷崛起，抢夺主导地位。国内经营管理软件市场受益于经济社会快速发展，增 长势头迅猛，其中国内 ERP 厂商整体市场份额超过 60%，占据一定优势，但大中型企 业的高端 ERP 软件仍以 SAP、Oracle 等国外厂商为主。在协作软件方面，由于技术门 槛较高，国际国内市场头部厂商均占据绝对优势，其中国内市场基本是微软和金山办 公两家领先厂商同台竞争的格局。经营管理和协作软件的生态构建是关键，云化战略助力国内厂商跨越式发展。随 着云计算的快速发展，工业软件向云端迁移的趋势已成定局，以 Salesforce 为代表的经 营管理和协作软件更是率先开启云化战略。云化给工业软件带来的最直接改变有两个， 一是催生了 SaaS 订阅模式，从商业模式上颠覆了传统的软件购买模式，提升了产品的 长期价值；二是推动了产品在移动端的大发展，使得企业的经营管理和个人的办公协 作方式不受空间约束，更为灵活便捷。此外，经营管理和协作软件属于 2B 的工业软件 中偏 2C 的类别，与人结合最为紧密，支撑着整个制造业经济活动中人的所有办公、协 作、管理和决策行为，具备消费市场赢者通吃的特点，因此产业生态完备、市场占有 率高的企业和产品更有先发优势。因此，我们推荐在云化转型和生态构建方面表现突 出的用友网络，建议关注金山办公、鼎捷软件、泛微网络。4.4 平台及工业 APP：融合赋能和应用推广是关键随着新一代信息技术的不断涌现和发展，传统工业软件向云化、数字化和智能化 转变，与工业数据、工业知识、工业场景深度融合，催生了工业互联网与智能制造等 新型工业体系下的工业软件新业态新模式——工业互联网平台及工业 APP。其出现加 速了工业知识的积累，促进工业向数字化、网络化、智能化发展，为工业软件的发展 带来了强大的活力和增长机遇。基于全新架构和理念开发出来的工业互联网平台及工 业 APP，为工业软件的研制、应用与发展提供了更好的技术路径与应用实践。工业互 联网平台供给能力、工业 APP 的数量、效果、用户下载量等指标已成为衡量工业互联 网乃至数字化转型成功与否的关键要素。以东方国信 Cloudiip 工业互联网平台在钢铁行业的应用为例，平台可以通过在炼 铁高炉内部署各种传感器，对炉体状态进行实时精准监测；可以结合采集的数据和对 炼铁行业 know-how 的积累研发出炼铁能耗专业性机理模型和大数据人工智能模型， 实现对高炉冶炼从经验性认识到本质性掌控；还可以沉淀和封装上述模型形成可调用 的平台微服务模型，进而开发出物料平衡 APP、异常炉况诊断 APP、智能烧炉等工业 APP 供用户使用，帮助其解决炼铁高炉高能耗的痛点，实现对高炉冶炼物料和能量利 用的智能优化。工业互联网平台及工业 APP 市场规模庞大，对产业界价值贡献显著。工业互联网 平台面向制造业数字化、网络化、智能化需求，构建形成基于海量数据采集、汇聚、 分析的服务体系，是支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置的工业云平台，包 括边缘、平台（工业 PaaS）、应用三大核心层级。工业 APP 是部署在工业互联网平台 上的应用，承载着工业知识和经验，运行在各类工业终端上，用于解决某一业务问题 或面向某一业务场景，具有轻量化特征。中国信通院根据国家统计局数据测算，中国工业互联网平台与工业软件产业存量 规模由 2017 年的 1490 亿元增长至 2019 年的 2486 亿元，年复合增长率达到 29.2%， 2019 年占工业互联网核心产业存量规模的比重为 46.4%，已成为工业互联网核心产业 增长的主要驱动力量。工业互联网平台产业呈现出百花齐放、飞速发展的格局。美国、欧洲和亚洲是当 前工业互联网平台发展的焦点地区，美国传统巨头企业和科技独角兽纷纷布局工业互 联网平台，当前发展具有显著的集团优势，占据市场主导地位。欧洲工业巨头持续加 大工业互联网平台的投入力度，是美国之外主要的竞争力量。此外，日本企业一直低 调务实地开展平台研发与应用探索并取得显著成效，中国大陆、印度等新兴经济体的 工业化需求持续促进工业互联网发展，共同构成了工业互联网平台产业的第三极，目 前亚洲市场增速最快且未来有望成为最大市场。在制造业数字化转型的大趋势下，近几年中国工业互联网平台已经从概念普及进 入了深耕建设阶段，今年以来掀起的新基建浪潮更是助推平台产业持续蓬勃发展。据 不完全统计，目前中国已建成了 70 多家具有一定区域、行业影响力的工业互联网平 台，服务的工业企业近 40 万家，重点平台连接设备超过 3000 万台套。其中，2019 年 遴选的十大跨行业跨领域工业互联网平台更是成为了带动产业发展的领军力量。融合技术创新和应用推广决定了工业互联网平台及工业 APP 的发展方向。一方 面，工业互联网平台本质上是新一代信息技术与制造业融合发展的产物，涉及众多融 合技术，近年来平台+5G、平台+区块链、平台+VR/AR 等融合技术和解决方案持续涌 现，极大拓展了平台助力产业数字化转型的能力边界。未来，对前沿技术和融合技术 的探索应用将是平台发展的重要引擎。另一方面，工业互联网平台解决方案在落地过 程中需要投入大量二次开发和系统集成工作，应用推广任务艰巨。麦肯锡相关调查报 告显示，有 54%的工业企业认为数字化试点建设需要 1-2 年，28%的企业表示试点需要 2 年甚至更长时间，用平台已经成为产业发展的关键环节。2019 年工信部组织的跨行 业跨领域平台遴选，也将技术创新和应用推广作为衡量平台供给能力的重要指标，因 此我们看好入选 2019 年十大双跨平台的东方国信、用友网络和工业富联未来发展前 景。5 、重点企业分析（详见报告原文）工业软件作为现代产业体系之“魂”，当前正处于战略价值和投资机遇双重叠加的 风口，未来市场空间广阔、产业提升潜力巨大，特别是在当前内循环新格局下，“卡脖 子”的风险或将激发继集成电路后的新一轮国产化热潮。我们认为工业软件领域将会 在四大核心类别和多个细分赛道涌现多个优质投资标的。……（报告观点属于原作者，仅供参考。报告来源：华安证券）更多内容请参见报告原文。如需报告原文档请登录【未来智库】。

获取《工业软件行业深度研究报告：大水养大鱼，工业软件行业腾风起》完整版，请关注绿信公号：vrsina，后台回复“互联网2”，该报告编号为20bg0141。2019年国内市场规模约2000亿元，未来几年增速维持约16%，达全球市场增速的三倍以上。国内工业软件渗透率较低，CAM、MES、CRM等仅为20%左右，PLM等产品渗透率不足20%。MES系统提高生产环节效率，比如某企业利用MES系统推进少人化生产，在不改变现有人员数量及生产面积的基础上产能提升3倍，生产线可靠性达99%，可追溯性达100%。2019年国内工业软件市场规模约为2000亿元，未来几年市场增速维持16%左右，是全球工业软件市场增速的三倍以上，预计2021年将达2600亿元左右。新浪VR知识星球报告库以近五千分，所有新浪VR报告都将由管理员上传（包含部分未在其他平台发布的非互联网相关报告）VIP用户福利不定时开启，前1000名还能领领优惠券性价比更高！ 新浪VR，早一天看见未来。

工业软件是将工业技术软件化，应用于工业领域以提高工业研发设计、业务管理、生产调度和过程控制水平的相关软件和系统。当前，世界各国都非常重视发展智能制造，工业软件已经渗透于智能制造的各个环节，并发挥着不可替代的作用。2月18日，工信部印发了《关于运用新一代信息技术支撑服务疫情防控和复工复产工作的通知》，通知指出，要深化工业软件、人工智能等新技术的应用，加快恢复制造业产能。在政策助力和企业数智化需求不断上升的背景下，工业软件迎将继续向好发展。2019年，我国工业软件市场规模达1720亿元，增速为16.45%，按照当前趋势，预计2020年中国工业软件市场规模将达到2010亿元。中商产业研究院发布的《2020年中国工业软件行业市场前景及投资研究报告》，通过介绍工业软件行业的基本概况、发展环境、市场现状、应用案例、重点企业以及未来趋势，系统阐述了我国工业软件市场现状和行业痛点，为工业软件行业从业者和相关研究人员提供重要的参考信息。PART1：工业软件行业基本概述工业软件是将工业技术软件化，即工业技术、工艺经验、制造知识和方法的显性化、数字化和系统化，是一种典型的人类使用知识和机器使用知识的技术泛在化过程。按照用途和表现形式，工业软件一般分为研发设计类软件、生产控制类软件、信息管理类软件和嵌入式工业软件四类。PART2：工业软件行业发展环境自2015年“中国制造2025”发展战略公布以来，全国稳步推进智能制造和工业软件领域的发展。“十三五”规划以来，各部门出台多项政策引导行业发展方向，在加快工业软件的发展步伐同时，也为行业健康发展提供政策保障。新冠疫情之下，不少制造业企业正率先通过云服务推动自身数字化、智能化，解决了复工复产的问题。未来，越来越多的制造业企业将拥抱数字化，拥抱工业互联网，拥抱智能工厂，融入数字经济大潮。PART3：工业软件行业市场分析我国工业化起步晚，缺乏经验和人才积累，工业软件行业发展处在暂时落后的局面。2019年，我国工业软件市场规模达1720亿元，增速为16.45%，按照当前趋势，预计2020年中国工业软件市场规模将达到2010亿元。PART4：工业软件行业应用案例金蝶EAS智能制造解决方案在业务模式的创新核心是通过跨越多组织、多工厂的企业价值链网络，来实现个性化制造需求的计划、设计、制造、产业链四个方面的动态协同。帮助企业在成本、质量、交期、服务方面的改善来全面提升企业竞争力，助力企业成功。PART5：工业软件行业重点企业工业软件企业的总体规模和所处细分领域地位、二次开发能力、客户资源与粘性将是中国工业软件企业的核心竞争力。用友网络科技股份有限公司诞生于1988年，目前是国内ERP龙头企业。近年来，公司坚定推行云转型战略，已形成以企业云服务为核心，云服务、软件、金融服务融合发展的新战略布局。用友网络的主要代表性产品有NCCloud、精智工业互联网平台、用友智能工厂、用友NC6、畅捷通T+等。PART6：工业软件行业发展趋势工业软件是工业技术的软件化，已经渗透和广泛应用在各个工业领域和环节，其中自主工业软件的缺实可能成为我国制造业发展的安全隐患。过度依赖国外的工业软件，不利于我国工业技术的创新和积累，甚至阻碍高端化。

本文转自【科技日报】；“要加快推动数字产业化，培育壮大人工智能、大数据、区块链、云计算、网络安全等新兴数字产业，提升通信设备、核心电子元器件、关键软件等产业水平……”在近日发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中，关键软件成为加快推动数字产业化的题中之义。 这令长期调研、关注工业软件发展的中国工程院院士、华东理工大学副校长钱锋颇感振奋。 “制造业数字化转型是推动制造业高质量发展的重要抓手。如果没有工业软件，制造的生产、管理、营销过程很难数字化，这让制造业如何实现数字化转型？又如何打造数字经济新优势？”钱锋说。 工业软件如何自主可控，如何让更多的国产软件在行业应用中迭代提升、超越？近日，多位专家接受科技日报记者采访时对此建言献策。 关键核心技术需锻造一副“硬身板” “目前，中国制造业规模占全球近30%，但国产工业软件的市场份额不足6%。如果过度依赖国外工业软件，不仅意味着制造业核心技术被‘卡脖子’，而且产业活动只能沿着国外的知识体系、技术路线、设计思想和管理经验进行，会导致我国制造业被锁定在产业价值链的低端环节。”工业软件对于我国实现制造强国战略和高质量发展的重要性，钱锋一语道破。 “如果工业软件核心技术无法自主可控，极有可能会导致丧失产业数字化转型的主动权。”钱锋表示，工业软件是智能制造的“核芯”，是不能受制于人的关键核心技术。但他在调研中发现，我国工业软件的关键技术还存在“肌无力”。 “此外，我国工业软件产品大多集中在办公自动化、客户关系管理等低门槛的业务应用领域，而国外产品在研发设计、数字孪生、生产信息化管理系统、制造装备（过程）控制优化、企业资源计划调度、产品生命周期管理等主流工业软件市场上占据主导，稳定性与可靠性均强于国内产品。” 钱锋建议，要加快建立工业软件核心技术体系，制定工业软件集成、评测标准和工业云、工业大数据标准体系，并加大对关键核心技术攻关力度，聚集优势创新力量，突破产品（工程）设计、数字孪生、优化控制、计划调度等工业软件关键技术，推动中高端工业软件与智能系统研发。 建议打造产业生态圈，在行业应用中“小步快跑” 市场成熟度低，产品化能力弱，是制约我国工业软件发展的又一软肋。钱锋表示，我国工业软件与工业应用需求结合不紧密，“国产工业软件多为标准化通用型产品，难以满足复杂多变的工业应用场景需求。同时，国产工业软件虽然价格较低，但性能与国外产品有差距，与其他厂商软件的兼容性较差，市场对国内产品的信心和认可程度总体偏弱。” 钱锋的分析与航空工业沈飞副总经理、总工程师李克明的想法不谋而合。李克明告诉科技日报记者，近年来，一批软件企业和高校院所开始打造国产商业化工业仿真软件，正逐步显现出产业聚集的态势，也涌现出了一些代表性的企业和产品，但是工业仿真软件自主研发企业在规模、市场占有率方面都非常弱小。 李克明建议：“可尝试给软件开发企业降免税，鼓励软件企业研发的首批软件给行业企业试用，后者要反馈试用情况，便于软件企业收集数据、优化迭代。也可以尝试成立应用企业牵头的国产仿真软件合作攻关平台，采取市场化运营，主管机构给予政策、资金支持，吸纳一批自主研发工业仿真软件企业加入平台，加快推动产业化应用。”另外，他建议共性基础软件可由国家立项，给予“揭榜挂帅”的企业以补助。此外，还可支持有助于提高核心竞争力的投资并购等。 钱锋则建议可以推动工业软件企业与行业龙头企业结合，共同开发工业软件，打造双方技术交流与需求对接平台，加快发展专用工业软件与解决方案。“同时，要完善软件价值评估体系，制定并推广软件价值评估规范，开发软件定价工具，并加强软件知识产权保护。”

来源：经济日报-中国经济网9月16日，“工业软件自主创新发展论坛――暨朱位秋院士协同创新平台启动仪式”在京举行。本次活动由中国国防工业企业协会自主可控技术研究中心、中国信息协会分会、中共海安市委、市政府联合举办。来自科技部、工信部、浙江大学、中建、中铁、中国兵器工业集团的50多位专家参与了研讨。专家一致认为，我国要成功启动经济内循环，缓冲西方国家对中国的封锁打压，首要就是发挥机制体制优势，补齐核心关键技术受制于人易卡脖子的短板，实现核心关键技术比如工业软件的自主可控，提升自主创新能力。工业软件自主创新发展论坛现场中国科技体制改革研究会理事长、国际欧亚科学院中国中心常务副主席张景安在会上表示，随着数字化、网络化和智能化的深入发展，中国正在向智能制造迅速转型，工业软件是中国制造业的一个核心基础，没有自主核心工业软件的支撑，中国制造会很艰难，对于我们这既是“危”，也是机遇，我们要迎头赶上。张景安强调，当许多人都在沉迷工业互联网、人工智能、大数据来推动制造业转型升级的时候，应该意识到最内核的都是工业软件。浙江大学教授、中科院朱位秋院士是非线性随机动力学与控制领域国际著名科学家。其团队几十年来一直致力于该领域的基础理论研究，整个系列的研究成果构成了一个非线性随机振动系统动力学与控制的较为完整的理论体系，为解决科学与工程中广泛存在又十分困难的强非线性随机振动系统的动力学与控制问题提供了一整套崭新而有效的理论手段。该理论成果已经转化为现实生产力，广泛应用于诸如汽车、航空航天、土木工程、船舶、高铁、电力等工程技术领域。目前，朱位秋院士团队致力于理论研究成果的应用研究和技术推广，为行业企业进行咨询服务和技术攻关，同时也将在各级政府和社会各界支持下对系列理论研究成果进行系统软件化研发，以促进高校教学模拟软件、高速轨道交通工程、电梯制造、工程建设工程、机器人制造等行业智能化方面得到切实应用。中共海安市委副书记、副市长吴炜说，这次朱位秋院士协同创新平台团队落户海安软件园，是对海安人民的信任。有科技创新领军人才的带领和支撑，久久为功，行稳致远。新基建包括基础研究和应用研究，吴炜表示，海安市将会大力支持这样的项目的创新发展，创新生产、生活、生态，使海安易创、易居、易发展。朱位秋院士协同创新平台揭牌仪式原解放军电子工程学院院长徐北巨表示，工业软件是在工业领域里进行研发设计、业务管理、生产调度、过程控制和运营维护的相关软件与系统的统称，是计算机技术在工业领域、工程领域的应用。工业软件是工业制造的大脑和神经，堪称工业领域的“皇冠”，其中高端软件更是“皇冠”上的“明珠”。然而，我国的工业软件能力比较弱，工业软件市场被欧美软件巨头长期垄断而受制于人。没有强大的工业软件，就没有强大的工业制造。因此，我们要支持基础研究、原始创新，使软件势能驱动工业快速发展。中国国防工业企业协会知识产权研究中心主任白元群说，工业软件是知识密集型科技，我们要注重工业软件的知识产权保护。为进一步优化软件产业发展环境，提升软件产业创新能力和发展质量，国务院2020年8月4日下发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策》文件，提出财税、投融资、研究开发、进出口、人才、知识产权、市场应用、国际合作等八大举措，对软件行业健康发展进行政策指引，支持产学研融合发展，大力培育软件领域企业做大做强做优，增强了我国发展工业软件的信心。

回顾国内工业软件的发展史，笔者发现有两个“无一例外”：任何一个工业软件发达的国家，无一例外都是完成了工业化进程的发达国家。任何一个著名工业软件的起家，无一例外都是诞生于军火和汽车工业的摇篮。两个“无一例外”，给我国的工业软件发展带来了一定的参考和启示，为我们发展工业软件、补齐工业短板、消除卡脖子技术指明了方向。一.工业化进程的标志笔者认为，一个国家完成工业化进程的几个重要标志是：服务业发达——作为第三产业的服务业的产值和就业率都已经超过工业；提质增效——在经济发展过程中国民生产总值增长与能源和资源消耗的增长脱钩，能源和资源消耗增长速度趋于下降，实现高质量发展；技术积累——工业技术/知识积累达到相当高的程度与水平，工业技术/知识不断进入软件（工业技术软件化）；白领过半——白领职工数量超过蓝领工人，大多数人在办公室生产知识和处理信息，而不是在车间生产产品；知识工作者——他们的数量不断增加，依靠自己所掌握的各种技术/知识来自由工作，不依附、不属于任何企业或组织；资源优化配置——大范围资源优化配置的能力成为企业优势，而固定资产多不再是企业优势；精细化管理——企业具有强大的生产能力和管理能力，可以做到“三高一低（高质量、高效率、高客户满意度、低成本）”，实现零库存，较好应对市场变化。一个国家完成工业化进程的基本特征如表1所示。中国的基本国情是，在工业化进程尚在半途之中时，中国在全球信息化发展的洪流（托夫勒称“第三次浪潮”）中，不得不在未完成工业化的情况下走入了信息化进程。对“信息化”的认识，经历了几个阶段与反复，在近些年才摸索出来两化融合的正确方向和路径。二.工业化进程与工业软件笔者涉足工业软件36年，一直在观察和思考中国工业软件难以振兴的问题。将其总结为以下原因：首先，中国没有完成工业化进程。不要小看这一点，读者可以看一下现有的工业软件强国，美国、德国、法国、日本、意大利、荷兰、瑞士甚至卢森堡等，无一不是已经完成工业化进程的工业强国。由此可见，凡是工业化进程已经完成而且工业化水平较高的国家，工业技术软件化都做得比较好，作为工业技术软件化的结果之一，其中有些国家孕育出了大量的工业软件。没有完成工业化进程的国家，都没有能力开发出来较好的工业软件，无一例外。中国的工业化进程已在后半程，但是尚未完成。我们还在尝试以两化融合统领的多种模式加速发展完成。由于国内企业普遍不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，工业技术软件化的工作也是刚刚开始加速。加之极度缺乏资金、人才、政策、市场等工业软件成功的必备要素，因此中国工业软件的崛起还是在漫漫长路的艰苦跋涉途中。笔者总结：完成工业化的国家，不一定都能开发出优秀的工业软件，但是没有完成工业化的国家是肯定没有优秀的工业软件。其中道理在于：没有完成工业化进程，就没有深厚的工业技术积累；没有深厚的工业技术积累，就不可能做好工业技术软件化；而没有工业技术软件化，就根本谈不上优秀的工业软件。三.国外工业软件研发主体与研发形式工业软件的开发，是一项非常烧钱的工作。软件架构难度大，英文程序门槛高，硬件条件开销大，编程高手难寻觅，产权保护不容易，后期维护很繁琐。上个世纪70年代的冷战时期，是国外工业软件开发的爆发期，但是也只有财大气粗的军火商、汽车商才有条件独立开发或依托某厂商开发工业软件。以早期的CAD软件为例：CADAM——由美国洛克希德公司支持的商用软件；CALMA——由美国通用电气公司开发的商用软件；CV——由美国波音公司支持的商用软件；I-DEAS——由美国NASA支持的商用软件；UG——由美国麦道公司开发的商用软件；CATIA——由法国达索公司开发的商用软件；SURF——由德国大众汽车公司开发的自用软件；PDGS——由美国福特汽车公司开发的自用软件；EUCLID——由法国雷诺公司开发的自用软件，后成为商用软件；ANSYS——由JohnSwanson创立，得到西屋核电的大力扶植；NASTRAN——由NASA开发，后成为商业软件等等。因为国外大企业本身就是软件的第一用户，开发人员也大都来自企业本身，对自身的需求十分了解，因此，他们开发的工业软件：1、在需求上不会有较大偏差；2、基本上都是现在企业真实的工况场景中使用，然后不断反馈回来修改意见，让软件快速迭代修改；3、软件发展到一定程度就开始了商业化的进程，专门成立部门或独立出去成为公司，在市场上去摔打拼杀。进入到新世纪以来，硬件价格快速下降，软件开发与调试工具日益增多，软件编程人员喷发式增长，互联网爆发式普及应用等等，基于这些原因，对于工业软件的开发呈现出了百花齐放的态势，工业软件的开发主体也是变化多端：原本是做操作系统软件的企业，如微软公司也开发了微软ERP软件，力图借助系统软件的带动优势在工业软件领域打下一片天地；老牌工业巨头西门子因为十二年前购入了原美国UGS软件公司而一跃成为工业软件巨头；洛克希德·马丁已经成为事实上最大的软件公司；大众汽车公司在今年也宣称要转型成为一家软件公司。笔者总结：国外工业软件开发，一直是以财大气粗的工业巨头为主体按需开发，其它企业为辅助锦上添花，高校往往是以实验室合作为主，为软件验证补充机理模型和输出使用软件的人才，政府角色是选择性资助。四.国内工业软件研发主体与研发形式从上个世纪80年代初期开始，国内逐渐兴起了自主开发工业软件中的基础软件——CAD的高潮。笔者从那时就进入了工业软件行业，以青年教师的身份，参与了国家机械工业部（已解散）和国家科委（今科技部前身）组织的“七五CAD攻关项目”“机械绘图软件项目”等与二维CAD软件有关的开发过程，亲手敲出了几万行工程绘图图形裁剪消隐程序以及软件图形包代码。三十多年前国产CAD软件开发的特点是：1、CAD软件是典型的舶来品，无论是写程序还是阅读技术参考资料，都要求一定的英文能力，因此国内软件开发主体基本上都是高校和科研院所的科研人员，企业基本上不参与软件开发，甚至连使用CAD软件的企业都是凤毛麟角；2、所开发的软件多数是二维CAD，极少数三维CAD，这既因为当时大家普遍的理解与追求是解决工厂急需的精准的、可编辑的工程绘图问题，也因为三维CAD的开发难度较大，需要循序渐进；3、将引进的二维/三维CAD软件进行菜单界面汉化，以便在更好地在企业推广也是一个重要开发方向；4、因为可调用的图形能力（点、线、填充三角形等）等内部显示程序与硬件高度相关，因此软件开发受到了硬件的严重制约，硬件具有什么图形能力，软件才能调用什么图形能力，PC机、苹果机、阿波罗图形工作站彼此不兼容，相互难以移植。当时笔者教研室仅有的一台阿波罗工作站，内存为2MB；5、开发软件的程序语言也以Fortran和C为主力军，这些今天看起来非常古老的程序语言，在软件开发过程中，有很多不好用的地方；6、OT领域的工控软件都是伴随着机器的进口而被封装在设备内部的嵌入式软件，没人敢拆解，事实上也极难破解，因此，工控领域的软件自主开发就更慢了一两拍；7、几乎没有既懂机械设计/制造又懂软件开发的复合型技术人才，因此，参与软件开发的人员就主要来自两个方面，学机械设计/制造的，要恶补C语言、软件工程、计算机曲线曲面等IT技术，而学软件的人，要恶补机械设计/制造、工艺、材料等课程。两个方向“转型”的绝大多数结果是，从机到软，大多成功，从软到机，基本难产。历史就是这么有意思，直到今天，这一幕还在重复上演——搞IT的，难以进入制造业，而搞制造的，相对容易改行入IT。8、政府部门牵头指导。在国家机械部和科委两个部委的支持下，高大上的CIMS项目以及接地气的“甩图版”“甩图纸”“甩账表”项目曾经如火如荼地进行。一大批国产工业软件如CAD、CAE、CAM、ERP等也一度崭露头角。“甩图板”是指企业应用二维CAD技术而将千千万万的设计人员和描图员从繁重的体力劳动中解放出来。“甩图纸”指以三维产品模型为核心，集产品设计、分析仿真、工艺规划、数控加工以及质量检测的集成技术的应用，实现设计制造的一体化。推进三维CAD的普及应用。“甩账表”是针对企业内部生产、销售、成本、采购等业务提高数字化经营管理水平的需求，实现企业信息流/物流/资金流及经营管理业务的集成应用。“三甩”前后，国外工业软件已经开始大举进入中国，由于国内工业软件的决策者大都不了解软件研发规律，并没有把工业软件开发作为国之重器来予以政策上的考虑（实际上今天也没有清醒认识！），“863”专家组基本上由来自高校的专家学者主导，国产工业软件功能改善缓慢，技术上跟不上国际发展潮流，国外软件盗版横行，国外软件迅速推广普及等多种综合原因，国内工业软件进入本世纪后开始走下坡路。由于国内自主开发的工业软件第一用户往往是高校和科研院所自己，企业从开始不会使用、不愿意使用（因为不是按照他们的需求开发），到后来不想使用（因为更好用的国外软件都进来了），国产软件逐渐失去了企业市场，被国外软件排挤到难以生存的边缘，仅仅靠着每年“跑部钱进”，从国家“863项目”中拿一点钱来养活自己。时至今日，从上个世纪80年代成立的一大批国产软件公司几乎没剩几家，90年代成立的公司能活到今天都非常不易。国内有关管理层不懂软件开发与投资规律，软件投资力度普遍是“撒胡椒面”，软件研发和使用人员的技术底蕴普遍比较低，软件开发普遍缺乏顶层架构设计和方法论，在数次的技术升级过程中跟随较慢或者没有跟上，国外公司放任软件盗版而国内有关部门打击盗版不利，缺乏企业作为国产软件的铁杆用户，国内企业普遍缺乏技术积累等等，都是制约国产软件发展的重要因素。如果说最重要的影响因素，笔者认为有两点：没有铁杆企业用户的拥趸和真实使用场景的验证，就没有反复的软件迭代、算法改进和技术升级，是国产软件的自身硬伤。另外国内有关管理层不懂软件开发与投资规律，缺乏对工业软件重要性的认知，一直把工业软件混同于IT软件，是国产软件的外部硬伤。这两个硬伤叠加在一起，实在是让软企“伤不起”，国产软件错过了过去三十多年中崛起和发展的最佳时期，让国外工业软件占据了现在国内95%以上的市场。笔者总结：国内工业软件开发，早期以高校为主体（95%放弃或倒闭），企业极少真正参与，政府使劲撒钱呼吁，盗版横行眼睁眼闭，领导犯傻不认软件，开发团队没有头绪，软企求生竞争乏力，至今主体仍不明晰。五.国外工业软件的研发与竞争组合拳开发工业软件，不仅是一项十分烧钱的事情，还要有恰当、精准的竞争策略，需要全面研究和平衡考虑国家、组织、工企、软企、高校、研所、合作伙伴、竞争对手等不同利益攸关方。国外工业软件采取过如下竞争举措。（1）国家专项经费支持如前面提及，国外工业软件从诞生到发展壮大，在其关键成长过程中都得到了官方机构的扶持或政府基金注入，如NASTRAN、I-DEAS等著名CAE软件最初皆由美国国家宇航局（NASA）开发和资助。对于国家急需的工业软件，美国政府也毫不吝啬，例如直接给著名的EDA软件Synopsys资助610万美元。南山书院林雪萍院长经过大量分析后指出：“美国政府通过国家战略投资计划投资了众多科学计算基础设施，实施了大量产业培育举措，这是CAE产业最早在美国得到蓬勃发展的一个重要因素。在国家战略层面，美国也确实是把科学计算和建模仿真作为服务于国家利益的关键技术，从未停止过投资。”（2）企业自主滚动研发国外软企通常每年都拿出不菲的资金，少则上千万美元，多则几亿美元，用于软件的技术更新与功能升级。以CAE软件为例，国内软件业界资深专家陆仲绩曾说“没有与众不同的核心技术，就难以体现出价值的。对于工业软件中不仅要有熟悉的行业背景，CAE更要求有各种实践经验和大量隐性的知识和判断。这个投入是天量的，全球最大的CAE厂商ANSYS每年的研发投入在3亿美元左右，也就是每年投入20亿人民币。每年循环，持续如此。”中国政府每年投资于工业软件的专项费用，也不过是几亿人民币或更少，还要分配给直接拿钱（不太能成事的）政府事业单位，以及为了抢到这些经费而激烈竞争的众多国内软企，这就是笔者前面提到的政府“撒（胡椒面）钱”模式。（3）市场并购技术互补世界上没有任何工业软件公司的解决方案能够覆盖企业的所有应用。而且，开发、打磨好一款优秀的工业软件的过程非常漫长，因此，当大型工业软件企业发现了具有互补性的特色软件时，往往采取并购的方式收入麾下。例如：2005年达索公司收购CAE软件Abacus，补齐了在CAE软件方面的不足，创建了自己的SIMULIA仿真品牌。2013年PTC收购了物联网平台ThingWorx，实现了广泛的机器设备连接，建立多种工业APP，率先转型到工业互联网领域。2016年西门子以45亿美元收购了全球三大EDA软件之一的明导（MentorGraphics）软件，形成了机械电子并举的解决方案。仅仅考察CAE软件并购历史，就会看到一幅令人眼花缭乱的CAE软件家谱图。如图1所示。图1 一张图看懂CAE软件家谱（图片来源：http://www.iworkstation.com.cn/portal.php）至于其他国外软件企业的并购案例则是层出不穷，不再详述。（4）为高校无偿捐赠软件笔者在EDSPLM Solutions中国公司任汽车市场总监时，就曾经做过若干个由总部核准的“高校合作伙伴项目（APP-AcademicPartnership Program）”，即选择车辆与机械专业领先的工科高校，如清华大学、上海交大、同济大学、北京理工大学、湖南大学等，每校都获赠数百套工业软件（如UG、I-DEAS、Solidedge、TeamCenter、iMAN、Imageware、Tecnomatix等），每校的软件报价都在1亿几千万美元规模。用这些高端成熟的工业软件培养出来的工科人才，必定是熟悉这些软件的人才。长久来看，软企和高校最终双双获益，携手共赢。（5）工业巨擘引领工软创新2007年5月德国西门子股份公司以35亿美元完成了对美国UGS公司的收购，以一个近乎完美的大手笔，让西门子公司从一个工业公司一跃变成了世界领先的工业软件公司。更进一步，在前不久西门子公司发布了最新的工业软件产品组合Xcelerator，整个组合中包含产品生命周期管理PLM软件、应用程序生命周期管理ALM软件、制造运营管理MOM软件、电子设计自动化EDA软件，以及工业物联网平台MindSphere的低层支撑和上层的SaaS应用。一个历史上最大的工业软件生态平台诞生了。这又是一次工业软件能力与分类的巨大创新。笔者总结：政府不撒钱而精准支持，软企依托市场的精准并购和自主滚动研发，放眼长线高校育人，工业巨擘创新引领，都是工业软件发展的竞争组合拳。在这些令人眼花缭乱的组合拳面前，我们的行政决策者和软企，都还是初段选手。六.小结完成工业化的国家，不一定都能开发出优秀的工业软件，但是没有完成工业化的国家是肯定没有优秀的工业软件。中国没有完成工业化进程，中国的工业软件，也错过了有机会追赶的窗口期。因此，只能走“工业技术软件化”这一条尚能奋起追赶的艰难道路。国外工业软件开发，一直是以财大气粗的工业巨头为主体按需开发，高校往往是以实验室合作为主，政府角色是选择性资助。国内工业软件开发，早期以高校为主体，企业极少真正参与，政府使劲撒钱呼吁，盗版横行眼睁眼闭，软企求生竞争乏力，至今主体仍不明晰。中国工业企业积极参与软件研发与迭代更新是工业软件崛起的重要因素。路子不对，起点较低，领导不懂，政策不灵，是过去中国工业软件三十多年的真实写照。直到今天，贸易鏖战，芯片断供，工软卡脖，行业告急，才让某些决策者忽然对工业软件有了一点点清醒认识。如果这点认识能不断加深，政策环境能不断向好，幸哉！中国工业软件！【作者简介】赵敏——走向智能研究院执行院长，中国发明协会常务理事，创新方法研究会常务理事，英诺维盛公司总经理。国内著名两化融合/智能制造/工业互联网/工业软件专家，U-TRIZ创始人。正高级工程师。36年来一直致力于企业如何实现创新、转型的研究与实践，在国内外媒体和国际国内学术会议发表文章和论文百余篇，为企业解决200多技术难题。著有《创新的方法》、《TRIZ入门及实践》、《知识工程与创新》、《TRIZ进阶及实战》、《三体智能革命》、《智能制造术语解读》、《机·智：从数字化车间走向智能制造》等专著、合著。【版权声明】本文原创作者赵敏先生，享有全部著作权。由公众号 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在之前的文章中我提到过，大型工业软件是实现制造业运行优化和全流程整合的核心软件，是高端装备制造中产品设计、数据集成、生产加工和质量管控的重要基础和不可或缺的工具。在现有的三大类工业软件（即流程管理软件、专业设计、仿真软件和嵌入式软件）中，针对特定物理、生产场景的设计、仿真软件是工业软件的核心，其技术程度以及在行业中的使用成熟度最能代表一个国家工业本身的发展程度。工业研发和设计领域最为重要CAD（计算机辅助设计）和CAE（计算机辅助工程）技术，现阶段已然成为中国信息化最熟悉却最“瘸腿”的工业发展领域，特别是在数字建模与仿真领域，跟国外工业软件相比，国内技术的发展可以说是不值一提。我国的自主工业软件从最开始的萌发，到后期被忽略，再到被国外同类型软件边缘化或逼出市场，也无非就是上世纪90年代至今这30年的时间。那么一个关键的问题就出来了，为什么在工业设计、仿真软件上我们就做不好呢？是因为我们的软件性能不佳？还是说我们的软件不被行业认可？原因在哪？我想通过这个文章来仔细梳理一下。首先我想说一个常被大家忽视的问题：一个产品要想成为真正的商品，必须具备两个特质（二者缺一不可），即产品本身的功能特性（满足客户需求）和一套行之有效的产品营销的商业模式。在经济学这个领域里，不管是学者还是企业家，关注更多的往往是所谓的商业模式，就是公司通过什么途径和方式来赚钱。一定程度上讲，广义的商业模式其实本身包括了产品的功能特性，因为所有的营销策略必然会和产品本身的功效和特性结合在一起，要不然就是无本之木、无源之水。但是在这里，针对工业设计、仿真软件，我刻意将产品功能和商业模式分割开来，目的是为了突出其本身所蕴含的价值特性。工业软件，特别是仿真软件，其中蕴含了大量的、深程度层次的物理和数学原理，在一定程度上反映了人们对于世界的认知和把握程度，从这个角度来说，工业软件代表的意义高于一般产品。其实工业设计和仿真软件很形象地代表了“科学技术是第一生产力”这个描述，我们用这些已经把“科学”固化了的设计、仿真软件来创造新的产品，本身就是对人类创造力最形象和具体的诠释。但是不管怎样，工业软件也是一个产品，要想成为商品，让客户愿意付费，就必须具备那两个特质——满足需求的功效和成功的商业模式推广。现在反过头来看我国的自主工业软件，从整个行业来讲，其实并没有出现非常成功的典范，尤其在仿真模拟软件这一个领域中，我国现阶段的国际竞争力几乎为零，这是一个很尴尬的现状。那么原因到底在哪呢？01 工业软件的主要商业模式先分析一下我们现有的自主工业软件发展的历程和商业模式。在我国，从事工业软件开发的公司，或者说想开展工业软件产学研转化的高校和研究所，都在遵循一条路径，那就是照搬国外。国外的模式整体上讲有两种：第一种：高校、研究所的某个课题组产生新技术，借助孵化器或外部资本将该技术产业化，通过和产业用户不断交流、收集反馈，最终成为一个产品，然后推向大规模市场，在此过程中，开展技术产业转化的项目组也逐渐变成了公司，直到最后独立运作。这方面典型的案例有如德国、美国的一些高科技公司，感兴趣的读者可以查阅斯坦福大学产学研转化的成功模式。对于这种模式，除了技术本身以外，其实最关键的是孵化器和外部资本干预的有效性。而孵化器或外部资本能够带来的资金只是一方面，他们能够给初期技术产品提供测试应用渠道才是这些技术能够实现产业转化的最关键因素，因为这种用户测试、试用、反馈到产品升级是一个非常长期的过程，没有有效的商业化运作（恰好又不是技术人员最擅长的），这些技术产品不可能“撑”到最后。第二种模式比较特殊：一些实业起家，有远见的公司实现资本自由之后，在本身需求的驱动下，在企业内部会成立软件部门，将实业产品的盈利不断投入与之相关的工业软件产品的开发中。这其实是一个类似“计划经济”的产品体系，实业部分为了提高生产效率，需要专门的软件做支撑；而软件开发出来后可以直接在这些企业内部得到使用和正向意见反馈，从而不断迭代，最终产生完全适应工业生产的软件产品。这种模式的典型在法国，他们在工业软件方面对人才的培养机制和其他国家有本质区别，一般来说，法国培养工业软件人才的学校是工程师学校，这些学校和一般大学不同，人才体系特殊。而且这些老牌学院本身隶属国防部，与大企业同气连枝，也就是说，这些人才（或者我们叫专才）从一开始就是被专门朝着一些特定的方向去培养的。这种模式总结下来就是：产业提供足够的钱培养“专才”，不惜时间代价来做工业软件。那何愁没有最优秀的产品呢？这两种模式中，被国人广泛学习的是第一种。事实上，从国家到地方政策，包括在产学研转化的思路上，我们都很贴合这种模式，但是我们在实施的过程中存在两个最关键的软肋，直接导致了最终工业仿真软件难以成形。第一个问题，我在之前的文章《自主工业软件发展的硬伤和振兴方略》中比较详细地讲过，那就是现有的高校、研究所很难开发出有国际竞争力的算法求解器，这主要受制于其本身的考核、评价体系。对于很多的世界性难题，比如开发大紊流流体力学模拟算法，大部分的高校、研究所的课题组往往只是在一个很窄的领域上有一点点突破，但是在整体的算法开发和实际应用上却差得非常远。因为开发一个有国际竞争力、能够真正用在实际产业中的流动求解器需要长时间的投入、研究和不断打磨，而在现有的考核、激励机制下，这种长时间的投入和“默默无闻”是大部分高校、研究所科研人员消耗不起的。因此，和国际最先进的算法求解器相比，我们在“计算能力”上就差了一大截，基因就有缺陷。第二，我国的孵化器和外部资本在很长一段时间内并不看好工业软件，觉得这个领域的技术不靠谱、周期长，很少有直觉敏锐之士能嗅得到其中潜在的价值和商业前景，“后知后觉”其实能很好地形容我国现有的孵化器和外部资本的素质。毕竟，真正有能力看得远的人又有多少呢？当然，我们不能苛求商业资本，因为追求经济价值是所有经济体的共同特质，这无可厚非。好的一面是，现在国家对工业软件的认识越来越清晰，对工业软件重要性的梳理也越来越明确，这直接引发了孵化器、产业资本的另一轮思考。02 还有机会与国外软件竞争吗？我们反过头来看国外的商业软件在我国的推广和使用情况。我和很多做自主工业软件的企业主都做过交流，大家无一例外地都在抱怨：抱怨国外工业软件推广、销售得好，自己做的软件推广、销售难。观点集中在两方面：第一，除去一些很具体的应用场景，我们的软件在功能上跟国外软件相比差很多；第二，国家对自主工业软件的支持不够。有时大家甚至恨不得国家直接把这些国外商业软件都赶出去，让所有之前用国外软件的企业都改用我们自己的软件。但是，真的把这些国外软件都赶出去了，我们就能做好吗？实事求是地说，这些国外商业软件在我国的推广真的那么好吗？我们真的一点见缝插针的机会都没有吗？当然不是。我拿压铸CAE软件为例。压铸，这是一个已经非常具体的应用场景了，但即便是这样，所有的国外商业软件加起来，每年在中国的销售额也只是占据了不到2%的市场需求。中国上万家压铸企业，上万家模具企业中，98%根本就没有为这些国外软件买单。从这个角度来讲，这些国外软件在中国的商业模式——至少从软件售卖的角度讲，其实是很失败的。一个产品，在市场中只占到了1%～2%的体量，如何能说是成功的呢？如果说，在我国，这些国外软件的所谓商业模式是失败的，那么是不是意味着这是我们自己的机会呢？现在我们自主工业软件开发的一个很大问题，是企业没有创新能力，不去想办法从市场的角度攻坚克难，争取主导，而是都在找捷径，找补贴，这绝不是一个成熟的市场化运作的思路。中国是全世界最大的工业市场，这里面有很多的需求（包括工业软件的需求）都没有被满足，那么我们是不是应该从更具“中国特色”这个角度去思考？是不是应该琢磨一下如何把这么大的市场拿下来并付诸行动？整天想着如何跟国外那些成熟商业软件抢占那仅存的一点所谓成熟的市场，恐怕并不是明智的。从这些分析和思考来看，我个人觉得照搬国外现有工业软件的商业模式在国内是行不通的，需要创新。创新不光是指算法、求解器内核的突破，形成世界竞争力，这些固然重要，但想要让产品变成商品，更重要的是在商业模式上创新，敢于摸索、敢为天下先！所有的创新都不是所谓的有组织地规划“不同”，也不是整天怨天尤人和纸上谈兵，而是在不断实践摸索中的“顿悟”和“灵机一动”。那么，什么才是现阶段我国自主工业软件最好的商业模式呢？我不敢说有这么一种通用的思路，但是，一定要在实际的市场中不断吸收反馈，不断总结和调整才能形成一条行之有效的商业策略和营销模式。不管是细分行业、提供高质量的服务也好，还是形成整体解决方案也罢，不管是先攻头部客户形成标杆，还是先从小客户做起，步步为营，还是两手都抓，不管是什么，在推广阶段，我们都要尽可能提高产品质量，采用各种方式吸引行业的关注和用户的不断使用，只有用户真正认为产品能够为他们解决问题，能够带来价值的时候，才能真正实现转化。要牢记一点，我们正在进行一个商业行为，应该接受最苛刻的商业考核，这是每个伟大企业都必须经历的关键一步，而在这个期间，所有的“学费”和“投入”都是必要的，是艰难但也值得的。作者：郭志鹏毕业于清华大学（本、博），牛津大学、英国皇家学会研究会员，长期从事数字化工业方面的研究，包括高性能算法、高能X射线检测、图像处理以及相关工业领域的材料和核心工艺开发等，立志创造有国际竞争力的自主化CAE软件，摆脱国际垄断，提升和振兴民族工业水平。

如需报告请登录【未来智库】。1、工业软件：中国制造升级的“利刃”1.1. 工业软件：制造业的信息化的核心 工业软件可以认为是应用程序，过程，方法和功能的集合，在工业领域实现信息化赋能，实现工业产品研发、设计、生产、数据收集和信息管理等，应用于航天、能源、电力、建筑、矿业、纺织、化工、食品、电子等各类制造业。工业软件是伴随计算机性能提升而演化出的工业制造领域的信息化承载，能够有效降低工业生产成本并提升生产效率。工业软件是联系传统工业生产与现代信息化的纽带。传统工业设计、生产高度依赖人力，效率低下。从设计层面来看，传统的尺规作图和实验测量是工业品研发设计环节的主要手段；从管理层面来看，以主观的计划方式进行供料、生产的相关规划。工业软件充分吸收现代软硬件信息技术，利用信息化手段将传统的设计及管理环节进行标准化处理，提高整体工业生产效率。工业软件是智能制造的承载，已深度融入工业设计及制造流程。在制造业逐步转型升级的大背景下，工业软件的重要程度不断提升，已经成为体现产品差异化的关键因素之一。工业软件的应用贯穿制造业整个价值链，从研发、工艺、制造、采购、营销、物流供应链到服务；从车间层的生产控制到企业运营；从企业内部到外部，实现与客户、供应商和合作伙伴的互联和供应链协同，企业所有的经营活动都离不开工业软件的全面应用。以西门子、通用电气为代表的全球制造业巨头持续加大对工业软件的投入，并展开了依托于工业软件的工业互联网、数字化工厂等革新性项目。工业软件是工业互联网基础设施上的重要内涵。工业互联网是互联网在工业场景下的延伸，目的是构建高效的工业系统专属网络以便于实现工业系统在流程控制、数据收集等方面的传输需求。工业互联网是新一代信息技术与工业经济深度融合的全新经济生态、关键基础设施和新型应用模式，通过人、机、物的全面互联，实现全要素、全产业链、全价值链的全面连接，将推动形成全新的生产制造和服务体系。在工业互联网已搭建的包含工业云、边缘设备、传感器等的硬件网络设施基础上，传统的工业软件将随之迁移，并与新型工业互联网平台衔接融合，从而构建涵盖研发设计、生产执行、经营管理等功能的综合工业信息化系统应用。工业软件是工业互联网产业规模扩张的核心驱动力之一。国务院于 2017 年底发布《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》，形成我国工业互联网创新发展的顶层设计。根据中国信通院的相关统计及测算，我国工业互联网 2018 年、2019 年产业经济增加值规模分别为 1.42 万亿元、2.13 万亿元，同比分别增长 55.7%、47.3%，占 GDP 比重分别为 1.5%、2.2%。其中，工业互联网核心产业 2018 年、2019 年增加值规模为 4386 亿元、5361 亿元。工业互联网平台与工业软件作为五大类核心产业之一，是工业互联网核心产业增长的主要驱动力量。根据国家统计局数据及中国信通院相关测算，工业互联网平台与工业软件在 2019 年占工业互联网核心产业存量规模的比重为 46.4%，充分表明工业软件在工业互联网产业中的重要性。工业软件是工业 APP 的核心。工业 APP 是伴随工业互联网发展起来的概念，主要指工业软件及相关配套软件在云端及边缘端的部署版本。包括 CAX、PLM、MES 等在内的各类工业软件往往客户端较重，常基于 PC 或服务器进行配臵，而工业 APP 更多是相关工业软件的轻量化版本。同时，工业 APP 为实现整套工业互联网系统信息化生产管理的赋能，往往也包含 OA、传统管理软件等非工业软件范畴的应用，本质上是以工业软件为核心的云端及边缘端软件组合的超集。1.2. 工业软件市场：增长强劲，空间广阔 全球工业软件市场规模庞大，我国工业软件市场高速发展。全球工业软件市场规模由 2012年的 2850 亿美元增长至 2018 年的 3893 亿美元，年复合增长率为 5.34%，整体规模庞大，。相比之下，2019 年我国工业软件市场规模仅为 1720 亿元，体量不到全球市场 10%，成长空间广阔。我国工业软件市场规模 2012-2019 年复合增长率达到 20.34%，增速强劲。在中国制造逐步向高端制造迈进的道路上，我国工业软件市场有望持续保持高速增长的势头。政策层面：全球“群雄逐鹿”新工业化。自 2009 年起，以美国为代表的发达国家逐步提出新工业化相关战略，以摆脱“工业空心化”现象，并实现产业升级。其中，效率提升、降低人力需求是其核心目标的一部分，而工业软件是落实以上目标的重要工具。产业层面：软件数字化设计已融入现代制造业骨髓。在现代生产制造流程中，CAD、CAE、CAM 等设计工具已获得充分利用，在图纸绘制及工件建模，产品性能交叉验证等环节发挥充分作用。同时，数字化平台是工业互联网及智能制造的地基，在中国制造逐步走向数字化的背景下，相关软件不可或缺。1.3. 工业软件分类：设计软件、平台软件与专项软件 工业软件本身是一类涉及工业设计、制造及管理等的相关软件统称，因工业生产链条绵长、应用场景分化，工业软件产品整体格局较为分散。如波音公司飞机生产设计涉及到近千款软件。受以上特性影响，工业软件尚未形成在业界统一的分类方式和分类原则。根据工业软件的应用层级及产品通用性，我们将工业软件划分为设计软件、平台软件、专项软件。设计软件：设计软件指工业软件中面向工业品研发、设计、加工的基础软件。设计软件是整个工业软件体系的基石，往往直接与科研人员、工程师对接。具体而言，设计软件针对面向设计环节的不同，可以分为 CAD（几何设计）、CAE（物理设计）、CAM（制造设计）。平台软件：平台软件指工业软件中面向整个工业生产流程中研发、采购、制造等环节的综合管理软件，可以粗略地理解为面向工业领域的“专业 ERP”。平台软件是整个工业软件体系的统筹管理平台，主要面向企业的管理者、经营策划者及各生产部门综合呈报者，并与具体的生产物料、加工制造等底层软硬件设备进行对接。平台软件针对在生产流程中定位的不同，可分为 PLM（产品生命周期管理）、MES（产品制造流程管理）。专项软件：专项软件指工业软件中面向具体工业细分领域的专项设计及管理软件。常见的工业软件如 CAD、CAE、PLM 均为面向全行业的通用化软件，而面向特定工业细分领域，部分软件厂商在已有的通用性软件基础上衍生出专业性软件分支，因此我们将其归纳为“专项软件”。目前，建筑与电子两大领域均存在专项工业软件，分别为 BIM（建筑信息化）、EDA（电子设计自动化）。2. 设计软件2.1. CAD：图纸设计 CAD 全称为 Computer Aided Design，即计算机辅助设计。CAD 利用计算机软件制作并模拟实物设计，展现新开发商品的外型、结构、色彩、质感等特色的过程。随着技术的不断发展，CAD 不仅仅适用于工业，还被广泛运用于平面印刷出版等诸多领域，近期更是与 3D 打印等创新技术相结合。提高工程制图效率，释放工程师双手。传统的工程制图是一项较为复杂、耗时的工程设计环节，工程师往往需要利用绘图板及各类尺规工具手动制图。工程制图要求较为苛刻，加之手动制图难于修改的特点，工程制图在传统工业设计中往往消耗工程师大量的时间和精力。CAD 通过计算机标准化制图，大幅提升工业生产中工程制图环节的效率，目前已被广泛应用于制造业。2.2. CAE：物理设计 CAE 全称为 Computer Aided Engineering，即计算机辅助工程。CAE 软件主要用于模拟分析、验证和改善设计。近年来，电脑运算能力持续提升，CAD 三维化快速发展，CAE 被逐步应用在实际工程设计中。与 CAD 相比，CAE 软件开发需要更多数学、物理相关知识。随着 5G、航空航天及汽车等高端制造业的发展，CAE 仿真技术正在成为数字空间和物理世界融合最重要的工具。实验对时间、人力、财力的消耗催生了对软件仿真的相关需求。CAE 通过仿真技术去模拟真实物理实验，通过反馈的数据对原设计或模型进行反复修正，以达到最佳效果。CAE 所带来的核心变革是在产品生命周期的各个阶段持续利用仿真技术对原有的实验性测试进行替代。从早期设计阶段直到产品的现场使用阶段，设计人员能够随时运用仿真技术，详细的仿真分析可以节省大量设计及研发成本并提升设计效率。具体表现在：（1）早期概念阶段：设计人员可以利用 CAE 仿真技术测试初始概念并寻求初始参数的最佳解，从而获得可靠的初步设计方案；（2）产品建模阶段：设计人员可以通过 CAE 仿真技术对模型形态及效果进行观测，从而对模型进行不断改进；（3）产品制造阶段：以 3D 打印为代表的增材制造与 CAE 仿真技术的结合将有助于确保成品拥有最佳形状，同时确保精确度、低成本以及随着时间推移而具有一致性；（4）产品使用阶段：设计师可以使用 CAE 仿真技术对产品的压力、使用时间进行分析测算产品的抗压性或使用寿命等重要性能。2.3. CAM：加工设计 CAM 全称为 Computer-aided manufacturing，即计算机辅助制造。当产品设计已完成 CAD、CAE 及相关理论及实验相关验证后，即进入制造环节。在数字化生产的大背景下，CAM 可直接利用签署环节生成的三维模型用于生成驱动数字控制机床的计算机数控代码，包括选择工具的类型、加工过程以及加工路径。CAM 是与制造环节最为接近的软件，并具备一定的软硬结合特征。与几何模型的数据交互是 CAM 核心之一。在部分应用中，CAM 与 CAD 实现集成，如MASTERCAM 等。CAM 软件的核心技术之一是要解决 CAD 数据交换的问题，因为生成数据的 CAD 系统就像文字处理软件那些经常按照它自己的专有格式保存数据。通过读取 CAD几何模型或自行建模，CAM 将输出数控加工制造设备所需的代码程序，并使用直接数字控制（DNC）程序将它传送到加工机控制器上，或通过在插入加工机控制器所配臵的存储卡插槽中让控制器读取。2.4. 设计软件的发展现状及产业特点 2.4.1. 工业基础设计软件特性 产业在曲折中前进，或将迎来重要拐点。根据国家工信部运行监测协调局与中国电子信息产业统计年鉴公布的数据，我国研发设计类工业软件产品发展速度高于整体行业增速。2012至 2017 年，研发设计类工业软件收入年复合增长率为 26.75%，2017 年整体市场规模达到316 亿元。工业基础设计软件仍在曲折中前进，早期体量有限，在 2018 年后外部不确定性加剧后，国产工业基础设计软件或将迎来拐点。中小工业软件团队林立，“in-house”模式在业内并不少见。工业基础设计软件中有大量面向细分工业应用场景的小微型软件产品，并已运营多年。例如，美国 Los Alamos、Oak Ridge、Sandia 等国家实验室内部具有大量的工业软件研发团队。同时，以国际上西门子、波音等为代表与国内以航天科工集团、中国船舶工业集团为代表的大型制造业均保有一定量的企业内部工业设计软件。这些工业软件研发团队或通过国家科研经费输血，或通过大型企业内部哺育，以“in-house”的内部发行模式存在，完成科研院所或企业大型项目的相关需求。使用难度较大众软件高，相关培训和解决方案也成为重要盈利途径。工业基础设计软件与通用型软件存在较大差异，在软件使用上对经验存在要求。由于工业基础设计软件面向以工程师为主的专业用户群体，故而往往专注于功能，对图形界面、人机交互等使用性上并未精细打磨，且产品文档往往不够细致。因而，在工业界出现软件使用能力成为工程师核心竞争力之一的现象，而相关培训和解决方案售卖也成为了工业软件企业的盈利途径之一。工业设计软件之间本身具备耦合性，相互之间的兼容性极为重要。CAD、CAE、CAM 之间存在着广泛联系，CAD 所设计的几何模型是 CAE 和 CAM 进行物理仿真和制造加工的基础数据，而伴随后续流程中的反馈，也需要再次对 CAD 几何模型进行迭代式修改。故而，三大工业基础设计软件对数据格式兼容性具备一定要求。既是壁垒也是门槛，工业惯性是工业软件的挑战与机遇。工业惯性是制造业所独有的一种现象，即出于设计习惯、使用习惯等因素的考虑，制造业往往对于新产品、新设计、新工具持保守态度，而对维持原有生产设计流程更为积极，这一现象在航天、核能、军工等对安全性要求较高的领域更为常见。因此，制造业出于工业惯性往往不乐于更换使用中的工业基础设计软件。在这一背景下，工业基础设计软件厂商开拓市场具备一定成本，但一旦成功进入则易于形成竞争壁垒。2.4.2. 三大工业基础设计软件横向对比 横向对比，我们认为 CAD、CAE、CAM 三大工业基础设计软件表现出以下特点：（1）CAD 软件通用性最强，产品最为成熟。CAD 软件是最早诞生的工业软件产品之一，且本身与常规意义的通用软件产品更为接近。CAD 所依托的技术主要来自计算机图形学以及相关的行业应用背景知识，以 AutoCAD、Solidworks 为代表的 CAD 已发展得较为成熟，产品护城河逐步被削弱。（2）CAE 软件最为硬核，产品技术含量最高。CAE 软件本身是数学、物理、计算机的交叉性产品，具备极高的技术含量。由于 CAE 涉及力、热、电、光、磁等多种计算分析，又横跨多个工业应用场景，本身具有一定的分化性。由于部分 CAE 软件的稀缺性，高产品报价极为常见。CAE 对于基础理论有极高的要求，专业人才是其核心，产品本身也仍处于发展演进过程中。（3）CAM 与实际生产最为接近，和硬件产品绑定更为深入。CAM 是伴随数控技术而来的嵌入式软件，与数控机床设备高度相关。部分 CAM 产品与数控机床实现了一体化，故而 CAM的集成值得关注。3. 平台软件3.1. PLM：产品生命周期管理 PLM 全称为 proct lifecycle management，即产品生命周期管理。根据制造业巨头西门子的定义，PLM 是整合大型企业数据、流程、商业系统和人的信息管理系统。PLM 在上世纪八十年代由汽车工业提出，目的在于通过跟踪工业设计及数据收集以降低浪费。PLM 本质上是设计软件、管理软件的集合平台，实现工业产品由原型设计、制造生产、报价管理的产品生命周期全流程一体化解决方案。一个 PLM 系统平台通常包含以下几部分：系统工程（SE）：系统工程专注于满足所有需求，主要是满足客户需求，并通过涉及所有相关学科来协调系统设计过程，其中在 PLM 中的一个重要部分是可靠性工程。产品项目管理（PPM）：专注于管理资源分配，跟踪进度，为正在进行中的新产品开发项目计划。PPM 是一种工具，可帮助管理人员在分配稀缺资源时跟踪新产品的进度并做出权衡决策。产品设计（CAX）：用于针对产品生命周期中的设计环节进行处理，本质上就是被整合到 PLM平台上的设计软件，包括 CAD、CAE、CAM 等。制造流程管理（MPM）：定义如何制造产品的技术和方法的集合，主要用于原材料采购及生产计划制定等。产品数据管理（PDM）：专注于通过产品及服务的开发和使用寿命来捕获和维护有关产品及服务的信息，是 PLM 的重要组成部分。3.2. MES：产品制造流程管理 MES 全称为 Manufacturing execution systems，即制造执行系统。MES 在产品从工单发出到成品完工的过程中，起到传递信息以优化生产活动的作用。在生产过程中，借助实时精确的信息，MES 引导、发起、响应报告生产活动，作出快速的响应以应对变化, 减少无附加价值的生产活动，提高操作及流程的效率。MES 保证了整个企业内部及供应商间生产活动关键任务信息的双向流动。早在九十年代，市场上就产生了一系列具备 MES 雏形的产品。之后，MESA（国际制造企业解决方案协会）正式在 1992 年成立，并提出 11 项功能以定义 MES 范畴。2000 年，ISA（国际自动化协会）提出 ANSI/ISA-95 标准将之与 PRM 进行合并，并在 MES 的基础上进一步提出 MOM（制造运营管理系统），使之包含生产运行、维护运行、质量运行、库存运行四个方面共同服务于企业制造运作全过程，以丰富其内涵。国内市场持续增长，软件许可与服务收入齐头并进。根据 e-works 相关统计，国内 MES 市场在 2014-2018 年保持稳定增长，市场规模增长至 33.91 亿元，复合增速达到 20%。其中，MES 两大领域——实施及服务、软件许可齐头并进，实施及服务在 2018 年市场规模达到20.04 亿元，市场占比为 59.1%，增长 23.9%；软件许可在 2018 年市场规模达到 13.87 亿元，市场占比为 40.9%，增长 19.4%。根据 e-works 预测， MES 市场总体规模在 2020 年有望达到 48.5 亿元。3.3. 平台软件的发展现状及产业特点 3.3.1. 平台类软件三大势力 综合分析市场上各类平台类软件，我们认为平台软件呈现出“三足鼎立”的竞争格局，主要包括：（1）第一极：传统制造业巨头。传统制造业巨头为实现自身产业数字化升级，并对外推广自身数字化解决方案，对作为信息化主要承载的平台软件高度重视。目前，通用电气为推广智慧工厂所设立的子公司 GE Digital 已经推出了自己的 MES 产品 Proficy MES。国际电气制造业巨头 ABB 也推出了自己的 MES 产品 ABB Ability。相比之下，制造业巨头西门子通过多次并购整合推出了 Siemens PLM。国际制造业巨头施耐德电气也于 2017 年通过 5.5 亿英镑反向收购设计软件优质企业 AVEVA，入局 PLM 市场。（2）第二极：工业设计软件龙头。工业基础设计软件作为平台软件的承载，相关厂商同样是该领域的重要参与者，并已有部分厂商展开了平台化软件的延拓。例如，Autodesk 基于自己已有的 CAD 软件经拓展推出了 Autodesk Fusion。国际 CAE 巨头 ANSYS 基于旗下多款仿真软件打造了 ANSYS PLM。（3）第三极：ERP 等管理软件厂商。平台软件作为面向工业研发、设计、制造全流程的工具，具备较强的工程管理属性，因而也吸引了管理软件厂商的参与。全球ERP软件巨头Oracle和 SAP 均推出了平台软件产品。3.3.2. 平台软件的主要特点 通过产业调研，我们认为平台软件表现出以下特点：（1）平台类软件边界定义模糊，多种概念并行推进。平台类软件有三类企业参与，本身具备较大的行业差异，其推出的软件产品往往具有鲜明的阵营属性，如西门子的产品注重与生产制造环节的衔接，ANSYS 的产品注重对设计研发环节的把控，Oracle 的产品则更多从已有的 ERP 管理软件进行工程场景拓展。由于参与主体阵营不同，平台软件往往在不同厂商之间存在定义上的差异，部分功能存在重叠。（2）平台类软件部分体现为整套工业解决方案的打包。由于平台类软件是总括性制造管理平台，底层的工业基础设计软件往往是其组成部分，因此通常以打包售卖的方式对外销售。以 PLM 为代表，部分厂商的产品表现为对以 CAD、CAE 等基础设计软件为主的设计、工程管理软件一体出售。（3）平台类软件对工业体系依托提出一定要求。平台软件是企业信息化转型设计和制造层面的落地。平台类软件直接与各类工业互联网对接，是企业信息化转型落地的主要手段之一。平台类软件由于需要在工业应用场景中实际落地，故而需要和多种工业设备与工程师、生产者协同。因此，具备大型制造企业支撑的平台类软件具备一定的优势。4. 专项软件4.1. BIM：建筑业的信息化“子集” BIM 全称为 Building Information Modeling，即建筑信息建模。BIM 是针对建筑学、工程学及土木工程的新工具，利用数字技术支撑的对建筑环境的生命周期管理。BIM涵盖了几何学、空间关系、地理信息系统、各种建筑组件的性质及数量，可以用来展示整个建筑的产品生命周期，包括了兴建过程及营运过程。提取建筑内材料的信息十分方便，建筑内各个部分、各个系统都可以呈现出来。美国建筑师学会进一步定义 BIM 为一种“结合工程项目信息数据库的模型技术”。它反映了该项技术依靠数据库技术为基础。将来，结构化的文件如规格能够被轻易搜索出来并且符合地区、国家及国际标准。诞生自 IT 产业发展早期，被 Autodesk 发扬光大。BIM 软件最早在 1970 年代末和 1980 年代初就出现，包括一些工作站产品，如 GLIDE，RUCAPS，Sonata 等。2000 年后，Autodesk开始推广结合自身 CAD 产品推出的 BIM 概念，并逐步扩大影响力。根据 Autodesk 定义，BIM 指建筑物在设计和建造过程中，创建和使用的"可计算数字信息"。这些数字信息能够被程序系统自动管理，使得经过这些数字信息所计算出来的各种文件，自动地具有彼此吻合、一致的特性。简而言之，BIM 可以认为是参数化的建筑 3D 几何模型，并包含了所有建筑构件所包含的信息，例如建筑或工程的数据。BIM 能够自动计算出查询者所需要的准确信息，诸如建筑的平面图、立面、剖面、详图、三维立体视图、透视图、材料表或是计算每个房间自然采光的照明效果、所需要的空调通风量、冬、夏季需要的空调电力消耗等等。4.2. EDA：芯片设计的“画图工具” EDA 全称为 Electronic Design Automation，即电子设计自动化。EDA 通过计算机软件来完成超大规模集成电路（VLSI）芯片的功能设计、综合、验证、物理设计等流程的设计。EDA软件可协助工程师实现对逻辑的编译化简、分割、布局和优化，完成电路及性能分析、版图设计等复杂的 IC 分析及设计过程，大幅提升分析效率和设计灵活性。对于超大规模数字电路，相关布线优化、关键基础结构智能识别及处理等功能，可显著提升版图设计效率。EDA 软件重要性持续提升，目前在全球范围内基本形成三巨头并立的局面。在电子设计自动化出现之前，设计人员必须手工完成集成电路的设计、布线等工作。到了 1970 年代中期，在集成电路逐步复杂化的背景下，将整个设计过程自动化，并在 1980 年代逐步通过编程语言来进行芯片设计的新思想。随着计算机仿真技术的发展，设计项目可以在构建实际硬件电路之前进行仿真，芯片布局、布线对人工设计的要求降低，而且软件错误率不断降低。从 1981年开始，电子设计自动化逐渐开始商业化。长期以来，EDA 软件全球市场主要由铿腾电子（Cadence）、新思科技（Synopsys）和明导国际（Mentor Graphics）三家主导。随着半导体第三次产业转移的持续深化，我国 EDA 软件市场逐步被激活，有巨大的提升空间。4.3. 专项软件的发展现状及产业特点 本身处于高度非标准化行业。专项软件多数源自于通用型工业软件，如 CAD、CAE 等，后逐步演变拓展成为独立的专项工业软件产品。专项软件之所以能独立为单独的领域，主要由于建筑业、半导体行业等存在大量与传统制造业研发、生产流程不同之处。由于难以从通用化工业软件直接进行复刻，非标准化行业的工业软件逐步演化为专项工业软件，并实现了基础设计软件与上层平台软件的纵向融合。高护城河保障其稳定经营能力。由于专项软件所面对的行业应用场景具备非标准化特性，其行业解决方案往往具备一定独特性。因此，专项软件在所在领域中体现出高护城河特性，可以有效规避与通用型行业软件进行竞争。行业性利好提供续航动能。专项软件实现了在某一工业应用细分场景的下沉，从而降低了与通用型工业软件市场的共振。因而，除有机会享受工业软件整体的行业性红利外，还有机会在相关行业获得扶植时获得发展机遇。2020 年 7 月 27 日，国务院发布《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》，将有效促进以 EDA 为代表的专项软件发展。5. 我国工业软件之命运：敢问路在何方？5.1. 工业软件：自主化箭在弦上“Matlab 事件”拉响工业软件自主化警报。2020 年 6 月 12 日，包括哈工大、哈工程在内的多所国内著名工科院校被传出禁止使用著名工程软件 MATLAB。我们曾在 2019 年 5 月 26日的报告《开源：免费的午餐？》中详细分析过美国针对开源托管平台出口限制对我国软件产业所带来的潜在影响。本次“MATLAB 禁令”事件是在此基础上，管制进一步向商业软件领域渗透的表现。Matlab 是工业设计及科研活动中极为常见的一款工程软件，“MATLAB 禁令”暴露出了我国制造业及学术界对国外工业软件高度依赖。我们认为，本次“MATLAB 禁令” 事件进一步暴露出了工业软件存在的出口管制风险，为工业软件自主化拉响警报。人民日报发声，彰显工业软件自主化重要性与紧迫性。2020 年 6 月 26 日，人民日报刊文《壮大国产工业软件》，文章指出，我国正加快推动由制造大国向制造强国转变，作为智能制造的关键支撑，工业软件对于推动制造业转型升级具有重要的战略意义，并倡导要壮大国产工业软件。包括 CAD、CAE、CAM 在内的硬核基础软件是工业设计及制造流程中不可或缺的环节，而当下我国相关领域主要由国际工业软件龙头厂商所把持。例如，CAD 市场主要被 Autodesk旗下的 AutoCAD、达索旗下的 Solidworks 占据，CAE 市场中国际巨头 ANSYS 也占有一定的份额。而以“Matlab 禁令”为代表的事件表明硬核基础工业软件在面对外部不确性时存在很大风险，极易形成“卡脖子”局面。我们认为，在外部不确定性持续加剧的背景下，工业软件有望迎来国产化良机：（1）工业软件流通范围狭窄，面临风险大于通用软件。不同于类似于 Office、Photoshop之类的通用软件，工业软件完全面向 B 端制造业用户。同时，由于工业软件细分领域较多，且往往以制造业集团为单位进行采购，所以工业软件本身的传播范围比较狭窄，用户数量相较通用软件更为稀少。考虑到工业软件的使用往往需要配合相关服务，对工业软件的使用进行限制相比通用软件更为易于实现。（2）“一带一路”是中国制造走出去的路径，工业软件的自主化是其推广的保障。我国在 2013年提出“丝绸之路经济带”和“21 世纪海上丝绸之路”，以期逐步加强对外合作，使中国制造走出去。工业软件是现代工业研发、设计、生产的必需品，其软件授权的合法性是对中国制造对外出口规避法律风险的重要因素之一。在面对外部不确定性的背景下，工业软件的自主化能够为中国制造顺利出口解决潜在障碍。5.2. 我国工业软件市场的主要参与者 根据产业调研，我们对现有的国产化工业软件厂商进行了详细梳理，并将其按照设计软件、平台软件、专项软件进行了分类：通过对工业软件国产化厂商的梳理与对比，可以发现我国工业软件市场格局呈现出以下特点：平台软件发展良好：平台软件位于整个工业软件体系的最上层，本质上是对底层设计软件整合后附加流程管理功能的平台系统。由于平台软件与管理软件更为接近，国内相关厂商已具备多年的技术储备，整体国产化程度较好。目前，以宝信软件、鼎捷软件、赛意信息等为代表的国产化厂商已在积极开拓市场。专项软件有所作为：专项软件独立于整个工业软件体系，可以认为是在具体非标准化细分领域的“袖珍版”设计+平台套装。目前，以广联达为代表的国产化厂商已在 BIM 领域形成了竞争优势，并有望在建筑业巨大的体量下获得进一步发展。在我国半导体产业国产化需求激增的背景下，以华大九天、芯愿景为代表的 EDA 厂商也有望迎来历史性机遇。设计软件高度稀缺：设计软件位于整个工业软件体系的最底层，可以认为是工业领域的“基础软件”。设计软件较高的技术难度以及高昂的研发成本限制了国内企业的发展，并为Autodesk、达索、ANSYS 等公司占据市场乃至垄断行业标准带来便利。目前，我国从事CAD/CAE/CAM 等核心设计软件的厂商仍然较为稀缺，中望软件、英特仿真、柏楚电子等少数公司是其中的代表。5.3. 我国工业软件的前进动力 5.3.1. 存量：硬核底层软件国产化越发紧迫 国产化浪潮为工业软件自主化注入强心剂。为保障我国 IT 基础设施的安全性，信创已在党政和重要行业中快速推进。目前，信创主要集中于芯片、存储等硬件基础设施及操作系统、数据库、中间件等基础软件。事实上，面向航空、能源、电力等领域的制造业企业以国有企业为主，而这一群体也同时是工业软件的主要客户群体。在 IT 国产化浪潮下，国产化工业软件有望迎来发展良机。中国制造为工业软件自主化构建战略依托。根据产业调研，工业软件中多个产品呈现出研发投入高、盈利周期长、行业需求分化的特性。因而，庞大的制造业体量是工业软件落地、生存、发展的前提。2018 年，我国工业增加值为 31.71 万亿元，庞大的规模为工业软件国产化发展提供了土壤。相比于国际工业软件巨头的收入体量，国内工业软件厂商具备很大的提升空间。5.3.2. 增量：顶层规划为智能制造产业升级指明方向 中国制造 2025 将近，智能制造需求迫切。2015 年 5 月 19 日，国务院正式发布《中国制造2025》，作为实施制造强国战略的第一个十年行动纲领。《中国制造 2025》提出推进信息化与工业化深度融合，将智能制造作为主攻方向，推进制造过程的智能化转变。目前，时间节点距离第一步“到 2025 年迈入制造强国行列”越来越近。根据工信部《智能制造发展规划（2016-2020 年）》，2015-2022 年，我国智能制造装备销售收入年复合增长率达 21.22%。到 2020 年，产业销售收入将超过 3 万亿元，到 2022 年，产业销售收入将接近 4 万亿元。其中，制造业重点领域企业数字化研发设计工具普及率超过 70%，关键工序数控化率超过50%，数字化车间/智能工厂普及率超过 20%。同时，《智能制造发展规划（2016-2020 年）》专栏 2“智能制造关键共性技术创新方向” 提出，“加快研发智能制造支撑软件，突破计算机辅助类（CAX）软件、基于数据驱动的三维设计与建模软件、数值分析与可视化仿真软件等设计、工艺仿真软件，高安全高可信的嵌入式实时工业操作系统、嵌入式组态软件等工业控制软件，制造执行系统（MES）、企业资源管理软件（ERP）、供应链管理软件（SCM）等业务管理软件，嵌入式数据库系统与实时数据智能处理系统等数据管理软件。到 2020 年，建成较为完善的智能制造技术创新体系，一批关键共性技术实现突破，部分技术达到国际先进水平；核心支撑软件市场满足率超过 30%。”我们认为，伴随着规划期临近以及中国制造 2025 加速冲刺期的到来，国产工业软件进入黄金发展期。在这一过程中，伴随中国制造智能化转型对数据管理需求的提升，平台类软件或最为受益。5.3.3. 变量：互联网是潜在的参与者 互联网公司对进入工业应用领域保持浓厚的兴趣，工业软件是其切入路径之一。2018 年以来，互联网行业已普遍认为进入了下半场，以阿里、腾讯、字节跳动为代表的互联网公司纷纷推出了钉钉、企业微信、飞书等面向 B 端的产品。从国际上看，亚马逊、谷歌、微软等一线公司分别对工业互联网展开布局，包括开发工业物联网应用、收购工业 AI 企业、吸纳了石油天然气与电力领域人才。国内方面，阿里、腾讯、华为等巨头也纷纷依托于自身的云平台展开了对工业互联网业务的布局。通过对工业互联网产业的调研，我们发现以下案例，并认为工业软件可能成为互联网企业进军工业互联网的战略跳板：（1）亚马逊 AWS 推出工业软件能力合作伙伴计划。AWS 工业软件能力合作伙伴计划由 APN咨询和技术合作伙伴组成，可提供支持产品设计、智能工厂、智能产品、制造中的 SAP 和供应链的解决方案。APN咨询合作伙伴为工业企业提供咨询服务，APN技术合作伙伴对 AWS云上的工业软件有着非常深厚的理解。这些 APN 合作伙伴提供的解决方案使流程和离散型制造行业中的公司能够提高产品创新的速度，同时降低生产和运营成本。目前，该计划已包含 Autodesk、西门子等.（2）工业软件巨头 ANSYS 与微软 Azure 云展开合作。国际 CAE 设计软件巨头 ANSYS 在2016 年宣布与与微软 Azure 云展开合作，将其旗下 CFD 软件 Fluent 与微软 Azure 云的大数据计算技术进行结合，从而加快软件的工程问题模拟计算速度。同时，通过软件云化规避掉底层系统所产生的运维问题。（3）国内云平台巨头纷纷展开对工业软件的支持与相关优化。阿里云弹性高性能计算 E-HPC对开源工业软件 OpenFOAM、GROMACS、LAMMPS、WRF 进行了支持。华为鲲鹏云则对气象、制造等近 20 款工业软件提供移植指南及服务。在国内云厂商加快布局工业互联网的背景下，对工业软件的支持是其推广工业互联网的有效手段之一。5.4. 我国工业软件的前景展望 纵向统一整合大势所趋，横向多元合作将长期存在。目前，国内工业软件中小厂商林立的现象仍然存在，而以设计软件为代表的工业软件由于需要保持较高的研发投入，纵向整合是发展壮大的趋势，横向的多元合作将长期存在：（1）参考国外市场，工业软件“自研+并购”纵向整合做大是常态。以 ANSYS、达索为代表的国际工业软件龙头曾多次开展并购，ANSYS 收购了 CFD 领域优质软件项目 FLUENT来巩固自身在 CAE 行业的地位，达索并购了三维设计优质软件项目 Solidworks 以增强自身在 CAD 行业的实力。目前，各类工业软件在各细分领域均存在 1-2 家龙头企业，实现了纵向整合。然而，尽管包括达索、西门子在内的大型企业均尝试实现纵向“自研+并购”打通全产业，至今为止尚未存在一家工业软件龙头公司能够涵盖并制霸横向全部细分领域。（2）纵向整合是市场的自发现象，横向统一则需要一定力量推动。由于以设计软件为主的工业软件往往需要较高的研发投入，如果产品过于专注于某一具体应用场景，相关厂商容易出现经营风险。因此，纵向收购往往是大量中小团队在面临经营困难时所面临的必然选择。然而，一旦细分领域出现龙头，则可以保证其盈利能力。鉴于工业软件各细分领域的强壁垒特性，若有厂商需要实现横向全领域纵向打通，则需要投入较大的财力和时间。6. 投资建议（详见报告原文）“Matlab 事件”拉响工业软件“卡脖子”的警报，自主可控箭在弦上。人民日报发声，彰显工业软件自主化的重要性与紧迫性。在外部不确定性加大的背景下，工业软件迎来历史性发展机遇。……（报告观点属于原作者，仅供参考。报告来源：安信证券）如需报告原文档请登录【未来智库】。

随着新基建、工业4.0政策的推进，工业软件作为工业制造的基础，在这次产业升级的浪潮中获得了高速发展的市场空间。据统计，2019年国内工业软件市场规模达到了2000亿元左右规模，未来几年市场增速将维持在16%左右，超越全球工业软件市场增速3倍以上。研发设计类作为难度最高的工业软件细分领域，随着我国近几年航空航天、生物医药、汽车交通、集成电路等高端制造的兴起受到了高度重视。然而，与欧美长达数百年的工业经验相比，国产厂商不仅面临着海外巨头近乎垄断的市场竞争，还要奋力突破现有的技术瓶颈，寻找新的增长引擎。工业互联网提供新机遇，高端制造成为最强推力工业互联网的兴起为工业软件提供了新的平台，这是工业软件遇到的第二次历史机遇。实际上，我国工业软件的首次“春天”出现在上世纪八十年代，却在短暂的发展后进入了十多年的蛰伏期。在“863”计划中，国家政策曾明确表示对工业软件的扶持，此后国内企业、高效、科研院所一度掀起工业软件研发热潮。沿着“引进-吸收-模仿”的路线，上世纪90年代便出现了像开目CAD、浙大大天CAD、高华CAD、山大华天等，并且在技术难度较高的三维CAD领域也诞生过北航熊猫CAD系统这样的优秀产品。进入二十一世纪后，随着中国加大对外开放的力度，大量外资企业进入中国市场，对本土这些尚未站稳脚跟的公司形成冲击，与此同时，国内制造业进入前所未有的鼎盛时期，这使得行业内大量资源及人才转向了制造业，工业软件的发展进入停滞状态，相关投资也几乎断档。调查统计显示，2001-2015年，我国对三维CAD/CAE等核心工业软件研发的投入强度不足2亿元，对比全球最大的仿真软件公司Ansys，2016年在研发的投入强度为3.5亿美元，大约为20亿人民币。为什么说工业互联网是工业软件的第二次机遇，这次机遇能否对工业软件产生持续的利好？我们要从产业基础、行业内外部环境来综合分析。工业软件成为工业互联的基本前提首先从产品本质上看，工业软件的作用是将工业知识软件化，并且参与到产品的全生命周期当中。在工业互联网的大趋势下，工业软件成为保证信息数据互联、设备互联、生产流程互联的基本前提之一，促使企业加强对于MES、SCADA、PDM 等为代表的工业软件的重视，用以提高生产力、优化资源管理配置、减少生产浪费。根据工信部发布的数据显示，2018年中国工业互联网市场规模突破5000亿元。前瞻产业研究院测算2019年中国工业互联网市场规模已达到6110亿元，未来五年(2020-2025)年均复合增长率约为13%。在新基建政策的推动下，市场空间有望加速，预计在2025年中国工业互联网市场规模有望突破1.2万亿元，这为工业软件提供了广阔的应用空间。中国占全球工业体量第一，孵化千亿元工业软件市场工业软件的发展说到底要建立在工业基础之上。那么我们来观察一下国内制造业近几年的发展趋势。在改革开放后，中国仅用了40年时间就建立起世界上门类最为齐全的现代工业体系，并且2010年后中国的工业体量长期稳居全球第一。到2019 年，我国工业增加值占全球比例达到 24.06%， 占国内 GDP 比例达到 38.97%。这与上世纪八十年代到二十一世纪初期的国内工业环境相比，已经发生了巨大变化。过去制造业与工业软件之间资源配置失衡的情况不复存在，而是形成了制造业拉动工业软件需求增加的格局。工业和信息化部调查显示，2016年-2019年我国工业软件产业发展增速保持在15%-20%，远高于全球市场5%左右的增速；2019年，工业软件产品实现收入1720亿元，2020年预计将突破2000亿元。制造业转型升级，研发设计类工业软件成亟需尽管中国工业体量已经占据全球最高比重，但我国工业大而不强的情况依旧存在——在关键器件与核心技术上处于绝对劣势，高附加值产品设计生产能力不足，工业企业利润率低。例如2019 年工业富联净利率仅 4.55%（对比苹果净利率 21.25%）；浪潮信息净利率仅 1.85%（对比 intel 净利率 29.72%）； 2019 年我国工业企业整体净利率仅 5.86%。高产值低利润、高端制造匮乏是目前我国制造业急需解决的问题。因此，伴随供给侧结构性改革的推进，以航空航天、汽车、高端装备、生物医药为代表的高技术制造业在近几年出现强势增长，从2015年的11.8%增加至2019年的14.4%（见下图），其产业增加值增速始终高于规模以上工业平均增速。而工业4.0则是将智能制造与国产化推向了顶峰，软件作为智能的载体，也获得了前所未有的扶持力度。2020年8 月，国务院发布 10 年一期的《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政 策》，亦称为 8 号文，工业软件实现了自 2000 年以来首次单独与高端芯片、集成电路、基础软件并列，成为重点发展对象。高技术制造业增加值增速及占比：2015—2019（单位：%；来源：各年统计公报）以上现象意味着，我国工业软件不仅具备了广阔的市场土壤，高端制造业的发展也在促使工业软件向难度更高的研发设计门类进军。下图显示，2018年研发设计类软件在细分领域中占比仅9%，为各门类最低；同时，研发设计类也是当前国产化率最低的软件（5-10%），管理运营类软件最高(中低端70%，高端40%)，生产管控类次之(中低端50%，高端30%)。研发设计类软件的渗透提升空间巨大。我国工业软件细分领域市场规模（数据来源：赛迪顾问、中泰证券研究所 单位：亿元）拆解研发设计类软件复杂性，国内在细分领域已有建树研发设计类工业软件伴随着航空航天、船舶、汽车、轨道客车等高端制造业兴起，目前已经经历了图纸制图→二维工程制图→三维设计建模-基于CAD/CAE/CAM的软件系统协同→基于产品数据的多专业协同设计→基于产品全生命周期（PLM）的协同平台这样的发展历程。我们用下图来表示各类工业软件之间的职责分工。来源：中泰证券具体到研发设计类软件，其复杂性除了上图体现的门类众多之外，在行业应用上也存在较大的专业跨度。下面我们逐一解释：研发设计类软件功能细分程度高、专用性强CAD（Computer Aided Design）侧重于前端设计环节，通过利用计算机快速的数值计算和强大的图文处理功能，辅助工程技术人员进行工程绘图、产品设计、仿真分析、数据管理。CAD包含2D与3D两大门类，且在细分领域均拥有各自的专业产品，比如机械设备3D设计主要使用SolidWorks，建筑行业2D设计主要使用AutoCAD。CAE（Computer Aided Engineering）处于设计研发的中端环节，提供数字化仿真验证功能。分析方向包括结构强度分析、流体分析、电磁分析等；在分析管理方面，还包括分析流程标准化和拓扑优化。CAM（Computer Aided Manufacturing）起到的作用是缩小产品研发与生产车间之间的工艺信息化落后的鸿沟。由于在项目的实施周期中，约有40%-60%的时间都消耗到生产准备阶段，其中主要的工作是生产工艺过程的设计规划。因此，CAM承担的任务主要包括3D作业指令、3D维护/培训技术方案、3D产品质量控制、3D工厂布局/生产线设计、3D生产计划( 产品/进度/资源)、3D工艺资源(设备/工装/刀量具)等。CAPP（computer aided process planning）作为计算机辅助工艺过程设计工具，与以上三个CAx产品所处的环节不同。CAPP主要是在信息管理与执行层辅助开发者通过向计算机输入被加工零件的几何信息（形状、尺寸等）和工艺信息（材料、热处理、批量等），由计算机自动输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件。可以看出，即使是在CAx的小集合中，不同类型的工业软件之间存在功能及定位上明显的差异，并且在不同场景下还存在较高的技术壁垒，行业专用属性较强。此外，由于国内CAx行业规模较小且产品研发周期长，并且CAD属于CAx系列中通用性相对较强的产品，因此，国内大部分厂商选择从CAD入手，再逐渐横向扩展其他CAx产品。目前已具备行业影响力的公司有中望软件（2D、3D）、浩辰软件（2D）、数码大方（2D）、华天软件（3D）。其中，中望软件已经扩展出完备的 CAx 产品线，公司通过收购 VX 公司拥有了自主可控的三维几何建模内核 Overdrive，成为国内极少数拥有自主可控内核的 CAD 软件厂商，已经可以与海外 Autodesk、达索、西门子直接竞争。PLM（(Proct Lifecycle Management）的出现最早是由于产品复杂度提升，需要支持各设计制造部门之间的协作，雏形是PDM（Proct Data Managemen）用来管理产品信息，之后演化为PLM进行产品全生命周期管理。在PLM领域中，项目制的盈利模式是限制产品扩展速度的主要原因，一个项目通常需要配备实施顾问、项目经理、系统架构师、开发顾问、执行人员等，属于人员密集型工作。加上国内市场已经被ANSYS、西门子、达索、PTC高度垄断，国内PLM厂商的生存空间狭小且发展缓慢，绝大部分采用代理海外产品的方式起家，同时通过增加其他产品线，加强本土化服务及高性价比的方式营利，国内代表厂商有鼎捷软件、神州软件、湃睿科技、华天海峰等。流程制造VS离散制造，工业软件发展逻辑大不相同除了软件本身在功能上具备较高的差异性之外，行业之间难以复用也成为了一大门槛。当前我国拥有世界上门类最齐全的工业体系，包含41个工业大类、207个中类、666个小类。机械、电子、电磁学、流体、光学、声学、热处理等众多专业的知识和经验汇聚其中。即使从大的门类上看，研发设计类工业软件在流程制造、离散制造业上的运行逻辑也不相同。我们用输入、算法及模型处理、输出这三个软件构成要素来解释：首先这三者之间的关系在于——计算机需要充足的输入信息，才能建立完善的算法及模型来处理数据，进而根据输出的计算结果驱动机器、管理生产进程。对于离散制造业来说，我国绝大部分企业属于中小型，工业基础设施较差、操作流程不规范、数据采集困难是普遍问题。在这样的背景下，要实现高效的研发设计，首先需要解决输入的问题，而近几年计算机存储能力提高以及传感器的普及能够大大改善现状，从而提高了离散制造业软件运行效率。流程制造业的侧重点则是在算法及建模方面。由于钢铁、石化、水泥等行业大都已经处于少数头部玩家占据市场的局面，信息来源、工业流程相对统一、规范，且基础设施较好，因此，获取数据的难度较小，而在此基础上实现完整、准确、及时建模是要解决的重点。由于各行业之间对于研发设计类软件的诉求不一，国内厂商基本都选择了从垂直领域切入，目前已经出现了一些细分龙头，例如神州的AVIDM在航天领域，金航数码在航空领域，广联达在国内建筑行业BIM领域。中外实力差距悬殊，云化或成破局点从全球市场格局来看，中国工业软件与海外厂商之间还存在悬殊的差距，尤其对于研发设计类软件来说，差距体现在技术能力、人才储备、工业基础条件、品牌影响力等各方面。中泰证券调查显示，当前国内工业软件渗透率较低，CAM、MES、CRM等仅为20%左右，PLM产品渗透率不足20%。根据赛迪智库数据，2018 年中国 CAD、CAM、 CAE 市场规模分别为 19.4 亿元、15.1 亿元、13.7 亿元，三类产品合计市场规模约48.1 亿元。但海外头部公司在国内的市场份额已经达到90%以上。国内工业软件细分领域渗透率（来源：数据化企业研习社、中泰证券研究所）以PLM领域为例，全球三大主流厂商为法国达索系统（航空领域）、 德国西门子（汽车、通用机械领域）和美国 PTC（船舶、电子领域）。其中，达索本是飞机制造商，在产生自用工业软件需求后开始研发工业系统并推向商用， 西门子 PLM 也是由工业企业研发并被西门子收购。可以看出，全求三大巨头均是基于自身雄厚的工业基础开发出了软件系统。实际上，回顾西方工业软件发展史，上世纪60年代开始，波音、洛克希德、NASA等高端产业巨头就已经着手培育和研发；随后扩展至一批军火商、汽车商，半个世纪后逐渐形成今天工业软件市场的格局，并显现出西门子、PTC、施耐德电气等工业软件巨头。再举一个例子，作为面向集成电路行业的核心研发设计软件EDA，当前国内只有不足2000 名 EDA 研发人员，其中约半数以上在国际 EDA 公司的中国研发中心工作；从事国产 EDA 研发人员只有几百人左右，且分散在各个公司、高校和研究所。形成鲜明对比的是，全球 EDA 巨头 Synopsys 和 Cadence 分别拥有万名员工，对比我国国产 EDA 厂商华大九天仅有约 400 名员工，其余厂商员工数均徘徊在一百人左右，可以看出我国 EDA 软件人才十分匮乏。2018年，全球三大EDA软件厂商（Synopsys、Cadence、Mentor Graphics）全球市场份额超过 64%，在中国的市场份额超过95%。中国EDA公司2018 年合计销售额不过 3.5 亿元，占全球市场份额仅为0.8%。下图具体展示了国内外工业软件代表厂商在营收、市值方面的差距。可以发现，国内研发设计类软件不仅数量少，营收规模及市场影响力都与海外厂商相差甚远。国内外工业软件厂商市值/营利对比面对近乎全面垄断的市场格局，国内厂商如何打破海外厂商的限制，扩大自身的市场份额？除了第一节中我们提到的，中国制造业升级转型、走国产化道路等一系列政策带来的行业利好，还有新科技诱发的新一轮行业升级——“工业云”促使工业软件由向客户提供单一工具向为客户提供“软件+服务”的整体解决方案转型。从技术开发角度上看，由于工业互联网带动的万物互联互通趋势进一步加强，产业链上下游之间对数据流通的要求变高。随着5G、云计算、计算机存储能力提升，在“云”架构基础之上实现跨部门协同成为必然趋势。工业软件作为工业互联网的基础，也处于向“云”转型的状态。而在这一节点上，国内外基本在同一时期起步。以部分海外研发设计类工业软件巨头为例。PTC在2019年开始探索云转型，当年1月1日即宣布核心解决方案和ThingWorx工业创新平台的新软件许可证在全球范围内仅通过订阅方式提供，永久取消License授权。Autodesk也在2010年开始投资大量经费研发云计算服务，2016年1月31日后，Autodesk多数非套件软件产品不再出售新的永久许可，只能通过Maintenance Subion维护合约获取后续的永久许可更新。同样的，西门子也在2016年推出了基于云Cloud Factory构建的开放式物联网操作系统，帮助企业实现真实世界中产品、工厂、机器和系统的互联。对比国内市场，云化的趋势在运营管理类工业软件中已经有了明显进展，以用友、金蝶为代表的的老牌厂商均推出了SaaS服务。而国内研发设计类厂商虽然也在投入云计算相关研发，但目前鲜少有标准化产品。与此同时，一些国内新兴公司也在尝试将云的基因融入到产品设计理念中。例如2016年成立的CAE开发商数巧科技致力于搭建基于网络化的CAE系统、改进云端架构、数据压缩、三维渲染等方面的系统性能，通过网络化的在线仿真，工具软件与数据管理的功能被打通，一方面省掉了数据由线下转到线上的时间与人力，另一方面也实现了协同研发过程中数据的实时同步。另一家于2020年刚刚成立的EDA研发上芯华章也主张启用全新的路径对EDA进行创新，在当前最先进的软件工程方法学及高性能硬件架构的基础上，融入人工智能、机器学习和云计算等前沿技术，设计全新的软件系统架构和算法，有效避免传统架构下各种新功能叠加造成的系统冗余。不过，向云转型并非易事，这需要长期巨额的研发投入以及人才的支撑，海外巨头几乎都因此遭受过多年的营利大幅下降。例如，Autodesk从2013年开始就出现净利润负增长，2013-2015年净利润由2.5亿美元下降到0.8亿美元，到2017年更是跌破-5.8亿美元，直到2020年才实现净利润回正。PTC从2012年就开始出现净利润大幅波动，2013-2016年连年下跌（由1.4亿美元到-0.5亿美元），为了打破营收瓶颈，PTC在2019年宣布向云转型后净利润再次跌破-0.3亿美元。而国内大部分云化产品还在打磨阶段，暂时不能成为拉动公司营收增长的主力；新兴公司更是任重道远，少数尽管已做到年营收千万元，但要实现盈利尚有距离。由此可见，行业已经迎来新一波技术迭代周期，并且国内外厂商起步时间相差不大。仅就国内市场来看，2018年国内工业软件市场中小型企业客户仍贡献47.9%，金额达到804亿元，这意味着国内市场空间广阔，并且云技术将进一步刺激市场向中小企业渗透。不过，国内厂商能否凭借这轮技术革命打破市场瓶颈，还需要资金、人才、政策、产业基础支撑、品牌塑造等多方面互相配合。参与者概览国外代表厂商达索（Dassault Systemes）：公司于1977年在法国成立，1982年便推出旗舰产品CATIA，凭借领先的混合几何建模内核（CGM），产品广泛应用于汽车、航空航天、船舶制造、厂房设计（主要是钢构厂房）、建筑、电力与电子、消费品和通用机械制造，在高端3D CAD市场占据全球领先的地位。1997年为完善其产品线，收购中端产品Solidworks。经过50多次并购，达索已经发展出CAD/CAE/CAM/CAPP/PLM的全生命周期数字化、网络化协同开发与管理平台，覆盖140多个国家、120万个客户。ANSYS于1970年成立，总部位于宾西阿尼亚州的匹斯堡，该公司研制的大型通用有限元分析（FEA）软件，是目前为止全球增长速度最快的CAE产品，能够与多数CAD软件接口，实现数据交换、共享。ANSYS在CAE领域处于行业第一，在核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通等领域有广泛应用，销售覆盖全球40多个国家。西门子（Siemens）是一家于1847年成立的德国大型工业集团，其下属的工业软件部门（Siemens PLM，2019年改名为“西门子数字工业软件DISW”）聚焦于机械、电子、软件、制造、分析、仿真、自动化、执行、协同九大领域，与之对应的产品覆盖CAD、CAE、EDA、ALM、CAM、MOM、IoT、HMI、PLM九个维度。在3D CAD领域与达索处于同一梯队。欧特克（Autodesk）：这是一家专注于2D、3D设计和工程软件的美国公司，为制造业、工程建设行业、基础设施业以及传媒娱乐业提供卓数字化设计和工程软件服务和解决方案，主要产品为AutoCAD。欧特克主要在2D CAD领域占据市场第一份额。Cadence Design Systems, Inc. （铿腾电子）由SDA Systems 和ECAD 两家公司于1988 年兼并而成，总部位于美国加州圣何塞。该公司是世界领先的EDA 与IP 供应商，其智能设计解决方案覆盖IC设计全流程，包括系统级设计、功能验证、IC 综合及布局布线、模拟/混合信号及射频IC 设计、全定制IC 设计、IC 物理验证、PCB 设计和硬件仿真建模等。Synopsys, Inc.（新思科技）成立于1986年12 月，总部位于美国加州。该公司是全球领先的EDA 解决方案提供商及芯片接口IP 供应商，同时也是信息安全和软件质量的领导企业，为全球电子市场提供技术先进的IC 设计与验证平台，致力于复杂的片上系统（SoC）的开发。新思科技还提供IP 和设计服务，帮助客户简化设计过程，提高产品上市速度。Mentor Graphics Corporation（明导国际）成立于1981 年4 月，总部位于美国俄州威尔森维尔。该公司是全球EDA 领导厂商之一，主要为客户提供完整的软件/硬件设计解决方案，具体包括SoC、IC、FPGA、PCB、SI 设计工具和服务，帮助客户以短时间和低成本开发电子产品。PTC于1985年成立，致力于为产品创新提供解决方案。1986年PTC革新数字化三维设计，1998年率先推出基于互联网的PLM，目前衍生出了CAD、SLM、IoT平台、增强现实平台，公司10%的业务来自中国市场。国内代表厂商中望软件成立于1998年，拥有包括 2D CAD、3D CAD 和 CAE 的完备 CAx 产品线。中望在客户和技术两方面拥有竞争优势：——客户方面，产品覆盖 90 多个国家，正版用户超过 90 万，通过教育版 CAD 和青少年创客社区培养早期用户习惯；技术方面， 公司收购 VX 公司拥有了自主可控的三维几何建模内核 Overdrive，成为国内少有的拥有自主可控内核的 CAD 软件厂商。中望可以与海外 Autodesk、达索、西门子 CAD 产品直接竞争，处于国产CAD 领导地位。苏州浩辰软件股份有限公司成立于2001年，主要从事计算机辅助设计（CAD）软件的研发、销售和服务，主营产品包括CAD平台软件和基于平台的CAD专业软件（主要包括建筑、结构、给排水、暖通、电气、机械等）。其产品覆盖100多个国家和地区，全球正版用户超过40万家。北京数码大方科技股份有限公司成立于2003年，是一家工业软件和服务公司，主营业务是数字化设计（CAD）、数字化制造（MES）、产品全生命周期管理（PLM）和工业云服务平台的产品和服务。公司开发的 CAD 电子图板软件具有界面设计较为简洁、易于操作、支持多端口输出、可理解性 高等优点；以 PLM 为基础开发的 PLM 协同管理系统将 PDM、MES 等技术整合在统一的 协同管理平台上，实现了从概念设计、详细设计、工艺流程到生产制造各环节的信息化，帮 助完成了数据的统一管理以及跨部门数据处理和业务协作；客户覆盖包括装备、汽车、电子电器、航空航 天、教育等领域。北京华大九天软件有限公司成立于2009 年6月，公司致力于面向泛半导体行业提供“一站式”EDA 及相关服务，是国内EDA 龙头企业。在EDA 方面，华大九天能够提供数模混合/全定制IC 设计、平板（FPD）全流程设计及高端SoC 数字后端优化方向的EDA 解决方案，拥有多项全球领先的EDA 软件技术。同时，该公司能够在全球范围内提供全流程FPD 设计解决方案，在FPD 面板领域占据较大优势。芯愿景成立于2002年，针对各类半导体器件提供工艺及技术分析服务、知识产权分析鉴定服务以及多种EDA软件的授权服务。客户主要面向IC设计企业、在工业、消费电子、计算机及通信等领域。芯愿景EDA源代码总量已超过三百万行，覆盖了集成电路工艺分析、电路分析和知识产权分析鉴定的全流程，累计发放授权认认证超3万个，是国产EDA新星。