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    控制軟件

    布局工業軟件,為什么是現在?

      2022年03月16日  

    IIANews原創,轉載請注明出處

     

      與互聯網等快速爆發的行業相比,工業軟件需要十年磨一劍的鉆研和堅持。這里已經沒有低垂的果實,無論是在垂直細分領域殺出重圍,在新興產業與前沿技術加持下彎道超車,還是借助產學研融合跑出通路,都要做好長期陪伴行業成長的準備。

    又一個難題

      提到“卡脖子”大家首先會想到芯片,而從緊迫程度和長遠需求來看,工業軟件已成為與基礎原材料、高端芯片并列的三大難題。近年來,我們看到業界及國家層面對于工業軟件的關注不斷加強,2022年兩會期間,很多參會代表的提案讓工業軟件話題擺上了桌面。

      作為數字經濟時代工業領域的“皇冠”,以及“工業制造的大腦和神經”,工業軟件已滲透和應用到工業領域的幾乎所有核心環節。目前,中國規模以上的工業企業基本上都已經運用了工業軟件來輔助生產和決策,即使是中小工業企業也大部分使用了1-2種工業軟件。

      也正是如此,工業軟件在中美貿易戰中被用作斷供、“卡脖子”的具體手段,其發展直接關系到中國企業生存與發展,關系到產業鏈供應鏈安全穩定。

    什么是工業軟件

      國標GB/T-36475-2018中,將工業軟件定義為在工業領域輔助進行工業設計、生產、通訊、控制和工業企業業務管理的軟件。

      而對于工業軟件的具體分類,目前業界尚沒有沒有統一的界定和標準描述。2019年,經國家統計局批準工信部發布的《軟件和信息技術服務業統計調查制度》中,將工業軟件劃分為產品研發設計類軟件、生產控制類軟件、業務管理類軟件。

      基于該標準可以看到,2021年,我國軟件和信息技術服務業累計完成軟件業務收入94994億元,其中,工業軟件占比2.5%。

    ▲2021年軟件業分類收入占比情況

      而在產品生命周期的維度上,業界最常見的劃分方式是將工業軟件分為四大類別:研發設計、生產制造、經營管理、運維服務。

    工業軟件之路有多遠

      設計研發軟件:技術壁壘最高

      研發設計類工業軟件以CAE、CAD、EDA為代表,主要作用是提升企業在產品研發工作領域的能力和效率。

      這類軟件具有體量小、集中度高、開發難度大、開發周期長、資金需求高等特征,是工業軟件中非常重要的一個類別,也是國內最薄弱的一個環節,國內廠商市場份額僅5%左右,且多數研發設計類工業軟件僅應用于工業機理簡單、系統功能單一、行業復雜度低的領域。

      生產制造類:市場規模最大

      生產制造類軟件主要在工業產品生產和制造過程中進行數據采集、分析和決策,負責生產管理、物料管理、質量管理、設備管理、能耗管理等。

      在工業軟件中生產制造類軟件市場規模大,2020年生產控制類軟件業務完成量為685億元*,在工業軟件結構中占比最高。

    ▲工業軟件中的各項占比

    ▲中國生產制造類工業軟件主要類型及占比

      DCS、SCADA、PLC國內廠商規模相對較小,主要集中在中低端的細分市場,雖然單項產品具有不錯的實力,但是缺少智能工廠整體數字化解決方案。當前國內MES公司在某些細分領域具有行業競爭優勢,但與國外 MES 軟件產品相比,在技術深度與應用推廣方面還存在一定差距。

      經營管理類:國產化進程最快

      經營管理類軟件的作用是管理和協作,其中ERP是應用最多的軟件。

      國內外經營管理類工業軟件從功能性上來講并無差異,但由于國外廠商本身發家早,下游客戶體量更加龐大、業務更加復雜,國際廠商的軟件更加適用于超大、跨國企業。而國內廠商的軟件則更輕量級,目標客戶體量更小一些,優點是項目實施周期也更短,配合實施的人力也更少。

      經營管理類軟件在中低端市場占有率高,已經出現諸如金蝶、用友等代表廠商。該軟件市場規模接近500億,高端領域可替代空間大。

      運維服務類:前景可期

      運維服務類軟件是專門生產設備進行維修和保養的系統,最早源于航空領域,目前普遍應用于航空、軍事、軌道交通、工程機械等領域。

      國內軟件更多關注數據采集和監控,缺乏對數據應用和對決策的輔助,底層核心技術依賴國外。國內相關MRO 產品、技術、功能還是市場占有率等方面,都與國外的產品存在一定的差距。

    工業軟件為什么難

      在市場需求和政策支持的雙重帶動下,中國工業軟件行業邁上快車道。2021年,我國工業軟件產品實現收入2414億元,同比增長24.8%,然而這距離制造業發展需求仍有巨大差距。缺乏體系化競爭力,核心技術缺失,工業軟件人才短缺都是國產工業軟件要邁過的坎兒。

    ▲中國工業軟件發展的主要難題

      研發難度大,周期長

      相對于一般軟件,工業軟件研發難度大、體系設計復雜、技術門檻高、硬件開銷大、復合型研發人才緊缺、對可靠性要求較高,因此研發周期長、研發迭代速度慢。

      據估計,一般大型工業軟件的研發周期需要3-5年的時間,要被市場認可則需要10年左右。2013年的一項調查顯示,開發一款原生的移動APP需要大約18周時間,現在的時間會更短。

      基礎科學+工業積淀

      工業軟件脫胎于工業,同時具備軟件的基因,僅靠軟件工程師是無法編寫工業軟件的,工業軟件的開發需要軟件工程師和工業領域的專家共同合作,需要學科的深度融合。

      從工業軟件的起源來看,國外大多為工業巨頭自身的需求驅動,他們提供企業真實的工作場景作為開發需求輸入和使用驗證輸出,然后不斷反饋修改意見,讓軟件快速迭代修改。

      中國工業軟件企業多以IT企業為主,缺少堅實的工業基礎和背景。而傳統的工業企業重“制造”而輕“研發設計”,很多工業企業都是以代工起家,他們對自動化生產等硬件要求高,對軟件缺乏一定的重視,一程度上導致了自主創新能力的不足。

      并購筑壁壘

      國外的工業軟件在上個世紀80-90年代,經歷了群雄崛起、諸侯爭霸的紛爭階段,通過大量并購加速拓展產品線,逐步形成從研發設計、生產制造到運維管理的全產業鏈供應閉環,構筑起進入壁壘,導致以點工具為主要發展模式的國內工業軟件進入市場更加困難。

      人才缺口大

      工業軟件研發跨學科、跨領域,對人才的跨學科理論知識和產業實踐經驗都有較高要求。而當前,國內面臨著較為嚴重的工業軟件人才短缺問題,工業軟件師資隊伍嚴重不足,已經是個不爭的事實。

      “制造業不如互聯網,互聯網不如卷煙廠”并不是段子,在互聯網的語境下,與其焦慮和質疑年輕人的選擇,如何切實提高行業的競爭力,可能才是工業軟件發展的關注重點。

      缺乏統一標準

      缺乏統一的軟件標準,用戶企業的產業鏈上下游采購不同主流廠商的軟件,數據格式、接口標準難以協同,即使通過格式標準轉換也存在重要特征信息丟失的問題,使得國產軟件間無法形成合力,難于與國外一體化的平臺軟件相抗衡。

    關于工業軟件的建議

      有了芯片問題的前車之鑒,近年來工業軟件的發展引起重視。今年的政府工作報告再次提及產業數字化,并提及工業互聯網,明確提出提升關鍵軟硬件技術創新和供給能力。2022年兩會期間,很多參會代表也帶來了關于自主工業軟件發展的提案。

      1.加大政策扶持力度。

      2.加強融資貸款扶持。

      3.強化知識產權保護。

      ——全國政協委員、黑龍江省政協副主席 龐達

      相關鼓勵扶持政策首先圍繞人才戰略下功夫,填補關鍵基礎軟件技術的人才缺口。

      ——重慶璞雨為科技創新中心有限公司執行董事 高玨

      1. 工業軟件的價值,需要依靠“用”積累迭代。研發端與應用端密切配合,加速協同發展。

      2. 以工業企業制造應用需求為市場導向,聯合高校和科研院所共同攻關,加快工業軟件在工業領域應用場景下的長期迭代。

      ——中國化學工程集團黨委副書記 劉德輝

      1. 將汽車工業軟件納入關鍵核心軟件攻關工程,聚焦核心、單點突破,著力突破“卡脖子”技術瓶頸;

      2. 加強國產工業軟件標準化各項工作,積極構建開放協同的國產工業軟件標準體系,積極有效參與相關國際標準規則的制定修訂;

      3. 以汽車產業作為國產軟件應用的突破口,實施應用牽引、場景驅動,集中資源相互賦能、相互協同。

      ——全國人大代表、廣汽集團董事長 曾慶洪

      1. 以工業互聯網構筑“數字經濟”產業底座,將其作為串聯區域經濟轉型升級的主脈絡;

      2. 鼓勵打造城市級工業互聯網綜合服務平臺,為企業提供“一鍵在線全覆蓋”的全生命周期服務;

      3. .引導產業鏈龍頭企業與工業互聯網平臺企業共建垂直行業平臺。

      ——全國人大代表,海爾集團董事局主席、CEO 周云杰

      1. 構建開源代碼的安全風險評估機制;

      2. 明確軟件企業承擔起開源軟件的全生命周期安全管理;

      3. 參與國際開源社區,促進國際開源軟件的漏洞挖掘。

      ——全國政協委員,360集團創始人、董事長 周鴻祎

      1. 建設大型工業設計軟件國家級公共知識庫共享平臺。

      2. 發揮基礎軟件開發商、行業軟件二次開發商和企業的客戶化開發等各級主體的特長,推進軟件商業化的積極性。

      3.組建大型工業設計軟件“國家隊”進行基礎通用軟件開發,在此基礎上針對行業特點進行二次拓展性開發。

      ——全國政協委員、江南造船(集團)有限責任公司總工程師 胡可一

    工業軟件長路漫漫

      市場需求和政策驅動是工業軟件前行的雙輪。作為世界制造大國,對于第一個要素毋庸擔心,而在政策驅動方面,近年來相關政策已經不斷出臺。

      例如,在“十四五”期間,工業和信息化部組織實施產業基礎再造工程,將工業基礎軟件與傳統“四基”——關鍵基礎材料、基礎零部件、先進基礎工藝以及產業技術基礎合并為新“五基”。

      2021年2月,科技部發布《關于對“十四五”國家重點研發計劃首批18個重點專項2021年度項目申報指南征求意見的通知》,工業軟件首次入選國家重點研發計劃重點專項。未來,預計相關產業政策會進一步加速落地。

      道阻且長,行則將至。國內工業軟件的發展在經歷了純軟件階段,協同應用階段之后,正邁向“工業云”階段,這對于打破工業軟件的格局可能是一個切口或者契機。而對于國內企業來說,想要在這場競爭中突圍,過硬的實力,充足的資金,轉瞬即逝的市場機遇和陪伴產業走下去的決心,缺一不可。

      參考資料:

      中國工業軟件產業白皮書(2020)

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