第四章　工業軟件

工業軟件是針對工業領域應用開發的，面向工業企業研發設計、生產控制、運營管理等工業領域各流程的指令集合。工業軟件蘊含工業領域專業知識和技能，通過軟件化、程序化封裝，使工業企業實現數字化設計、仿真、生產控制和流程自動化，包括CAD、CAE、EDA、MES、SCADA等傳統工業軟件，也包括在工業互聯網平臺上運行的工業App等新型工業軟件。黨的二十大報告強調，推進新型工業化，加快建設制造強國。工業軟件在推進新型工業化過程中發揮重要的基礎支撐作用。隨著產業基礎再造等各項政策措施的落地實施，我國工業軟件供給能力持續優化。2022年，工業軟件產品實現收入2407億元，同比增長14.3%，為建設現代化產業體系提供了關鍵共性基礎。

一、發展概況

（一）產業規模

進入“十四五”時期，黨中央、國務院進一步明確新時期促進我國軟件業高質量發展戰略思路和重點舉措，密集推出《“十四五”軟件和信息技術服務業發展規劃》《“十四五”信息化和工業化深度融合發展規劃》《“十四五”智能制造發展規劃》等系列政策。其中，工業軟件作為基礎工程之一，重要性逐步得到認可，工業軟件共性基礎技術攻關、核心產品供給、行業應用迭代等成為政策發力點，進一步部署攻關工業軟件等重點任務，強化工業軟件基礎支撐作用。自2021年工業軟件被首次列入國家重點研發計劃重點專項開始，“工業軟件”重點專項工作有序開展，且隨著更多工業軟件支持政策加速落地，工業軟件發展步入快車道。公開資料顯示，2017年至2021年我國工業軟件市場規模分別為1293億元、1477億元、1720億元、1974億元和2414億元，2022年工業軟件市場規模繼續維持在兩千億元以上，達到2407億元。2017—2022年我國工業軟件市場規模及增長如表4-1所示。

（二）產業結構

按應用場景和功能，工業軟件大體可以分為研發設計類工業軟件、生產控制類工業軟件、信息管理類工業軟件，以及與硬件緊密結合的嵌入式工業軟件四大類。其中，研發設計類工業軟件主要用于提升企業研發和設計效率，包括計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助工程（CAE）、計算機輔助制造（CAM）、電子設計自動化（EDA）、建筑信息模型（BIM）、產品生命周期管理（PLM）等；生產控制類工業軟件主要服務于工業企業生產制造，包括制造執行系統（MES）、數據采集與監視控制系統（SCADA）、集散控制系統（DCS）、安全儀表系統（SIS）、可編程邏輯控制器（PLC）、現場總線控制系統（FCS）等；信息管理類工業軟件主要用于企業日常經營管理，包括企業資源計劃（ERP）、企業資產管理（EAM）、客戶關系管理（CRM）、人力資源管理（HRM）、供應鏈管理（SCM）等；嵌入式工業軟件主要是指嵌入在硬件產品或設備中的系統和軟件，有通信設備、消費電子、工業控制和汽車電子四大類。

從細分領域看，我國研發設計類工業軟件基礎最為薄弱，國產化率最低，不足10%，中高端市場主要依賴國外產品供給；嵌入式工業軟件發展較好，國產工業軟件占比最高，超過50%；生產控制類和運營管理類工業軟件依托國內巨大市場，產品性能和穩定性不斷增強，國產軟件市場占有率持續提升。

二、發展特點

（一）政策推動特點

在國家層面，重視工業軟件基礎支撐作用和技術創新突破。黨中央、國務院及各部委高度重視軟件產業，尤其是事關工業信息化命脈的工業軟件產業。工業是我國支柱性產業，推進新型工業化是構筑大國競爭優勢的迫切要求，工業軟件作為制造強國和網絡強國的工業基礎工具，在助力推進新型工業化道路上發揮著重要作用。“十四五”時期，國家深入實施制造強國戰略，實施產業基礎再造工程，2021年2月，首次將工業軟件納入科技部國家重點研發專項，工業軟件重要性被加強；《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》發布，強調通過創新驅動發展，補足產業基礎，并明確由基礎零部件及元器件、基礎軟件等“五基”組成的產業基礎再造工程；工業和信息化部發布《“十四五”軟件和信息技術服務業發展規劃》，提出多項舉措，合力發展工業軟件，涉及研發、設計、仿真等各類工業軟件，并提出加強供需對接，強化合作創新；多部門聯合發布《“十四五”智能制造發展規劃》，提出提升工業軟件技術水平和市場競爭力要求，強化工業軟件基礎支撐作用，并細化工業軟件市場化發展目標。黨的二十大報告提出，以國家戰略需求為導向，集聚力量進行原創性引領性科技攻關，工業軟件是我國推進制造強國、網絡強國的核心產品，必須將關鍵核心技術掌握在自己手里，從根本上保障國家經濟安全和國防安全。

在地方層面，更加重視重點工業軟件企業培育和工業軟件深入融合應用深化。各地在貫徹落實制造強國、網絡強國、數字中國等重要戰略部署中，將工業軟件作為支撐智能制造、產業數字化轉型的基礎工具，各省市相繼出臺工業軟件支持政策，一些基礎良好的省市更是基于本地優勢，加速工業軟件應用迭代，積極創建中國軟件名城、名園，以軟件產業集聚發展，做大工業軟件產業。截至2021年底，共有14個城市被認定為“中國軟件名城”，6個城市正在創建中。其中，蘇州、青島、重慶、沈陽等多地以發展工業軟件為重要抓手，推進軟件名城申報工作；上海、廣州、成都等工業基礎良好的地方紛紛出臺工業軟件高質量發展行動計劃，加大供應軟件產業扶持力度，培育工業軟件龍頭企業，支持共性基礎技術研發，借助本地產業優勢，加快新一代信息技術與先進制造業深度融合，在重點領域開展先行先試，構建國家工業軟件產業發展高地。

此外，工業軟件創新發展，人才起基礎作用。工業軟件兼具“軟件”和“工業”雙重屬性，工業軟件研發需要軟件開發創新能力與工業產業操作能力兼具的復合型人才，而我國復合型人才培養機制尚不健全。為彌補我國工業軟件巨大人才缺口，《特色化示范性軟件學院建設指南（試行）》聚焦關鍵基礎軟件、大型工業軟件等領域，培育建設工業軟件等特色化示范性軟件學院，明確工業軟件學院建設目標、定位、建設思路和體制機制，首批確定14家高校圍繞大型工業軟件方向開展學院建設，開展特色化工業軟件人才培養教育。

（二）企業發展特點

工業市場和需求龐大，帶動國產工業軟件產業發展。數據顯示，我國制造業增加值占全球制造業比重由2012年的22.5%增長至2022年的30%左右，制造業規模連續13年居全球首位，而工業軟件全球市場規模占比不足8%，與我國排名第一的制造業地位極為不符。當前，我國已經形成規模大、體系全、競爭力較強的制造業體系。與此同時，我國制造業智能化水平整體不高，轉型需求強烈，國產工業軟件市場需求和發展前景巨大。此外，受國際復雜環境影響，美西方多次對我關鍵軟件（如EDA、MATLAB等）實施斷供，我國制造業高質量發展受到挑戰。沒有工業軟件，生產制造只能停留在機械自動化階段；沒有高端工業軟件，高端裝備無法設計、制造和運行；沒有自主工業軟件持續“造血”賦能，新型工業化難以實現。在我國數字化轉型的關鍵時期，工業軟件這一數字化底座的核心技術必須取得突破，這也為國產工業軟件加速發展提供契機。

工業軟件企業受到重視，國產工業軟件企業在中低端市場發展良好。隨著智能制造、產業數字化轉型的實施，工業軟件作為推動制造業高質量發展的關鍵要素的戰略價值愈發凸顯。我國工業軟件企業持續受到關注，加大研發投入，在關鍵技術、市場占有率等方面取得階段性成果。從企業供給能力看，在部分領域，借助龐大制造業應用場景，國產工業軟件企業在特定行業實現突破。例如，中控技術的國產集散控制系統（DCS）在國內市場的占有率已超過30%，在化工、石化、建材3個行業排名第一；安全儀表系統（SIS）的國內市場占有率為25%，排名第二。從資本市場看，工業軟件企業獲得資本青睞，融資規模也較以往有較大提升，部分龍頭企業基于規模優勢正逐步邁向高端市場。數十家設計、仿真、生產控制等工業軟件企業登陸國內資本市場，企業融資能力得到增強。Wind數據顯示，2021年和2022年，共有15家工業軟件企業上市，募集資金超過225億元。

各類工業軟件國產化水平參差不齊，發展國產工業軟件任重道遠。整體而言，盡管我國本土工業軟件企業實力大幅提升，但是與國外相比，在市場規模和研發實力等方面還存在較大差距。從高端市場來看，基本被以達索系統、西門子、羅克韋爾、施耐德、Autodesk、PTC、SAP、Oracle、ABB等為首的大型工業軟件龍頭企業所占據。國產工業軟件企業長期市場缺位，在研發基礎、關鍵核心技術積累等方面無法與國外企業抗衡，國外軟硬件組成聯盟，提供完整解決方案，國內企業早期“重硬輕軟”，軟件未跟隨機械硬件、裝備獲得長足發展。從細分市場看，各類工業軟件企業發展水平差別較大。其中，嵌入式工業軟件和生產控制類、信息管理類工業軟件憑借龐大工業企業市場，孕育出一批龍頭企業，在中低端市場發展勢頭良好。例如，生產控制類工業軟件企業寶信軟件，借助在特定行業優勢，成為鋼鐵冶金MES領域的龍頭企業；石化盈科也背靠石油化工產業需求，專注石油化工MES解決方案，成為該行業的龍頭企業；用友和金蝶在ERP的中低端市場占有率約為70%，蓄力向高端市場發起挑戰。研發設計類工業軟件基礎薄弱，仍以海外產品供給為主，國產化率最低，不足10%，存在較大發展空間。

（三）技術發展特點

技術趨勢一：設計和仿真一體化。當前，CAD和CAE緊密聯系起來，一些工業軟件企業開始嘗試跨越、整合兩個領域，實現設計工具和仿真工具的無縫連接，即設計即仿真，將成為工業領域的標配。①CAD向CAE領域延伸，當前主流CAD軟件（如SolidWorks、CATIA等）提供CAE分析功能，意味著制造端的前置，使得設計要承擔更多傳統上樣機與測試的功能。②CAE向CAD領域兼容，實現CAE幾何模型向CAD系統轉移的能力，如Ansys提供實體建模工具，共享底層數據。③CAD和CAE集成，CAD和CAE軟件均提供可調整的參數化模型。國外工業軟件巨頭通過并購重組，進一步完善產品線，向CAX+PLM一體化發展；我國中望軟件也通過提升技術，打造設計、制造、仿真于一體的CAX平臺。

技術趨勢二：從工具向平臺演進?！爸圃鞓I服務化”的趨勢促使工業軟件從整個設計—制造過程中獲取更多價值，催生了軟件平臺服務。工業軟件供應商試圖從整個設計—制造過程中進一步提取價值，將設計的前端和制造的后端直接連接起來。例如，達索系統耗費4.25億美元收購制造業ERP軟件公司IQMS，進一步擴展3DEXPERIENCE平臺，計劃以一體化的方式為中小型制造商提供解決方案。工業軟件正逐步擺脫單一的工具屬性，通過集成多種軟件技術，成為支撐企業多項業務的使能平臺。

技術趨勢三：云計算顛覆軟件開發和交付模式。隨著工業軟件平臺化的推進走向正軌，工業軟件也開始向云端遷移，工業互聯網的快速發展為基于云原生的工業軟件提供了絕佳的沃土。從供給側看，工業軟件云化成為全球趨勢，工業軟件國際巨頭紛紛推出云化工業軟件產品，如西門子推出的Teamcenter X、達索系統的3DEXPERIENCE等。我國華為、騰訊等云服務商也積極打造云原生工業軟件生態，為國產工業軟件云化提供基礎保障。工業軟件云化使得其商業模式從“一次買斷”向“持續訂閱”服務模式轉變，通過訂閱服務模式，建立和維系開發商和客戶間長期穩定合作關系，培養國產工業軟件使用習慣，形成國內用戶客戶群。Autodesk歷時十多年基本完成訂閱化；我國工業軟件企業廣聯達在國內部分區域啟動訂閱式模式，和應用企業實現共贏合作、迭代優化。基于云的工業軟件訂閱模式正日益成為本地軟件安裝環境之外的一種選擇。