作為(wei) “兩(liang) 化融合”的抓手與(yu) 突破口，工業(ye) 軟件的普及和廣泛應用，涵蓋了幾乎每個(ge) 工業(ye) 領域的核心環節，構築成了當今產(chan) 業(ye) 體(ti) 係的“靈魂”。在生產(chan) 上，工業(ye) 軟件使用數字化手段進行變革，以此促進了生產(chan) 力與(yu) 生產(chan) 效率在一定幅度上的提升，在推動我國製造業(ye) 轉型升級、提升產(chan) 業(ye) 水平和促進經濟增長等方麵具有重要意義(yi) ，高端工業(ye) 軟件是實現我國從(cong) 製造大國走向製造強國目標的重器之一。
1 國外工業(ye) 軟件發展現狀
1.1 德國
德國擁有世界第五大信息與(yu) 通信技術市場，同時也是歐洲最大的軟件市場。2020年收入達到 276億(yi) 歐元，是歐洲軟件收入最高的國家，德國軟件業(ye) 2007-2020 年收入情況如圖 1 所示。德國基礎軟件行業(ye) 有 3 萬(wan) 多家公司，專(zhuan) 門從(cong) 事軟件開發與(yu) 銷售，約占 ICT 行業(ye) 公司總數的 46%。在歐洲前 5 名軟件公司中，德國占據了 3 個(ge) 席位，前 100 名軟件公司中，德國有 14 家公司入選，公司收入達到總收入的 49.4%，具有非常高的市場集中度。不管是客戶群還是製造商，德國軟件業(ye) 擁有歐盟國家最大的所有權。
圖1 德國軟件業(ye) 2007-2020年收入（10億(yi) 歐元）
德國作為(wei) 歐洲的軟件第一大國，擁有 SAP、西門子等頂級工業(ye) 軟件企業(ye) 。SAP 是全球最大的企業(ye) 管理和協同化電子商務解決(jue) 方案供應商、全球第三大獨立軟件供應商和世界上最大的商業(ye) 應用、企業(ye) 資源規劃（ERP）解決(jue) 方案獨立軟件供應商，在全球企業(ye) 應用軟件市場上占有率超過三成。西門子通過對 UGS 公司和 Mentor 等一係列仿真軟件公司的收購，實現了生產(chan) 控製類、研發設計類和嵌入式3個(ge) 大類的覆蓋，產(chan) 品包含 MES、CAD、CAE、PLM 等多個(ge) 細分品類。作為(wei) 工業(ye) 軟件和自動化的巨頭，西門子的產(chan) 品廣泛應用於(yu) 世界各個(ge) 高精尖產(chan) 業(ye) ，西門子 PLM 工業(ye) 軟件是NASA 開發與(yu) 設計“好奇號”火星探測器的平台軟件係統、NX 和 Teamcenter 軟件實現了對蘇-27 戰鬥機的氣動布局與(yu) 機動性的整體(ti) 優(you) 化，西門子數控係統代表世界數控係統的最高水平。
1.2 美國
20 世紀 60 年代，人工繪圖逐漸無法滿足更加高級化與(yu) 複雜化的產(chan) 品需要，為(wei) 了更好地表達產(chan) 品需求，美國航天巨頭開始研發出繪圖更精準的工業(ye) 軟件替代人工製圖。在美國對工業(ye) 軟件開發的重視與(yu) 支持下，美國工業(ye) 軟件在每個(ge) 細分領域都逐漸處於(yu) 領先水平，成為(wei) 工業(ye) 軟件全球領先的國家之一。
1.3 日本
作為(wei) 世界第三大經濟體(ti) ，日本一向以高技術硬件產(chan) 品聞名於(yu) 世，但軟件產(chan) 業(ye) 卻普遍存在人才培養(yang) 困難、利潤率低等諸多問題。在行業(ye) 高技術人才流失、政府產(chan) 業(ye) 政策製約、企業(ye) 文化差異以及語言障礙等多重因素製約下，日本多為(wei) 軟件密集較低的產(chan) 業(ye) ，相較於(yu) 美國和德國，日本工業(ye) 軟件產(chan) 品缺乏全球競爭(zheng) 力。日本雖然軟件競爭(zheng) 力不強，但是在嵌入式軟件的運用上卻具有較大優(you) 勢，數控機床、智能機器人和汽車，是日本嵌入式軟件的三大載體(ti) 。日本帶有數字接口的設備幾乎都使用了嵌入式軟件，嵌入式軟件分布領域廣泛，在微小電子產(chan) 品領域處於(yu) 領先地位。
2 我國工業(ye) 軟件產(chan) 業(ye) 現狀
2.1 我國工業(ye) 軟件市場規模
信息化發展在農(nong) 業(ye) 、工業(ye) 、金融、教育、醫療等各個(ge) 行業(ye) 起著重要作用，“積極推進國民經濟與(yu) 社會(hui) 信息化” 和“以信息化促進工業(ye) 化”是我國提出的基本國策。國家統計局數字顯示，2014-2020年，我國軟件行業(ye) 市場規模發展迅速，在軟件業(ye) 務領域的收入逐年增長，如圖 2 所示。
圖2 我國軟件業(ye) 務收入（億(yi) 元）
作為(wei) 信息產(chan) 業(ye) 的主導產(chan) 業(ye) ，軟件產(chan) 業(ye) 是國家重點發展扶持的產(chan) 業(ye) ，與(yu) 傳(chuan) 統產(chan) 業(ye) 相比，軟件行業(ye) 一直處於(yu) 高速增長的勢態。2020年我國軟件業(ye) 務收入為(wei) 81 586億(yi) 元，同比增速達到 13.2%，2014-2020年平均增速高達 14.1%。從(cong) 統計數據看，雖然我國軟件業(ye) 務收入增速受疫情影響有所回落，但總體(ti) 有較高的增長水平，且運行平穩，軟件產(chan) 業(ye) 發展方興(xing) 未艾。
圖3 我國工業(ye) 軟件市場規模及占世界的比重
2014-2020年，我國工業(ye) 軟件的市場規模在不斷增加， 從(cong) 2014 年的 695 億(yi) 美元到 2020 年 1 974 億(yi) 美元，6 年間翻了接近 2 番，增長勢頭迅猛。中商產(chan) 業(ye) 研究院數據顯示，我國工業(ye) 軟件市場規模占世界市場總規模的比重也在逐漸上升（見圖 3），2020 年占比已經達到 6.57%，2014-2020年世界工業(ye) 軟件規模複合增長率為(wei) 7.5%，我國達到 19%，我國市場的增長速度明顯高於(yu) 全球市場。在“中國製造2025”的大背景下，中國將從(cong) 製造業(ye) 大國向製造業(ye) 強國不斷邁進，加快兩(liang) 化緊密深度融合是大勢所趨。對於(yu) 工業(ye) 軟件和信息化服務的需求將持續增長，2016-2021 年我國工業(ye) 軟件市場將保持持續增長態勢，未來繼續高速發展。
2.2 我國工業(ye) 軟件產(chan) 品市場占有分析
工業(ye) 軟件作為(wei) 智能製造的關(guan) 鍵基礎和核心支柱，對於(yu) 促進信息化和工業(ye) 化的融合、推動我國製造業(ye) 的轉型升級以及實現製造強國的目標具有十分重要的意義(yi) ，是國家信息技術水平的重要綜合體(ti) 現。前瞻產(chan) 業(ye) 研究院數據顯示，近年來，國內(nei) 工業(ye) 軟件市場保持快速增長，如經營管理類、生產(chan) 製造類等軟件在國內(nei) 已經得到了比較快速的發展，國產(chan) 軟件占據市場的比重達到一半以上，如圖4所示。
圖4 工業(ye) 軟件細分市場國產(chan) 軟件占有率
當前，我國工業(ye) 軟件總體(ti) 表現為(wei) 產(chan) 品類別較全，但軟件企業(ye) 整體(ti) 實力不強，軟件產(chan) 品主要集中在例如 OA（辦公自動化軟件）以及CRM（客戶關(guan) 係管理）等多種低門檻的軟件類型，國外軟件產(chan) 品仍是主流，稱霸軟件市場。《中國工業(ye) 軟件產(chan) 業(ye) 白皮書(shu) （2020）》數據顯示，在研發設計類軟件中，國產(chan) 軟件占比最低，隻占到市場 5% 的比重，且多數研發設計類工業(ye) 軟件僅(jin) 應用於(yu) 係統功能單一、工業(ye) 機理簡單、產(chan) 業(ye) 複雜度較低的領域。而在生產(chan) 製造類的軟件中，部分中國企業(ye) 已經掌握了一定的技術，但是與(yu) 國外工業(ye) 軟件巨頭相比，仍然存在較大的差距。經營管理類軟件方麵，國產(chan) 軟件占比達到 67%，占據了中國中小企業(ye) 大部分市場，但高端市場仍以SAP、Oracle為(wei) 主。運維服務類軟件方麵，國內(nei) 軟件主要關(guan) 注數據采集、監控等簡單能力，缺乏對數據應用和對決(jue) 策的輔助，底層核心技術依賴國外。國內(nei) 工業(ye) 軟件產(chan) 品無論是技術、性能，還是市場占有率，都與(yu) 國外的產(chan) 品存在一定的差距。國內(nei) 外工業(ye) 軟件主要品牌統計如表1所示。
3 我國工業(ye) 軟件發展中存在的問題
3.1 技術受到限製，產(chan) 品競爭(zheng) 力不強
工業(ye) 軟件的發展需要長期的時間積累與(yu) 技術進步，對工業(ye) 化與(yu) 信息化都有較高要求。歐美國家先後完成了三次工業(ye) 革命，積累了豐(feng) 富的工業(ye) 經驗，為(wei) 信息化的萌芽與(yu) 發展提供了良好基礎，並促進了工業(ye) 化、信息化的結合與(yu) 工業(ye) 軟件的誕生。在實踐中全麵而充分的試錯以及對於(yu) 經驗的總結，歐美地區的工業(ye) 軟件產(chan) 業(ye) 在市場規模、知識以及人才儲(chu) 備方麵都具有較大優(you) 勢。我國工業(ye) 化進程起步晚，基礎薄弱，在關(guan) 鍵技術、工業(ye) 需求結合方麵，核心技術掌握不足，部分核心算法需向國外廠商購買(mai) 。目前，我國麵向工業(ye) 軟件的開發生態尚未建立，數據采集和邊緣計算能力亟待提升，工業(ye) 專(zhuan) 業(ye) 技術領域微服務功能模塊賦能不足，產(chan) 品性能、穩定性與(yu) 用戶體(ti) 驗感仍有許多不足，工業(ye) 軟件市場占有率較低，國產(chan) 工業(ye) 軟件競爭(zheng) 力不強。
3.2 研發投入不足，缺乏政策支持
技術進步離不開資金支持。我國工業(ye) 軟件研發也曾取得一定成效，但隨著改革開放的深入，我國信息化開始走兩(liang) 化融合道路，國家補貼的資金主要用於(yu) 國外工業(ye) 軟件的購買(mai) 。在融資方麵，輕資產(chan) 因缺乏抵押品難以獲得銀行貸款，我國工業(ye) 軟件存在融資難、融資渠道不暢的問題，資金缺乏不能滿足工業(ye) 研發需求。與(yu) 我國相比，美國則高度重視工業(ye) 軟件研發，為(wei) 大力扶持工業(ye) 軟件產(chan) 業(ye) ，2018 年推出電子複興(xing) 計劃（ERI），計劃5年內(nei) 投入15億(yi) 美元，等同於(yu) 中國三個(ge) “五年計劃”投入的 50 倍。在政策支持方麵，中美差異較大，美國對工業(ye) 軟件的重視與(yu) 支持，是美國工業(ye) 軟件產(chan) 業(ye) 得以快速發展的根本所在。
3.3 專(zhuan) 業(ye) 人才稀缺，人才流失嚴(yan) 重
工業(ye) 軟件的發展離不來人才支持，據《關(guan) 鍵軟件人才需求預測報告》預測，到 2025 年，我國工業(ye) 軟件人才缺口將為(wei) 12 萬(wan) 。我國工業(ye) 軟件人才短缺，一是現有的學曆教育體(ti) 係和職業(ye) 教育體(ti) 係無法實現複合型人才培養(yang) 。作為(wei) 一個(ge) 跨學科的應用方向，工業(ye) 軟件涉及數學、機械、電氣傳(chuan) 動與(yu) 控製、計算機與(yu) 信息技術等多個(ge) 領域的知識，這對人才能力要求較高，培養(yang) 難度大。而目前大多數高校的專(zhuan) 業(ye) 設置存在偏差，一般為(wei) 單一的某個(ge) 專(zhuan) 業(ye) ，缺少複合型學院設置，每年培養(yang) 的高素質工業(ye) 軟件人才稀少。二是工業(ye) 軟件行業(ye) 收入低，人才流失嚴(yan) 重。當前，我國工業(ye) 軟件企業(ye) 職工收入遠低於(yu) 國外工業(ye) 軟件公司或者國內(nei) 遊戲、互聯網企業(ye) ，企業(ye) 內(nei) 部職工發展空間小，缺乏成長動力。職工付出與(yu) 回報不能適配，行業(ye) 高端人才流失嚴(yan) 重。
3.4 知識產(chan) 權保護滯後，創新能力受到製約
在用戶層麵，很多企業(ye) 知識產(chan) 權保護意識薄弱，沒有認識到產(chan) 權帶來的權利與(yu) 義(yi) 務，為(wei) 了節省成本選擇使用盜版軟件或者支持員工使用盜版軟件，忽視了盜版軟件的風險性以及可能帶來的危害。在知識產(chan) 權保護層麵，法律保護也需要加強。目前，部分企業(ye) 、高校、科研院所使用盜版軟件的成本近似於(yu) 無，盜版軟件擠占正版軟件的生存空間，市場出現劣幣驅逐良幣的現象。知識產(chan) 權保護意識缺乏、法律保護力度不夠，導致資本不願流向工業(ye) 軟件領域，嚴(yan) 重打擊了國產(chan) 工業(ye) 軟件研發的積極性。軟件業(ye) 保護嚴(yan) 重滯後於(yu) 軟件業(ye) 快速發展和企業(ye) 日趨強烈的保護需求，在一定程度上製約了國家工業(ye) 軟件自主創新能力，工業(ye) 軟件企業(ye) 競爭(zheng) 力進一步減弱。
4 我國工業(ye) 軟件發展機遇
4.1 國家層麵高度重視工業(ye) 軟件自主研發
雖然目前中國工業(ye) 軟件核心技術薄弱，產(chan) 品競爭(zheng) 力不強，但發展空間廣闊。中美經貿摩擦以來，多家中國企業(ye) 與(yu) 高校相繼被美國列入“實體(ti) 清單”，EDA、MATLAB 等工程軟件先後被禁用，我國高端製造行業(ye) 從(cong) 設計、分析到生產(chan) 管理全麵存在“卡脖子”的風險。國際形勢的變化，讓國產(chan) 化成為(wei) 趨勢。國家層麵開始意識到工業(ye) 軟件的重要性，不斷提高對工業(ye) 軟件的重視程度，在《中華人民共和國國民經濟和社會(hui) 發展第十四個(ge) 五年規劃和 2035 年遠景目標綱要》等多個(ge) 重要文件中提出，要構建自主可控、安全可靠、高端先進的國產(chan) 工業(ye) 軟件產(chan) 業(ye) 體(ti) 係，加快國產(chan) 工業(ye) 軟件發展速度勢在必行。與(yu) 此同時，資本層麵也開始將目光投向國產(chan) 工業(ye) 軟件領域，工業(ye) 軟件研發將獲得更多的資金支持，工業(ye) 企業(ye) 與(yu) 工業(ye) 軟件企業(ye) 合作不斷加深，國產(chan) 工業(ye) 軟件從(cong) 研發到應用的整個(ge) 流程會(hui) 更加暢通，形成產(chan) 研結合的完整鏈條。
4.2 需求的多樣化推動工業(ye) 軟件發展
工業(ye) 軟件覆蓋了產(chan) 品的全生命周期，應用於(yu) 所有工業(ye) 行業(ye) ，行業(ye) 內(nei) 細分領域眾(zhong) 多，客戶行業(ye) 差異大，需求多種多樣，由此形成了工業(ye) 軟件細分領域差異化的競爭(zheng) 格局。在中國從(cong) 工業(ye) 大國轉向工業(ye) 強國的過程中，各個(ge) 行業(ye) 對於(yu) 工業(ye) 軟件專(zhuan) 業(ye) 性的要求將不斷提高，解決(jue) 方案也將向專(zhuan) 業(ye) 化與(yu) 定製化發展。目前，全品類工業(ye) 軟件市場已經被國外工業(ye) 軟件巨頭占領，對處於(yu) 後發劣勢的中國工業(ye) 軟件企業(ye) 而言，專(zhuan) 注於(yu) 細分賽道，以鮮明的產(chan) 品行業(ye) 特色換取細分領域中較高的市場份額，也許是一種可行的選擇。另一方麵，國際公司很難高度貼合我國複雜的精細化場景業(ye) 務，國產(chan) 軟件企業(ye) 可以借此機遇，以滿足行業(ye) 需求為(wei) 出發點，以定製化為(wei) 宗旨，研發出滿足國內(nei) 特定環境下工業(ye) 行業(ye) 所需求的產(chan) 品。通過根植細分賽道，或將實現中國工業(ye) 軟件的崛起。
4.3 工業(ye) 軟件架構調整提供彎道超車機會(hui)
中國正處於(yu) 產(chan) 業(ye) 轉型升級的關(guan) 鍵時期，工業(ye) 企業(ye) 技術賦能需求迫切，工業(ye) 軟件起到重要作用。隨著大數據，人工智能、雲(yun) 計算的發展，工業(ye) 軟件已經進入新的時代，軟件的開發與(yu) 需求有了新的變化，工業(ye) 軟件架構將會(hui) 迎來新的調整。目前，工業(ye) 軟件的技術呈現碎片化問題，應用落地路徑在不同領域產(chan) 生巨大差異且不易快速複製，隨著工業(ye) 軟件的發展，解耦與(yu) 上雲(yun) 成為(wei) 必然趨勢。工業(ye) 軟件的產(chan) 品模式將由單一化、孤島化向一體(ti) 化、協作化轉變，開發模式逐漸向組件化、模塊化轉變，部署模式向雲(yun) 端遷移的步伐加快，原先的單機產(chan) 品整體(ti) 架構必然重建，軟件的開發與(yu) 使用也將更加方便靈活。技術的巨大變化給傳(chuan) 統的工業(ye) 軟件巨頭帶來了挑戰，削弱了其構築的競爭(zheng) 優(you) 勢，也降低了工業(ye) 軟件行業(ye) 的準入門檻，為(wei) 國內(nei) 軟件的快速發展甚至彎道超車提供了寶貴的機會(hui) 。
4.4 新技術為(wei) 工業(ye) 軟件架構調整提供支撐
在工業(ye) 軟件解耦與(yu) 上雲(yun) 的過程中，離不開新技術的支撐，工業(ye) 軟件對於(yu) 工業(ye) 互聯網、5G、雲(yun) 計算等需求與(yu) 融合發展正不斷增強。在我國新基建戰略的實施下，中國工業(ye) 互聯網平台在技術、管理、商業(ye) 模式等方麵都取得了一定進展；5G 研發支出遙遙領先，專(zhuan) 利數量位居全球首位，5G 建設與(yu) 商用探索也取得了一定突破和成果；雲(yun) 計算產(chan) 業(ye) 發展迅猛，保持 30% 以上的年均增長率，是全球增速最快的市場之一，在各個(ge) 領域獲得廣泛應用。在中國新技術蓬勃發展背景下，工業(ye) 互聯網、5G、雲(yun) 計算等智能信息技術的成熟，有利於(yu) 推動我國工業(ye) 軟件更好更快地發展。
5 結語
工業(ye) 軟件在設計和製造活動中具有基礎性、承載性屬性，一旦出現技術封鎖或安全問題，相關(guan) 短板將對國家產(chan) 業(ye) 安全構成重大危害。目前，國產(chan) 工業(ye) 軟件雖然數量不少，研發上也取得了一定成果，但是整體(ti) 水平不強，技術上與(yu) 國外軟件相比存在較大差距，缺乏行業(ye) 主導能力。自經貿摩擦以來，國內(nei) 多個(ge) 科研機構和公司被禁止使用 EDA、MATLAB 等重要工業(ye) 軟件，中國在工業(ye) 軟件領域麵臨(lin) “卡脖子”難題，發展國產(chan) 工業(ye) 軟件的重要性不言而喻。我國工業(ye) 軟件廠商應當把握新技術新市場帶來的機遇，突破技術壁壘，提高產(chan) 品競爭(zheng) 力，發展壯大國產(chan) 工業(ye) 軟件。
來源：蘭(lan) 光創新、新工業(ye) 網