導讀：根據工業軟件常用分類方式，將工業軟件劃分為研發設計類軟件（CAD/CAM/CAE/EDA/PLM/六性軟件等）、生產制造類軟件（PLC/DCS/SCADA/MES等）、經營管理類軟件（ERP/SCM/EAM等）、運維服務類軟件（MRO/PHM等）和新型架構類工業軟件。橫向比較各個細分領域，產品類別齊全但發展不均衡。
綜合2019年國產工業軟件細分領域占國內的市場份額的數據（見圖2-3）、2019年國內市場前十大供應商中國內外企業數量對比的數據（見圖2-4），以及我們對30余家知名工業軟件供給側企業和28家頭部工業軟件需求側企業的調研結果得出，95%的研發設計類工業軟件依賴進口，國產可用的研發設計類產品主要應用于工業機理簡單、系統功能單一、行業復雜度低的領域。例如，中望龍騰、山大華天、數碼大方等公司的三維CAD產品在模具、家具家電、通用機械、電子電器等行業應用較為廣泛。▲圖2-3 2019年國產工業軟件細分領域占國內的市場份額▲圖2-4 2019年國內市場前十大供應商中國內外企業數量對比
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從龍頭企業數量的角度來看，研發設計類各細分領域的前十大供應商中，國內企業數量處于明顯劣勢。
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生產制造類工業軟件占據50%的國內市場，在部分領域已經具備一定實力，涌現了上海寶信、和利時、浙江中控等行業領軍企業，但在高端市場中還不占優勢。
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經營管理軟件占有國內70%的市場份額，但高端市場領域仍以SAP、Oracle為主。例如調研發現，國內有些企業在創建初期使用國產ERP軟件，但當企業發展到一定規模時，因國產軟件功能難以支撐業務需求，企業將國產ERP軟件替換成SAP，出現了逆國產化現象。
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70%的運維服務類工業軟件依賴進口，國內運維服務類工業軟件較多關注數據采集與數據監控以及簡單的評估預測能力，缺少成熟的工程應用，缺乏數據和經驗積累。
研發設計類軟件主要包括計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助工程（CAE）、電子設計自動化（EDA）及新興的系統級設計與仿真軟件等。目前，國內部分軟件廠商雖然有了一定的產品和客戶積累，但傳統國產研發設計類軟件還存在整體水平不高、關鍵技術對外高度依存等問題。國產新興系統級設計與仿真軟件整體水平與國外差距不大，但目前尚處于技術導入推廣階段與市場培育成長期，市場規模不大，將其暫歸入CAE一并闡述。2018年全球3D CAD軟件市場規模約為86.6億美元，由法國達索系統公司（Dassault Systemes）、德國西門子公司（Siemens）和美國參數技術公司（PTC）三家壟斷，占據全球市場份額的60%以上。國內CAD軟件市場規模約為7.33億美元，占比8.5%，95%以上的市場被國外軟件所占據，主要有法國達索系統（32%）、美國PTC（18%）、西門子（18%）、美國Autodesk（20%）、美國Bentley（6%）等。國內CAD軟件的公司主要有中望龍騰、山大華天和數碼大方等，雖然出現了中望3D、SINOVATION等國內領先的產品，但是在功能上與國外軟件相差較大，未能實質性地打破國外軟件的壟斷。CAM軟件是CAD軟件的“同根兄弟”，從國內外一流企業發展趨勢上看，CAM軟件逐漸融入CAD軟件中。根據CIMDATA的統計，CAM軟件市場的年平均增長率大約在5%～7%。我國的數控機床的產量、進口量和保有量均排在世界的首位，2020年我國數控化率約為45%，距離制造強國的80%數控化率還有比較大的差距，但也表明我國CAM軟件未來在數控機床業帶動下，還有比較大的發展空間。2018年全球CAE軟件市場的規模為65.75億美元，國內市場規模約為6億美元，占比約為9%。全球CAE市場的12大領導廠商處于壟斷地位，占據國際市場的95%以上，有美國ANSYS、MathWorks，德國西門子，法國達索系統、ESI Group等。國外CAE軟件覆蓋范圍廣、功能完善，并逐漸在數據傳輸等技術上與其上下游產品打通，形成CAD/CAE/CAM/PDM一體化綜合軟件平臺。國產通用CAE軟件有安世亞太PERA SIM、英特仿真INTESIM、前沿動力ADI.SimWork、中船重工奧藍托前后處理器simWorks等，主要包括多款多物理場仿真及優化平臺軟件和綜合仿真及優化平臺軟件，相比于國外通用CAE軟件，關鍵技術自主可控程度較低，并且在產品化、集成化和規?；吓c國外軟件還有非常大的差距。專用CAE軟件主要有大連理工大學開發的JIGFEX、中國飛機強度研究所開發的HAJIF、中國科學院數學與系統科學研究所開發的FEPG等，但這些專用CAE產品在覆蓋度、成熟度、易用性等方面相比國外軟件仍有較大差距。國產新興系統級設計與仿真工業軟件有同元軟控MWorks，其自主程度較高并具有底層求解內核，已在系列重大型號工程中開展驗證應用，并出口歐美為國外大型工業軟件廠商提供內核授權，整體水平位居國際前列。2018年全球EDA軟件市場規模為97.15億美元，國內市場規模為5.03億美元，占比5.1%。EDA市場主要由美國Synopsys、美國Cadence和德國Mentor Graphics三家廠商壟斷，它們占全球市場的份額的60%以上，占國內市場份額95%以上，華大九天、芯禾科技、廣立微等國內EDA廠商占據國內市場份額不足5%。國內廠商以提供點工具為主，僅有華大九天一家可以提供面板和模擬集成電路全流程設計平臺，其他的廠商只能提供某領域內的部分工具，如芯禾科技僅可以提供射頻設計中的三維電磁仿真、信號完整性分析、電源完整性分析以及參數分析工具。三巨頭（Synopsys、Cadence、Mentor Graphics）經過一系列收購并購基本打通EDA全流程工具鏈，能夠覆蓋全領域的設計需求。相比之下國內EDA廠商還需要進一步加快研發覆蓋全領域的全流程設計平臺的步伐。生產控制類軟件（PLC/DCS/SCADA）和制造執行軟件（MES）是生產制造類軟件的主體。2018年全球PLC的整體市場規模約為130億美元，中國PLC的整體市場規模約為150億元，比2017年增長約14%。2018年全球DCS的整體市場規模約為65億美元，中國DCS的整體市場規模約為100億元，比2017年增長約15%。2018年全球SCADA的整體市場規模約為60億美元，中國SCADA的整體市場規模約為90億元，比2017年增長約12%。整體上2018年中國的DCS、PLC和SCADA的市場規模約340億元，其中工業軟件份額約占50%，約170億元。國外流程制造行業的軟件產品特色主要在于高效的先進控制功能和完善的產品線，可以提供從基礎控制、優化控制、生產管理到仿真測試的一站式解決方案。然而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。2018年，中國MES的市場規模繼續保持較穩定增長，市場規模增長至33.9億元，同比增長22.0%。預計到2020年，中國MES市場規模將達到77億元左右。MES軟件屬于一種承上啟下的工業軟件：上接ERP或PLM軟件，下接PLC/DCS/SCADA軟件。目前國內MES軟件產品種類較多，在流程型行業和離散型行業均得到了應用，但在其功能及行業側重點上有所不同。MES在離散型行業應用時，側重于生產過程的管控，包括生產計劃制訂、動態調度、生產過程的協同及庫房的精益化管理等。由于設備種類不同、廠家不同、年代不同、接口形式與通信協議不同，在數據采集方面，離散型行業也比流程型行業的難度要大。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。目前，全球MRO業務市場以1.72%的復合年增長率（CAGR）增長，預計到2020年將保持增長率并達到6600億美元的市場價值。據預測，僅民航行業到2022年我國航空維修市場規模將達到近100億美元，年復合增長率達到8.6%，高于全球平均水平，具有廣闊的市場前景。在國外，國際大型的科技或信息企業開發自有MRO產品，同時相關產品在航空、能源、工程機械等領域得到廣泛的應用，主要包括Oracle公司的綜合維護、維修和大修管理系統（Complex MRO）、SAP的SAP MRO、西門子的Teamcenter MRO、IBM的Maximo和AuRA等。在國內，主要有北京博華信智科技股份有限公司基于設備故障機理、CPS、大數據分析、RCM等技術研發的設備全生命周期管理平臺、安徽容知日新的iEAM系統、北京神農氏軟件有限公司開發的“SmartEAM設備管理系統”。國內相關MRO產品不論是產品技術、功能還是市場占有率等都與國外的產品存在一定的差距。2018年，我國ERP的市場規模達415億元。國內廠商占據市場份額70%，代表廠商是用友、浪潮和金蝶等。國內ERP廠商的產品主要占據中小企業市場，大中型企業的高端ERP軟件仍以SAP、Oracle等國外廠商為主，占國內高端市場份額的60%。國內ERP廠商起步較晚，我國高端ERP軟件的技術水平、產品能力和產業規模均與我國制造大國地位不匹配。超過半數的跨國企業、集團型央企和大型企業使用國外ERP；在軍工領域浪潮和用友有ERP解決方案與應用案例，但核心業務模塊（如供應鏈和生產管理）仍使用SAP。工業APP是基于工業互聯網，承載工業知識和經驗，滿足特定需求的新型工業應用軟件，是工業技術軟件化的重要成果。工業APP的出現加速了工業知識的積累，促進工業向數字化、網絡化、智能化發展。工業互聯網為工業APP的發展帶來了強大的活力和增長機遇，基于全新架構和理念開發出來的工業APP，為工業軟件的研制、應用與發展提供了更好的技術路徑與應用實踐。目前，工業APP的數量、效果、用戶下載量已經成為工業互聯網平臺是否成功的關鍵指標。近年來，我國政府相繼出臺了大量政策來推動工業APP的發展。2017年11月，國務院印發《關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》，其中提出實施百萬工業APP培育工程：到2025年，形成3～5個具有國際競爭力的工業互聯網平臺，培育百萬工業APP，實現百萬家企業上云，形成建平臺和用平臺雙向迭代、互促共進的制造業新生態。2018年5月，工信部印發《工業互聯網APP培育工程實施方案（2018-2020年）》，該文件在系統研究制約工業APP培育的基礎性和系統性問題的基礎上，提出了至2020年的工業APP培育的總體要求、主要任務和保障措施，明確了工作推進時間進度。美國通用電氣預測2020年工業APP全球市場規模將超過2250億美元。我國工業互聯網增加值規模呈逐年增長態勢，2019年工業互聯網增加值規模為3.41萬億元，占GDP比重為3.44%。其中長三角地區工業互聯網產業增加值規模最高，2019年市場規模達到7205.76億元。2019年，我國重點區域的工業互聯網產業增加值規模占GDP的比重均在3%～4%。據中國工業技術軟件化產業聯盟統計，2020年12月底，我國工業技術軟件化率達到50%，面向特定行業、特定場景的工業互聯網APP培育數量超30萬個，繁榮工業互聯網平臺應用生態、促進工業提質增效和轉型升級的支撐作用初步顯現。關于作者：陳立輝，現任工業和信息化部電子第五研究所所長兼黨委副書記，高級工程師。中國工業技術軟件化產業聯盟理事長。長期從事電子產品、信息技術產品檢測認證和技術研究工作，參與多項國家標準、行業標準的起草和修訂。2017年榮獲中國電子學會科學技術三等獎、工業和信息化部國防科技進步二等獎，2019年榮獲工業和信息化部國防科技進步三等獎。
本文摘編自《求索：中國工業軟件產業發展之策》，經出版方授權發布。
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