布局工业软件,为什么是现在?

2022-03-29 09:00:35 江苏省企业技术改造协会 16

 与互联网等快速爆发的行业相比,工业软件需要十年磨一剑的钻研和坚持。这里已经没有低垂的果实,无论是在垂直细分领域杀出重围,在新兴产业与前沿技术加持下弯道超车,还是借助产学研融合跑出通路,都要做好长期陪伴行业成长的准备。

又一个难题

提到“卡脖子”大家首先会想到芯片,而从紧迫程度和长远需求来看,工业软件已成为与基础原材料、高端芯片并列的三大难题。近年来,我们看到业界及国家层面对于工业软件的关注不断加强,2022年两会期间,很多参会代表的提案让工业软件话题摆上了桌面。

作为数字经济时代工业领域的“皇冠”,以及“工业制造的大脑和神经”,工业软件已渗透和应用到工业领域的几乎所有核心环节。目前,中国规模以上的工业企业基本上都已经运用了工业软件来辅助生产和决策,即使是中小工业企业也大部分使用了1-2种工业软件。

也正是如此,工业软件在中美贸易战中被用作断供、“卡脖子”的具体手段,其发展直接关系到中国企业生存与发展,关系到产业链供应链安全稳定。

什么是工业软件

国标GB/T-36475-2018中,将工业软件定义为在工业领域辅助进行工业设计、生产、通讯、控制和工业企业业务管理的软件。

而对于工业软件的具体分类,目前业界尚没有没有统一的界定和标准描述。2019年,经国家统计局批准工信部发布的《软件和信息技术服务业统计调查制度》中,将工业软件划分为产品研发设计类软件、生产控制类软件、业务管理类软件。

基于该标准可以看到,2021年,我国软件和信息技术服务业累计完成软件业务收入94994亿元,其中,工业软件占比2.5%。

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▲2021年软件业分类收入占比情况

而在产品生命周期的维度上,业界最常见的划分方式是将工业软件分为四大类别:研发设计、生产制造、经营管理、运维服务。

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工业软件之路有多远

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设计研发软件:技术壁垒最高

研发设计类工业软件以CAE、CAD、EDA为代表,主要作用是提升企业在产品研发工作领域的能力和效率。

这类软件具有体量小、集中度高、开发难度大、开发周期长、资金需求高等特征,是工业软件中非常重要的一个类别,也是国内最薄弱的一个环节,国内厂商市场份额仅5%左右,且多数研发设计类工业软件仅应用于工业机理简单、系统功能单一、行业复杂度低的领域。

生产制造类:市场规模最大

生产制造类软件主要在工业产品生产和制造过程中进行数据采集、分析和决策,负责生产管理、物料管理、质量管理、设备管理、能耗管理等。

在工业软件中生产制造类软件市场规模大,2020年生产控制类软件业务完成量为685亿元*,在工业软件结构中占比最高。

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▲工业软件中的各项占比

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▲中国生产制造类工业软件主要类型及占比

DCS、SCADA、PLC国内厂商规模相对较小,主要集中在中低端的细分市场,虽然单项产品具有不错的实力,但是缺少智能工厂整体数字化解决方案。当前国内MES公司在某些细分领域具有行业竞争优势,但与国外 MES 软件产品相比,在技术深度与应用推广方面还存在一定差距。

经营管理类:国产化进程最快

经营管理类软件的作用是管理和协作,其中ERP是应用最多的软件。

国内外经营管理类工业软件从功能性上来讲并无差异,但由于国外厂商本身发家早,下游客户体量更加庞大、业务更加复杂,国际厂商的软件更加适用于超大、跨国企业。而国内厂商的软件则更轻量级,目标客户体量更小一些,优点是项目实施周期也更短,配合实施的人力也更少。

经营管理类软件在中低端市场占有率高,已经出现诸如金蝶、用友等代表厂商。该软件市场规模接近500亿,高端领域可替代空间大。

运维服务类:前景可期

运维服务类软件是专门生产设备进行维修和保养的系统,最早源于航空领域,目前普遍应用于航空、军事、轨道交通、工程机械等领域。

国内软件更多关注数据采集和监控,缺乏对数据应用和对决策的辅助,底层核心技术依赖国外。国内相关MRO 产品、技术、功能还是市场占有率等方面,都与国外的产品存在一定的差距。

工业软件为什么难

在市场需求和政策支持的双重带动下,中国工业软件行业迈上快车道。2021年,我国工业软件产品实现收入2414亿元,同比增长24.8%,然而这距离制造业发展需求仍有巨大差距。缺乏体系化竞争力,核心技术缺失,工业软件人才短缺都是国产工业软件要迈过的坎儿。

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▲中国工业软件发展的主要难题

研发难度大,周期长

相对于一般软件,工业软件研发难度大、体系设计复杂、技术门槛高、硬件开销大、复合型研发人才紧缺、对可靠性要求较高,因此研发周期长、研发迭代速度慢。

据估计,一般大型工业软件的研发周期需要3-5年的时间,要被市场认可则需要10年左右。2013年的一项调查显示,开发一款原生的移动APP需要大约18周时间,现在的时间会更短。

基础科学+工业积淀

工业软件脱胎于工业,同时具备软件的基因,仅靠软件工程师是无法编写工业软件的,工业软件的开发需要软件工程师和工业领域的专家共同合作,需要学科的深度融合。

从工业软件的起源来看,国外大多为工业巨头自身的需求驱动,他们提供企业真实的工作场景作为开发需求输入和使用验证输出,然后不断反馈修改意见,让软件快速迭代修改。

中国工业软件企业多以IT企业为主,缺少坚实的工业基础和背景。而传统的工业企业重“制造”而轻“研发设计”,很多工业企业都是以代工起家,他们对自动化生产等硬件要求高,对软件缺乏一定的重视,一程度上导致了自主创新能力的不足。

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并购筑壁垒

国外的工业软件在上个世纪80-90年代,经历了群雄崛起、诸侯争霸的纷争阶段,通过大量并购加速拓展产品线,逐步形成从研发设计、生产制造到运维管理的全产业链供应闭环,构筑起进入壁垒,导致以点工具为主要发展模式的国内工业软件进入市场更加困难。

人才缺口大

工业软件研发跨学科、跨领域,对人才的跨学科理论知识和产业实践经验都有较高要求。而当前,国内面临着较为严重的工业软件人才短缺问题,工业软件师资队伍严重不足,已经是个不争的事实。

“制造业不如互联网,互联网不如卷烟厂”并不是段子,在互联网的语境下,与其焦虑和质疑年轻人的选择,如何切实提高行业的竞争力,可能才是工业软件发展的关注重点。

缺乏统一标准

缺乏统一的软件标准,用户企业的产业链上下游采购不同主流厂商的软件,数据格式、接口标准难以协同,即使通过格式标准转换也存在重要特征信息丢失的问题,使得国产软件间无法形成合力,难于与国外一体化的平台软件相抗衡。

关于工业软件的建议

有了芯片问题的前车之鉴,近年来工业软件的发展引起重视。今年的政府工作报告再次提及产业数字化,并提及工业互联网,明确提出提升关键软硬件技术创新和供给能力。2022年两会期间,很多参会代表也带来了关于自主工业软件发展的提案。

1.加大政策扶持力度。

2.加强融资贷款扶持。

3.强化知识产权保护。

——全国政协委员、黑龙江省政协副主席 庞达

相关鼓励扶持政策首先围绕人才战略下功夫,填补关键基础软件技术的人才缺口。

——重庆璞雨为科技创新中心有限公司执行董事 高珏

1. 工业软件的价值,需要依靠“用”积累迭代。研发端与应用端密切配合,加速协同发展。

2. 以工业企业制造应用需求为市场导向,联合高校和科研院所共同攻关,加快工业软件在工业领域应用场景下的长期迭代。

——中国化学工程集团党委副书记 刘德辉

1. 将汽车工业软件纳入关键核心软件攻关工程,聚焦核心、单点突破,着力突破“卡脖子”技术瓶颈;

2. 加强国产工业软件标准化各项工作,积极构建开放协同的国产工业软件标准体系,积极有效参与相关国际标准规则的制定修订;

3. 以汽车产业作为国产软件应用的突破口,实施应用牵引、场景驱动,集中资源相互赋能、相互协同。

——全国人大代表、广汽集团董事长 曾庆洪

1. 以工业互联网构筑“数字经济”产业底座,将其作为串联区域经济转型升级的主脉络;

2. 鼓励打造城市级工业互联网综合服务平台,为企业提供“一键在线全覆盖”的全生命周期服务;

3. .引导产业链龙头企业与工业互联网平台企业共建垂直行业平台。

——全国人大代表,海尔集团董事局主席、CEO 周云杰

1. 构建开源代码的安全风险评估机制;

2. 明确软件企业承担起开源软件的全生命周期安全管理;

3. 参与国际开源社区,促进国际开源软件的漏洞挖掘。

——全国政协委员,360集团创始人、董事长 周鸿祎

1. 建设大型工业设计软件国家级公共知识库共享平台。

2. 发挥基础软件开发商、行业软件二次开发商和企业的客户化开发等各级主体的特长,推进软件商业化的积极性。

3.组建大型工业设计软件“国家队”进行基础通用软件开发,在此基础上针对行业特点进行二次拓展性开发。

——全国政协委员、江南造船(集团)有限责任公司总工程师 胡可一

工业软件长路漫漫

市场需求和政策驱动是工业软件前行的双轮。作为世界制造大国,对于第一个要素毋庸担心,而在政策驱动方面,近年来相关政策已经不断出台。

例如,在“十四五”期间,工业和信息化部组织实施产业基础再造工程,将工业基础软件与传统“四基”——关键基础材料、基础零部件、先进基础工艺以及产业技术基础合并为新“五基”。

2021年2月,科技部发布《关于对“十四五”国家重点研发计划首批18个重点专项2021年度项目申报指南征求意见的通知》,工业软件首次入选国家重点研发计划重点专项。未来,预计相关产业政策会进一步加速落地。

道阻且长,行则将至。国内工业软件的发展在经历了纯软件阶段,协同应用阶段之后,正迈向“工业云”阶段,这对于打破工业软件的格局可能是一个切口或者契机。而对于国内企业来说,想要在这场竞争中突围,过硬的实力,充足的资金,转瞬即逝的市场机遇和陪伴产业走下去的决心,缺一不可。


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