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行業(yè)定義及發(fā)展歷程

工業(yè)軟件指應用于工業(yè)領域，以提高工業(yè)企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、管理水平和工業(yè)裝備性能為目的的應用軟件，包括在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上運行的工業(yè)APP和非工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上運行的傳統(tǒng)工業(yè)軟件。工業(yè)軟件是工業(yè)專業(yè)知識與技能軟件化的重要表現(xiàn)，極大推進了工業(yè)技術、知識、流程的程序化封裝與復用。

發(fā)展驅(qū)動因素

制造業(yè)體量大，然而智能化水平不足，轉(zhuǎn)型需求強烈。中國制造業(yè)體量龐大，增長迅速，根據(jù)工信部數(shù)據(jù)，中國制造業(yè)增加值占全球比重由2012年的22.5%提升到2022年的近30%，是世界第一制造業(yè)大國。與此同時，中國制造業(yè)智能化水平不足，部分工種人工依賴性高，且行業(yè)附加值較低。在人口紅利逐漸消失的大背景下，制造業(yè)整體成本不斷拉高，智能化轉(zhuǎn)型的必要性進一步凸顯。

關鍵技術面臨“卡脖子”風險，國產(chǎn)化替代潛力大。在工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)鏈多個環(huán)節(jié)，中國仍受制于歐美國家的貿(mào)易制裁及技術封鎖。例如，智能機床仍依賴歐洲供給，EDA等相關工業(yè)軟件的“斷供”案例屢見不鮮，半導體出口限制加碼。當前各類工業(yè)軟件國產(chǎn)化水平參差，研發(fā)設計類軟件實力較為薄弱，國產(chǎn)替代存在極大發(fā)展空間。

新技術突破與應用降低工業(yè)軟件成本，推動規(guī)?；瘽B透。5G、人工智能、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生等技術在智能化改造等場景中實現(xiàn)大規(guī)模應用，提升了上游軟硬件產(chǎn)品參數(shù)與性能，同時降低研發(fā)生產(chǎn)成本，加快了項目交付速度，從而促進工業(yè)軟件產(chǎn)品的規(guī)模化滲透。

扶持政策頻出，推動制造業(yè)智能化、工業(yè)軟件國產(chǎn)化。二十大提出集聚力量進行原創(chuàng)性引領性科技攻關，加快實施一批具有戰(zhàn)略性全局性前瞻性的國家重大科技項目；加快實現(xiàn)高水平科技自立自強。工業(yè)軟件作為推進智能制造的核心產(chǎn)品，其自主可控進程亟待推進。近三年來，國家級政策從工業(yè)軟件重點發(fā)展類型、重點應用行業(yè)等方面明確了行業(yè)發(fā)展方向。

發(fā)展現(xiàn)狀

全球工業(yè)軟件市場規(guī)模持續(xù)上升，中國市場增速更加迅猛。根據(jù)工信部數(shù)據(jù)，全球工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)規(guī)模自2012年起持續(xù)上升，2021年規(guī)模達4,561億美元，9年CAGR達5.4%。中國工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)規(guī)模由2012年的729億元上升到2021年的2,414億元，9年CAGR達14.2%，約為全球增速的3倍，中國工業(yè)關鍵產(chǎn)業(yè)規(guī)模占全球規(guī)模比重也由2012年的4%上升到2021年的8%。產(chǎn)業(yè)規(guī)模高速增長反映出中國制造業(yè)向高端制造持續(xù)轉(zhuǎn)型，國家及地方層面政策對工業(yè)信創(chuàng)的支持力度大，企業(yè)強化核心技術自主研發(fā)，在核心技術、業(yè)務模式、業(yè)務領域等方面均實現(xiàn)突破。

產(chǎn)業(yè)鏈結構清晰，鏈上企業(yè)偏好向多個功能或應用領域進行全產(chǎn)業(yè)鏈布局。工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)鏈由上游軟硬件設備、中游不同類型的工業(yè)軟件、下游具體應用行業(yè)構成。

上游硬件設備包括芯片、服務器、存儲、固件等，為上層軟件提供算力支持及使用載體；操作系統(tǒng)是核心底層基礎軟件，負責控制、管理、調(diào)度整個計算系統(tǒng)的硬件資源和軟件資源；開發(fā)工具是軟件開發(fā)人員用于創(chuàng)建、修改、管理、調(diào)試不同類型軟件的計算程序；中間件是介于操作系統(tǒng)和應用軟件之間的獨立功能軟件，能夠為應用軟件提供服務，中間件能夠?qū)崿F(xiàn)底層系統(tǒng)和業(yè)務邏輯的解耦，屏蔽底層操作系統(tǒng)的復雜性，避免研發(fā)人員在不同系統(tǒng)軟件上移植程序而重復工作，提升研發(fā)效率。

中游工業(yè)軟件細分領域眾多，按功能差異，業(yè)內(nèi)普遍將其劃分為經(jīng)營管理、研發(fā)設計、生產(chǎn)制造、工業(yè)嵌入式、協(xié)同集成五大類別，其中，工業(yè)嵌入式軟件市場份額最大，占比達57.4%。從國產(chǎn)化率來看，中國發(fā)展尚不均衡，在研發(fā)設計板塊較為薄弱，國產(chǎn)化率僅為5%，而經(jīng)營管理類軟件企業(yè)發(fā)展相對成熟，國產(chǎn)化率達70%。

從下游應用行業(yè)來看，工業(yè)軟件的主要應用行業(yè)可分為離散型制造業(yè)和流程型制造業(yè)，其中，離散型制造業(yè)主要包括汽車、電子半導體、機械、航天航空，而流程型制造業(yè)則主要有能源、鋼鐵、石油石化、醫(yī)藥、冶金、電力、水泥、造紙等。離散型制造業(yè)是由設計驅(qū)動的，產(chǎn)品功能、性能、可制造性等主要在設計階段確定或解決，因而對研發(fā)設計類軟件存在較強依賴性。而流程型制造業(yè)生產(chǎn)過程流程長、工序多，設備繁多、工藝復雜、不確定性干擾因素較多、專業(yè)覆蓋面廣，研發(fā)生產(chǎn)過程中面臨的首要問題是制造過程的有效管控，旨在保證產(chǎn)品質(zhì)量、成本控制、交貨進度，新品種開發(fā)的需求相對較小，因而對生產(chǎn)制造、經(jīng)營管理類工業(yè)軟件需求更大。

工業(yè)軟件企業(yè)形成了以功能為橫坐標，以應用行業(yè)為縱坐標的交叉式分布格局。橫向來看，CAD、ERP等軟件的行業(yè)屬性較弱，更偏通用，易于誕生能橫跨多個行業(yè)的綜合型廠商；縱向來看，工業(yè)軟件涉及的細分行業(yè)眾多，行業(yè)間技術壁壘較高，因而誕生了眾多專注于細分行業(yè)的小而美企業(yè)，對于該類垂類企業(yè)來說，從功能維度縱深發(fā)展，形成應用于多個工業(yè)場景的產(chǎn)品矩陣是其持續(xù)增長的主要路徑。

國內(nèi)工業(yè)軟件企業(yè)在發(fā)展過程中仍面臨諸多考驗，主要包括：

創(chuàng)新能力有待提升：廠商仍處于滿足個性化需求階段，難以進行共性需求的提煉，無法形成可移植、可復用的系統(tǒng)性軟件，項目的實施周期難以保證，仍需探索平衡個性需求與共性需求的發(fā)展路徑。

高端研發(fā)設計類軟件存在“卡脖子“現(xiàn)象：研發(fā)設計類軟件知識較為密集，需要大量的工程設計經(jīng)驗及數(shù)據(jù)模型來支撐，在缺乏專用研發(fā)設計軟件的支撐下，新產(chǎn)品、新工藝的設計和開發(fā)難以開展。在國內(nèi)，此類軟件仍由國際工業(yè)軟件巨頭壟斷。

品牌影響力缺乏：大多數(shù)的工業(yè)軟件企業(yè)采用項目型商業(yè)模式，“以工程養(yǎng)產(chǎn)品”在行業(yè)內(nèi)較為普遍，工業(yè)軟件公司逐步發(fā)展為工程集成性公司，企業(yè)為求以最低成本完成工程不惜降低產(chǎn)品質(zhì)量，缺乏主動打磨產(chǎn)品質(zhì)量的能動性，因而難以形成具有競爭力知名品牌。

綜上，工業(yè)軟件國產(chǎn)化任重道遠，仍需企業(yè)、政府、資本等多方協(xié)同發(fā)力。對于企業(yè)來說，通過長期項目積淀形成拳頭產(chǎn)品擴大用戶規(guī)模，后以橫縱向拓展建立跨行業(yè)、多功能的平臺生態(tài)，是實現(xiàn)國產(chǎn)替代的主要路徑。

發(fā)展趨勢

云化：單機架構的工業(yè)軟件存在使用門檻高、成本高、通用性差、交付周期長等問題，云計算架構下的工業(yè)軟件算力實現(xiàn)百倍增長，且能夠調(diào)動云上AI服務、數(shù)字孿生服務等大量服務。用戶能在不下載客戶端的情況下便捷使用，且存儲在云端的數(shù)據(jù)能夠更好地融合打通并轉(zhuǎn)化成資產(chǎn)和工業(yè)模型，云化的工業(yè)軟件能更快實現(xiàn)知識、技術的更新迭代。

一體化：不同功能、品牌、學科的工業(yè)軟件間底層邏輯、數(shù)據(jù)格式、應用場景存在區(qū)別，易產(chǎn)生信息孤島，在一個完整工業(yè)流程中的數(shù)據(jù)、指令、信號難以實現(xiàn)流暢傳遞，導致生產(chǎn)鏈條難以有效承接，為提升研發(fā)及生產(chǎn)效率，工業(yè)軟件的一體化集成成為軟件廠商及工業(yè)企業(yè)的關注重點，國外廠商在一體化方面逐步形成合力，大型工業(yè)軟件企業(yè)通過并購垂類企業(yè)擴展產(chǎn)品線，實現(xiàn)交叉營銷，大型工業(yè)企業(yè)則通過并購工業(yè)軟件企業(yè)以完善自身的工業(yè)自動化產(chǎn)品。

AI技術輔助決策：在研發(fā)領域，AI能夠使得設計操作流程更加簡單、方便。創(chuàng)成式設計是基于AI技術的工業(yè)軟件重要落地應用方向，該技術能夠根據(jù)現(xiàn)實制造條件和產(chǎn)品性能要求，生成多個CAD解決方案，從而簡化設計流程，優(yōu)化設計方案，開發(fā)出獨特的解決方案和零件幾何形狀。當前ChatGPT已經(jīng)能夠應用于Autodesk、Dassult等廠商的CAD/CAE相關產(chǎn)品中，以設計規(guī)劃、嵌入軟件中的助手工具或插件等形式存在。在CAD領域，ChatGPT能夠根據(jù)用戶自然語言描述生成工業(yè)研發(fā)設計軟件代碼，但仍未達到實用水平。此外，ChatGPT還有望應用于信息搜索與歸納、軟件需求分析與設計、優(yōu)化工業(yè)軟件設計和研發(fā)參數(shù)、集成更智能的軟件助手等。AI技術在工業(yè)軟件中的應用處于起步階段，尚未實現(xiàn)大規(guī)模應用，這也正是中國實現(xiàn)彎道超車的重要機遇。