第四章　工业软件

工业软件是针对工业领域应用开发的，面向工业企业研发设计、生产控制、运营管理等工业领域各流程的指令集合。工业软件蕴含工业领域专业知识和技能，通过软件化、程序化封装，使工业企业实现数字化设计、仿真、生产控制和流程自动化，包括CAD、CAE、EDA、MES、SCADA等传统工业软件，也包括在工业互联网平台上运行的工业App等新型工业软件。党的二十大报告强调，推进新型工业化，加快建设制造强国。工业软件在推进新型工业化过程中发挥重要的基础支撑作用。随着产业基础再造等各项政策措施的落地实施，我国工业软件供给能力持续优化。2022年，工业软件产品实现收入2407亿元，同比增长14.3%，为建设现代化产业体系提供了关键共性基础。

一、发展概况

（一）产业规模

进入“十四五”时期，党中央、国务院进一步明确新时期促进我国软件业高质量发展战略思路和重点举措，密集推出《“十四五”软件和信息技术服务业发展规划》《“十四五”信息化和工业化深度融合发展规划》《“十四五”智能制造发展规划》等系列政策。其中，工业软件作为基础工程之一，重要性逐步得到认可，工业软件共性基础技术攻关、核心产品供给、行业应用迭代等成为政策发力点，进一步部署攻关工业软件等重点任务，强化工业软件基础支撑作用。自2021年工业软件被首次列入国家重点研发计划重点专项开始，“工业软件”重点专项工作有序开展，且随着更多工业软件支持政策加速落地，工业软件发展步入快车道。公开资料显示，2017年至2021年我国工业软件市场规模分别为1293亿元、1477亿元、1720亿元、1974亿元和2414亿元，2022年工业软件市场规模继续维持在两千亿元以上，达到2407亿元。2017—2022年我国工业软件市场规模及增长如表4-1所示。

（二）产业结构

按应用场景和功能，工业软件大体可以分为研发设计类工业软件、生产控制类工业软件、信息管理类工业软件，以及与硬件紧密结合的嵌入式工业软件四大类。其中，研发设计类工业软件主要用于提升企业研发和设计效率，包括计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程（CAE）、计算机辅助制造（CAM）、电子设计自动化（EDA）、建筑信息模型（BIM）、产品生命周期管理（PLM）等；生产控制类工业软件主要服务于工业企业生产制造，包括制造执行系统（MES）、数据采集与监视控制系统（SCADA）、集散控制系统（DCS）、安全仪表系统（SIS）、可编程逻辑控制器（PLC）、现场总线控制系统（FCS）等；信息管理类工业软件主要用于企业日常经营管理，包括企业资源计划（ERP）、企业资产管理（EAM）、客户关系管理（CRM）、人力资源管理（HRM）、供应链管理（SCM）等；嵌入式工业软件主要是指嵌入在硬件产品或设备中的系统和软件，有通信设备、消费电子、工业控制和汽车电子四大类。

从细分领域看，我国研发设计类工业软件基础最为薄弱，国产化率最低，不足10%，中高端市场主要依赖国外产品供给；嵌入式工业软件发展较好，国产工业软件占比最高，超过50%；生产控制类和运营管理类工业软件依托国内巨大市场，产品性能和稳定性不断增强，国产软件市场占有率持续提升。

二、发展特点

（一）政策推动特点

在国家层面，重视工业软件基础支撑作用和技术创新突破。党中央、国务院及各部委高度重视软件产业，尤其是事关工业信息化命脉的工业软件产业。工业是我国支柱性产业，推进新型工业化是构筑大国竞争优势的迫切要求，工业软件作为制造强国和网络强国的工业基础工具，在助力推进新型工业化道路上发挥着重要作用。“十四五”时期，国家深入实施制造强国战略，实施产业基础再造工程，2021年2月，首次将工业软件纳入科技部国家重点研发专项，工业软件重要性被加强；《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》发布，强调通过创新驱动发展，补足产业基础，并明确由基础零部件及元器件、基础软件等“五基”组成的产业基础再造工程；工业和信息化部发布《“十四五”软件和信息技术服务业发展规划》，提出多项举措，合力发展工业软件，涉及研发、设计、仿真等各类工业软件，并提出加强供需对接，强化合作创新；多部门联合发布《“十四五”智能制造发展规划》，提出提升工业软件技术水平和市场竞争力要求，强化工业软件基础支撑作用，并细化工业软件市场化发展目标。党的二十大报告提出，以国家战略需求为导向，集聚力量进行原创性引领性科技攻关，工业软件是我国推进制造强国、网络强国的核心产品，必须将关键核心技术掌握在自己手里，从根本上保障国家经济安全和国防安全。

在地方层面，更加重视重点工业软件企业培育和工业软件深入融合应用深化。各地在贯彻落实制造强国、网络强国、数字中国等重要战略部署中，将工业软件作为支撑智能制造、产业数字化转型的基础工具，各省市相继出台工业软件支持政策，一些基础良好的省市更是基于本地优势，加速工业软件应用迭代，积极创建中国软件名城、名园，以软件产业集聚发展，做大工业软件产业。截至2021年底，共有14个城市被认定为“中国软件名城”，6个城市正在创建中。其中，苏州、青岛、重庆、沈阳等多地以发展工业软件为重要抓手，推进软件名城申报工作；上海、广州、成都等工业基础良好的地方纷纷出台工业软件高质量发展行动计划，加大供应软件产业扶持力度，培育工业软件龙头企业，支持共性基础技术研发，借助本地产业优势，加快新一代信息技术与先进制造业深度融合，在重点领域开展先行先试，构建国家工业软件产业发展高地。

此外，工业软件创新发展，人才起基础作用。工业软件兼具“软件”和“工业”双重属性，工业软件研发需要软件开发创新能力与工业产业操作能力兼具的复合型人才，而我国复合型人才培养机制尚不健全。为弥补我国工业软件巨大人才缺口，《特色化示范性软件学院建设指南（试行）》聚焦关键基础软件、大型工业软件等领域，培育建设工业软件等特色化示范性软件学院，明确工业软件学院建设目标、定位、建设思路和体制机制，首批确定14家高校围绕大型工业软件方向开展学院建设，开展特色化工业软件人才培养教育。

（二）企业发展特点

工业市场和需求庞大，带动国产工业软件产业发展。数据显示，我国制造业增加值占全球制造业比重由2012年的22.5%增长至2022年的30%左右，制造业规模连续13年居全球首位，而工业软件全球市场规模占比不足8%，与我国排名第一的制造业地位极为不符。当前，我国已经形成规模大、体系全、竞争力较强的制造业体系。与此同时，我国制造业智能化水平整体不高，转型需求强烈，国产工业软件市场需求和发展前景巨大。此外，受国际复杂环境影响，美西方多次对我关键软件（如EDA、MATLAB等）实施断供，我国制造业高质量发展受到挑战。没有工业软件，生产制造只能停留在机械自动化阶段；没有高端工业软件，高端装备无法设计、制造和运行；没有自主工业软件持续“造血”赋能，新型工业化难以实现。在我国数字化转型的关键时期，工业软件这一数字化底座的核心技术必须取得突破，这也为国产工业软件加速发展提供契机。

工业软件企业受到重视，国产工业软件企业在中低端市场发展良好。随着智能制造、产业数字化转型的实施，工业软件作为推动制造业高质量发展的关键要素的战略价值愈发凸显。我国工业软件企业持续受到关注，加大研发投入，在关键技术、市场占有率等方面取得阶段性成果。从企业供给能力看，在部分领域，借助庞大制造业应用场景，国产工业软件企业在特定行业实现突破。例如，中控技术的国产集散控制系统（DCS）在国内市场的占有率已超过30%，在化工、石化、建材3个行业排名第一；安全仪表系统（SIS）的国内市场占有率为25%，排名第二。从资本市场看，工业软件企业获得资本青睐，融资规模也较以往有较大提升，部分龙头企业基于规模优势正逐步迈向高端市场。数十家设计、仿真、生产控制等工业软件企业登陆国内资本市场，企业融资能力得到增强。Wind数据显示，2021年和2022年，共有15家工业软件企业上市，募集资金超过225亿元。

各类工业软件国产化水平参差不齐，发展国产工业软件任重道远。整体而言，尽管我国本土工业软件企业实力大幅提升，但是与国外相比，在市场规模和研发实力等方面还存在较大差距。从高端市场来看，基本被以达索系统、西门子、罗克韦尔、施耐德、Autodesk、PTC、SAP、Oracle、ABB等为首的大型工业软件龙头企业所占据。国产工业软件企业长期市场缺位，在研发基础、关键核心技术积累等方面无法与国外企业抗衡，国外软硬件组成联盟，提供完整解决方案，国内企业早期“重硬轻软”，软件未跟随机械硬件、装备获得长足发展。从细分市场看，各类工业软件企业发展水平差别较大。其中，嵌入式工业软件和生产控制类、信息管理类工业软件凭借庞大工业企业市场，孕育出一批龙头企业，在中低端市场发展势头良好。例如，生产控制类工业软件企业宝信软件，借助在特定行业优势，成为钢铁冶金MES领域的龙头企业；石化盈科也背靠石油化工产业需求，专注石油化工MES解决方案，成为该行业的龙头企业；用友和金蝶在ERP的中低端市场占有率约为70%，蓄力向高端市场发起挑战。研发设计类工业软件基础薄弱，仍以海外产品供给为主，国产化率最低，不足10%，存在较大发展空间。

（三）技术发展特点

技术趋势一：设计和仿真一体化。当前，CAD和CAE紧密联系起来，一些工业软件企业开始尝试跨越、整合两个领域，实现设计工具和仿真工具的无缝连接，即设计即仿真，将成为工业领域的标配。①CAD向CAE领域延伸，当前主流CAD软件（如SolidWorks、CATIA等）提供CAE分析功能，意味着制造端的前置，使得设计要承担更多传统上样机与测试的功能。②CAE向CAD领域兼容，实现CAE几何模型向CAD系统转移的能力，如Ansys提供实体建模工具，共享底层数据。③CAD和CAE集成，CAD和CAE软件均提供可调整的参数化模型。国外工业软件巨头通过并购重组，进一步完善产品线，向CAX+PLM一体化发展；我国中望软件也通过提升技术，打造设计、制造、仿真于一体的CAX平台。

技术趋势二：从工具向平台演进。“制造业服务化”的趋势促使工业软件从整个设计—制造过程中获取更多价值，催生了软件平台服务。工业软件供应商试图从整个设计—制造过程中进一步提取价值，将设计的前端和制造的后端直接连接起来。例如，达索系统耗费4.25亿美元收购制造业ERP软件公司IQMS，进一步扩展3DEXPERIENCE平台，计划以一体化的方式为中小型制造商提供解决方案。工业软件正逐步摆脱单一的工具属性，通过集成多种软件技术，成为支撑企业多项业务的使能平台。

技术趋势三：云计算颠覆软件开发和交付模式。随着工业软件平台化的推进走向正轨，工业软件也开始向云端迁移，工业互联网的快速发展为基于云原生的工业软件提供了绝佳的沃土。从供给侧看，工业软件云化成为全球趋势，工业软件国际巨头纷纷推出云化工业软件产品，如西门子推出的Teamcenter X、达索系统的3DEXPERIENCE等。我国华为、腾讯等云服务商也积极打造云原生工业软件生态，为国产工业软件云化提供基础保障。工业软件云化使得其商业模式从“一次买断”向“持续订阅”服务模式转变，通过订阅服务模式，建立和维系开发商和客户间长期稳定合作关系，培养国产工业软件使用习惯，形成国内用户客户群。Autodesk历时十多年基本完成订阅化；我国工业软件企业广联达在国内部分区域启动订阅式模式，和应用企业实现共赢合作、迭代优化。基于云的工业软件订阅模式正日益成为本地软件安装环境之外的一种选择。