世界处于百年未有之大变局，大国战略博弈进一步聚焦制造业，美国“先进制造业领导力战略”、德国“国家工业 战略 2030”、日本“社会 5.0”等以重振制造业为核心的发展战略，均以智能制造为主要抓手，力图抢占全球制造业新一轮竞争制高点。我国制造业增加值多年维持全球第一，但长期处于价值链的中低端，制造大国向制造强国的转变中，工业软件作用举足轻重，EDA/MATLAB断供事件，更是倒逼国产工业软件加速发展。

　　工业软件在国内因起步较晚，高端核心技术长期被外国垄断，中国制造业规模占全球的近30%，但国产工业软件的市场份额不足6%，工业软件正在成为我国由制造大国走向制造强国迈进的主要瓶颈。本文以工业软件堵点、出路为题，对此进行一些探讨。

　　一、我国工业软件堵点

　　工业软件是工业知识软件化的结果，指将数学、物理、化学、电子、机械等多学科知识进行融合并软件化，使工业软件成为智能工具，起到定义工业产品、控制生产设备、完善业务流程、提高运行效率等作用，其核心价值在于帮助工业企业提质、降本、增效，提高企业在高端制造中的竞争力。

　　2021年，我国工业软件产品实现收入2414亿元，同比增长24.8%。而近5年，全球工业软件市场规模平均增速维持在6%。我国开始进入工业化进程后期，工业软件需求缺口大。工业软件与先进制造一同成长，德国、美国、英国已完成工业化进程，凭借深厚的工业积累，已诞生百亿欧元体量的巨头公司。海外工业软件巨头均诞生于工业强国的转型时期，产品与产业融合不断提升产品的实际应用性能。

　　目前，国外软件巨头占据国内工业软件从设计、制造至服务的八成以上市场，掌控着仿真设计、分析工具、企业管理和先进控制等工业软件核心技术。国际主流常用的各领域工业软件超过150余款，涵盖研发设计、生产控制、测试验证等环节，几乎都是国外企业提供，且软件封闭不开源、不开放。结合产品形态、用途和特点的不同，工业软件可分为研发设计、生产控制、信息管理和嵌入式软件四大类。每一类的工业软件堵点或是卡脖子之处简述如下：

　　研发设计类软件：目前我国工业软件最大的短板，几乎被国外厂商垄断。主要用于提高企业的研发能力和效率，包括CAD/CAE/PLM/EDA等。研发设计类工业软件是我国工业软件的短板，国产化率较低。从龙头企业数量的角度来看，研发设计类工业软件（CAD/CAE/CAM等）各细分领域的前十大供应商中，国内企业数量占比较少。国内企业营业收入及研发投入与海外企业仍具有较大差距。从实际的研发投入来看，国内6家头部企业研发投入不及SAP（全球企业软件供应商思爱普）的1/9。通用型研发设计类软件，外资厂商占据主要的市场份额，国内厂商追赶难度较大。研发设计类软件具有跨学科，复杂知识系统的工程化特点，造成商业化难度大，生态构建难。同时由于通用型软件厂商正在以平台化的方式快速发展，国内厂商追赶难度较大。在CAD、EDA、BIM等赛道国产厂商已获得细分垂直领域的国产化突破。

　　生产控制类软件：国产化率达50%，集中在中低端软件。主要用于提高制造过程的管控水平、改善生产设备的效率和利用率，包括PLC/EMS/MES等，代表企业包括西门子、霍尼韦尔、宝信软件（600845）、中控技术等。行业垂直化特征明显，国内厂商更贴近客户需求，国产化率达50%。国外厂商在高端离散行业市占率较高，国内厂商主要集中在中低端的细分市场，且规模相对较小。国内厂商在具有垄断性、生产技艺较为成熟的流程行业初步完成国产化替代。在DCS、MES、SCADA等领域，国产厂商拥有一定程度国产化基础，各厂商解决方案的模块化程度、产品化程度提高，复用率不断提升，形成良性循环。

　　信息管理类软件：中低端市场国产厂商垄断，高端市场海外厂商占比超61%。主要用于提高企业管理水平和资源利用效率，包括ERP/PM/CRM等，代表企业包括SAP、Oracle、用友网络（600588）、金蝶等。行业进入稳定发展期，中低端市场基本实现国产替代，云化加速性能赶超。本土信息管理类软件工业软件已经出现代表厂商，在中低端市场占有率高，诸如金蝶、用友网络等，这些代表厂商已经具备较大规模和实力。国内ERP企业从财务数据及战略执行力上都展现了极强的云转型动力。国内厂商分别推出了“PaaS+多模块SaaS”的核心云原生产品，针对大企业、中型企业、小企业均推出了相应产品，并针对中大型企业则灵活提供本地化、混合云、公有云等多种部署方案。从战略和落地均领先于海外厂商。

　　嵌入式软件：国产软件与国外巨头同场竞技的局面。嵌入在硬件中的操作系统和开发工具软件，包括PLC/SCADA/DNC等，代表企业包括WNDRVR、西门子、海尔、中兴等。在智能化转型中得以大规模应用，国产化率较高。嵌入式软件在产业数字化转型中得到大规模应用。嵌入式软件部门收入占工业增加值比重与工业增长速度正相关，嵌入式软件收入占工业增加值比重增加1%，人均工业增加值增长率平均增加2.3%，嵌入式软件对智能制造发展起到关键作用。

　　二、我国工业软件发展出路

　　我国目前面临制造业升级的问题，制造业要升级，就必须有匹配的工业软件作为基石。作为工艺沉淀与传承的载体，工业软件涉及生产制造过程中各个环节，并且成为锻造智能化制造与作业体系的核心基础，工业软件是工业4.0时代实现智能制造的关键。要避免国产工业软件被“卡脖子”，实现对国外先进工业软件的追赶和超越，有关专家表示，可以从以下几个方面入手：

　　一是在国家战略层面，要把高端工业软件放在“中国制造”向“中国智造”转向的关键位置。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。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，需要长期的积累才能完成目标。鼓励软件企业、工业企业、高校、科研机构协同研发，避免出现技术空心化现象，扎根工业领域，注重工业数据积累，联合开发面向产品全生命周期和制造全过程各环节的核心工业软件，逐步破解工业软件受制于人的局面。

　　二是加强人才要素支持，培养研发人才。工业软件研发需要兼具行业知识和软件研发背景的复合型人才，要充分挖掘高校和科研院所的科研潜力，对标国际领先职业技术人才培养模式，校企对接，高校根据产业需求定向培养，企业重视对人才的再教育再培养。

　　三是加大资金投入力度。从“十五”到“十二五”的15年间，国家对 CAD/CAE 等核心工业软件投入资金不超过2亿元。而全球最大的CAE仿真软件公司Ansys在2019年一整年的研发投入为2.98亿美元，约为21亿人民币，是我国15年投入的十倍之多。要把工业软件的发展放到航空、航天、兵工、船舶等行业同等重要的地位，发挥国家体制的优越性，加大研发资金投入。

　　四是满足特定需求。支持国产工业软件企业发展壮大，帮助拓展工业软件创新产品应用场景。加强与国际领先企业在技术研发标准等方面深度合作，共同开发和推广具有我国产业特色的高端产品，聚焦工业软件网络安全，加入国际联合组织。

　　附件1、EDA/MATLAB断供事件

　　2019年5月15日，美国商务部正式对中国华为及其子公司发出禁售令，隔天美国EDA软件公司ANSYS 规定立即禁止与华为及其子公司一切的生意往来、服务以及训练等工作。

　　ANSYS 为全球当前工程模拟软件的大厂，在众多产品的创造过程中，都扮演着至关重要的角色。其领域涵盖航天、建筑、科技、生医等领域，借由 ANSYS 旗下的工程模拟软件，进行各项产品设计的模拟与事后的验证工作，以达到产品快速进入市场，并将低成本的目的。在目前，为科技业全球重镇的台湾来说，包含台积电、联发科以及其他的零组件元件厂，甚至是系统厂都是 ANSYS 的客户。日前，ANSYS 也获得了台积电 5 纳米FinFET 制程技术，以及新系统整合芯片先进 3D 芯片堆栈技术的认证，是现代科技产品发展中不可或缺的关键工具之一。

　　EDA全称“电子设计自动化”（ElectronicDesignAutomation），被誉为“芯片之母”，是所有芯片设计的基础软件。芯片被禁，华为尚且有海思作为替代，但如果没有EDA软件，海思想设计芯片没有工具可用。全球范围内，EDA行业每年70%的收入，都集中在美国三家公司手中，分别是楷登电子科技（Cadence）、新思科技（Synopsys）和明导国际（MentorGraphics）。我国华为及其 IC子公司海思虽有补救方案，但在对先进技术和工艺的支持上，还存在不小差距。

　　2020年5月22日，美国商务部将33个中国实体加入“实体清单”，哈尔滨工业大学和哈尔滨工程大学位列其中，遭遇MATLAB禁用。

　　MATLAB全名“矩阵实验室”（MatrixLaboratory），有着“工科神器”之称。对于很多工科生来说，这是学习生涯中都要学会使用的软件，之所以能被冠以“神器”之名，是因为其在工科领域广泛的应用，涵盖数学计算、建模仿真、电子通信、机械化工、汽车航空、电力能源、经济金融和生物医学等跨度极大的学科

　　MATLAB本身已经成为“合格认定”的一部分，许多提交论文，必须附加Matlab的程序验证，如果不允许使用Matlab，会使得许多研究人员直接断炊，这就是标准的力量。

　　不管是MATLAB，还是EDA，都指向了中国核心工业软件缺失的问题。