“缺芯少魂”是製約我國邁向製造強國的重要瓶頸，其中，工業軟件不以實物形式存在，卻是工業企業運營的“大腦”
，是支撐現代產業體係發展和創新的隱形“國之重器”，可謂“工業之魂”。目(mu)前(qian)我(wo)國(guo)工(gong)業(ye)軟(ruan)件(jian)的(de)創(chuang)新(xin)和(he)應(ying)用(yong)與(yu)製(zhi)造(zao)業(ye)大(da)國(guo)地(di)位(wei)不(bu)相(xiang)匹(pi)配(pei)
，與(yu)製(zhi)造(zao)強(qiang)國(guo)的(de)要(yao)求(qiu)差(cha)距(ju)更(geng)大(da)
，不(bu)但(dan)成(cheng)為(wei)我(wo)國(guo)獲(huo)得(de)產(chan)業(ye)發(fa)展(zhan)主(zhu)動(dong)權(quan)的(de)掣(che)肘(zhou)，也(ye)對(dui)產(chan)業(ye)信(xin)息(xi)安(an)全(quan)造(zao)成(cheng)了(le)威(wei)脅(xie)。“累積效應”“鎖定效應”和“生態效應”是我國工業軟件產業發展麵臨的三大壁壘，建議以加強技術創新和積累為基礎
、以重大應用工程為牽引和以全球化平台建設為依托，逐步破除三大壁壘並推動我國工業軟件產業創新發展與應用。

一
、工業軟件缺乏難成製造強國

(一)工業軟件發展與製造強國要求差距明顯

工(gong)業(ye)軟(ruan)件(jian)發(fa)展(zhan)和(he)應(ying)用(yong)水(shui)平(ping)與(yu)製(zhi)造(zao)大(da)國(guo)地(di)位(wei)不(bu)符(fu)。隨(sui)著(zhe)我(wo)國(guo)製(zhi)造(zao)業(ye)向(xiang)信(xin)息(xi)化(hua)和(he)數(shu)字(zi)化(hua)轉(zhuan)型(xing)的(de)加(jia)速(su)

，我(wo)國(guo)工(gong)業(ye)軟(ruan)件(jian)市(shi)場(chang)規(gui)模(mo)呈(cheng)加(jia)速(su)擴(kuo)張(zhang)態(tai)勢(shi)
，2011年到2016年
，增速保持在15%～17.5%左右
，高於全球工業軟件5%～6%增長水平。但從全球市場占比和自給率看，工業軟件的發展與應用水平與我國製造大國的地位不匹配，離製造強國差距更大。2016年，我國工業軟件市場規模為1247.3億元，其中非嵌入式軟件為461.4億元(《賽迪顧問中國工業軟件發展白皮書2017》)
，僅占全球市場份額的5.5%
，與中國製造占世界20%的份額不匹配。

自主工業軟件自給率低。從細分市場自給率看，2016年我國研發設計類軟件市場為103.5億元
，80%被國外公司主導，其中達索係統和西門子PLM市場占有率分別19.05%和10.73%;生產控製類軟件市場為164.6億元
，60%市場份額被西門子、霍尼韋爾、GE等跨國企業占據;信息管理類軟件市場規模為193.3億元，主要由浪潮
、用友
、金蝶等國內企業主導，Oracle、SAP等國外企業市場占有率在15%左右。同時，一些高端產業領域的專用工業軟件幾乎全部被國外公司壟斷，如國內集成電路設計公司的設計工作基本全部依靠Synopsys、Cadence、Mentor三家美國公司提供的芯片設計的電子自動化軟件(EDA);90%的(de)航(hang)空(kong)企(qi)業(ye)采(cai)用(yong)達(da)索(suo)係(xi)統(tong)公(gong)司(si)提(ti)供(gong)的(de)飛(fei)機(ji)設(she)計(ji)軟(ruan)件(jian)。從(cong)軟(ruan)件(jian)產(chan)品(pin)類(lei)型(xing)上(shang)看(kan)，技(ji)術(shu)含(han)量(liang)較(jiao)高(gao)的(de)研(yan)發(fa)設(she)計(ji)類(lei)軟(ruan)件(jian)市(shi)場(chang)絕(jue)大(da)多(duo)數(shu)被(bei)國(guo)外(wai)企(qi)業(ye)占(zhan)領(ling)
，而(er)我(wo)國(guo)企(qi)業(ye)在(zai)開(kai)發(fa)門(men)檻(kan)較(jiao)低(di)的(de)信(xin)息(xi)資(zi)源(yuan)類(lei)軟(ruan)件(jian)方(fang)麵(mian)市(shi)場(chang)占(zhan)有(you)率(lv)較(jiao)高(gao)。

(二)自主工業軟件缺失暗藏產業安全風險

gongyeruanjianshiyijisuanjijixinxijishuyingyongweitezhengdedisancigongyegemingzhonggongyejishutixibuduanyanhuahezhuanyehuafengongdechanwu，yijingshentouheguangfanyingyongyujihusuoyougongyelingyudeyanfasheji

、生產控製
、組裝測試、售後運維
、遠程服務等環節
，進行數據的收集、分析和決策
，已成為現代產業體係之“魂”。過度依賴國外工業軟件，失去的不僅是軟件市場，更存在喪失產業發展主動權和影響產業信息安全的風險。

一是存在製造業被低端鎖定，失去產業發展主動權的風險。一方麵，工業軟件是工業技術和信息技術融合的載體，是工業知識、行業技術和管理經驗的代碼化表達，過度依賴國外工業軟件，意味著產業活動隻能沿著國外的知識體係、技術路線、設計思想和管理經驗進行，不利於我國工業技術的創新和積累，中國製造業也將隻剩製造的“軀殼”，被鎖定在“微笑曲線”低端。另一方麵，工業軟件，特別是研發設計類軟件凝結了最先進的研發設計理念、知識、方(fang)法(fa)和(he)工(gong)具(ju)，國(guo)外(wai)企(qi)業(ye)不(bu)可(ke)能(neng)出(chu)售(shou)含(han)有(you)最(zui)新(xin)創(chuang)新(xin)成(cheng)果(guo)的(de)工(gong)業(ye)軟(ruan)件(jian)，可(ke)售(shou)的(de)工(gong)業(ye)軟(ruan)件(jian)裏(li)固(gu)化(hua)的(de)往(wang)往(wang)是(shi)上(shang)一(yi)代(dai)甚(shen)至(zhi)上(shang)幾(ji)代(dai)的(de)技(ji)術(shu)和(he)數(shu)據(ju)，甚(shen)至(zhi)還(hai)存(cun)在(zai)禁(jin)售(shou)或(huo)高(gao)端(duan)模(mo)塊(kuai)“禁運”等現象，阻礙我國企業創新進程。例如波音公司787型飛機研製過程中
，使用了8000多種軟件，隻有不到1000種是商業軟件，其他僅為波音公司自用

，是波音公司核心競爭力所在。目前我國80%的研發設計類軟件依賴國外，相當於80%的產品開發和創新能力由國外控製，長此以往將存在創新空心化風險。

二(er)是(shi)存(cun)在(zai)產(chan)業(ye)信(xin)息(xi)安(an)全(quan)風(feng)險(xian)。工(gong)業(ye)軟(ruan)件(jian)的(de)使(shi)用(yong)過(guo)程(cheng)中(zhong)將(jiang)產(chan)生(sheng)大(da)量(liang)的(de)工(gong)業(ye)數(shu)據(ju)和(he)商(shang)業(ye)信(xin)息(xi)

，一(yi)旦(dan)丟(diu)失(shi)或(huo)被(bei)濫(lan)用(yong)將(jiang)使(shi)企(qi)業(ye)蒙(meng)受(shou)嚴(yan)重(zhong)經(jing)濟(ji)損(sun)失(shi)，甚(shen)至(zhi)導(dao)致(zhi)產(chan)業(ye)癱(tan)瘓(huan)，危(wei)及(ji)國(guo)家(jia)產(chan)業(ye)安(an)全(quan)。例(li)如(ru)，2011年達索係統公司的Solidworks軟件被曝存在泄露計算機信息的後門
，達索係統公司的研發設計類軟件被我國航空航天、汽(qi)車(che)等(deng)行(xing)業(ye)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)
，盡(jin)管(guan)公(gong)司(si)說(shuo)明(ming)合(he)法(fa)授(shou)權(quan)軟(ruan)件(jian)不(bu)存(cun)在(zai)未(wei)經(jing)客(ke)戶(hu)許(xu)可(ke)提(ti)供(gong)機(ji)密(mi)客(ke)戶(hu)數(shu)據(ju)的(de)機(ji)製(zhi)，但(dan)也(ye)為(wei)由(you)軟(ruan)件(jian)應(ying)用(yong)帶(dai)來(lai)的(de)產(chan)業(ye)信(xin)息(xi)安(an)全(quan)提(ti)出(chu)了(le)警(jing)示(shi)。

二

、三大壁壘阻礙工業軟件創新發展

2017年
，德國墨卡托研究院對中國麵向工業4.0的工業機器人、工業軟件和3Ddayindengsandajishufazhanqingkuangjinxinglepinggu

，renweigongyeruanjianyuguowaijishuchajuzuida，zhuiganhejinbusuduzuiman。womenyanjiurenweigongyeruanjianchanyezishentedianjuedinglechanyezaijishu、市場

、應用等上存在強大的“累積效應”“鎖定效應”和“生態效應”，對於工業軟件後來者而言沒有任何後發優勢。

(一)工業基礎薄弱難以突破“累積效應”壁壘

回溯曆史可以看到

，目前全球知名工業軟件企業的成立與發展基本與工業信息化的進程同步，經過幾十年的不斷沉澱積累、升級和更新，已經發展到了相當高的水平和層次，提高了後來者追趕的知識門檻，形成“累積效應”壁壘


，成為我國工業軟件在短期內實現成熟度、穩定性和可用性提高難以逾越的鴻溝。一是工業軟件核心技術依賴國外。如國外廠商掌握CAE和CAD核心幾何內核，我國企業主要基於國外產品進行二次開發或定製化開發
，同時，部分工業軟件的核心算法尚未掌握，如CAD的幾何內核算法和CAE有限次元算法，國內軟件企業需通過授權經營或整體購買的方式進行使用。二是工業知識和技術基礎薄弱。工業技術軟件化是工業知識、工藝經驗
、技術訣竅
、製造知識和方法的顯性化
、數shu字zi化hua和he係xi統tong化hua的de過guo程cheng，其qi成cheng熟shu度du直zhi接jie代dai表biao了le一yi個ge國guo家jia工gong業ye化hua能neng力li和he水shui平ping。我wo國guo大da部bu分fen製zhi造zao業ye處chu於yu跟gen跑pao階jie段duan或huo價jia值zhi鏈lian中zhong低di端duan，對dui背bei後hou的de設she計ji原yuan理li和he工gong業ye機ji理li了le解jie不bu夠gou深shen入ru
，關guan鍵jian基ji礎chu材cai料liao、核心基礎零部件、先進基礎工藝、產業技術基礎等方麵的知識和技術積累不足，缺乏可封裝入軟件的先進工業知識和技術。再如，EDA工具的開發是可靠的算法和工藝的結合，我國最先進的工藝產線均為引進，更不具備深亞微米級別的工藝能力，所以在EDA軟ruan件jian中zhong與yu工gong藝yi結jie合he的de工gong具ju開kai發fa上shang短duan期qi不bu可ke能neng取qu得de突tu破po。另ling外wai
，既ji懂dong信xin息xi技ji術shu又you懂dong工gong業ye技ji術shu
，還hai擁yong有you一yi定ding管guan理li知zhi識shi的de複fu合he型xing人ren才cai積ji累lei不bu足zu
，也ye是shi影ying響xiang工gong業ye軟ruan件jian創chuang新xin能neng力li提ti升sheng的de重zhong要yao原yuan因yin。

(二)轉換成本巨大構成“鎖定效應”壁壘

巨大的轉換成本帶來的“鎖定效應”使shi軟ruan件jian用yong戶hu在zai軟ruan件jian選xuan擇ze時shi存cun在zai路lu徑jing依yi賴lai
，成cheng為wei我wo國guo工gong業ye軟ruan件jian產chan業ye化hua道dao路lu上shang的de重zhong要yao障zhang礙ai。目mu前qian
，我wo國guo部bu分fen軟ruan件jian企qi業ye已yi經jing具ju備bei為wei國guo內nei工gong業ye企qi業ye用yong戶hu提ti供gong軟ruan件jian配pei套tao和he解jie決jue方fang案an的de能neng力li，但dan是shi在zai市shi場chang推tui廣guang上shang存cun在zai較jiao大da障zhang礙ai。究jiu其qi原yuan因yin，除chu了le用yong戶hu對dui國guo外wai品pin牌pai的de信xin賴lai之zhi外wai
，更geng重zhong要yao的de在zai於yu巨ju大da的de轉zhuan換huan成cheng本ben，使shi得de國guo產chan軟ruan件jian難nan以yi對dui企qi業ye已yi用yong軟ruan件jian進jin行xing替ti代dai。企qi業ye更geng換huan軟ruan件jian係xi統tong是shi昂ang貴gui和he費fei時shi的de係xi統tong工gong程cheng，需xu要yao企qi業ye研yan發fa組zu織zhi體ti係xi、組織管理模式
、業務流程等方麵的變革，同時，軟件操作和使用的員工需要進行培訓和適應;另外，還要考慮到國產軟件與已有國外軟件之間的兼容問題。

(三)平台化構成“生態效應”壁壘

平台之爭已經成為智能製造時代競爭的製高點
，國內外製造業和IT業的領導者均在自身已有優勢基礎上，通過並購或研發等方式加速布局工業平台，如GE的Predix平台、西門子的Mindsphere平台
、SAP的HANA平台等
，平台通過提供覆蓋研發設計
、工藝仿真、原型測試、生產製造、遠程服務等各環節的工業軟件構建智能製造產業生態。最典型的為西門子公司，自2005年以來陸續並購UGS、INNOTEC、CAMSTAR、Tesis等10餘家軟件公司，同時集成SAP軟件和Oracle數據庫，從不同角度補齊了製造全流程的軟件支撐能力


，並實現無縫對接
，構建排他
、封閉和壟斷的生態係統，率先成為全球唯一一家智能製造軟硬件整合解決方案提供商。相比而言，我國工業軟件企業以開發研發設計、生產控製、信息資源等單環節軟件為主，貫穿整個製造業過程的生態化部署較少
，為用戶提供整體解決方案的能力弱。

三、順應經濟全球化和製造業智能化態勢，精準施策破除三大壁壘

(一)補足工業2.0和3.0時代的技術和人才短板，破除“累積效應”壁壘

盡管工業軟件以信息技術為基礎，但也離不開工業知識和技術的支撐。我國工業技術創新能力已經取得巨大的提升，但在“壓縮式”工業化發展模式下，工業知識和行業關鍵共性技術等基礎仍不牢，需補工業2.0和3.0時代的短板。建議國家相關科技計劃繼續對工業軟件的開發與創新給予持續專門支持。在內容上，加強對算法等基礎技術支持;同時加強對關鍵基礎材料、核心基礎零部件、先進基礎工藝、產業技術基礎等工業基礎知識和技術的支持力度，支持彙集技術規範，操作規範，國家標準、經驗公式、模型算法等軟件核心內容及解決工具的行業知識庫、模型庫和算法庫的建設;在成果形式上

，重視項目產出的知識和技術成果的軟件化，加強成果的擴散和應用;在項目組織上
，探索以國內企業牽頭，國內外相關企業和機構共同參與的模式。

(二)以重大工程或項目為牽引，降低“鎖定效應”壁壘

gongyeruanjian，youqishigaoduanyanfashejiyushengchanguochengkongzhiruanjianshiyilingxianyonghuxuqiuweiqudongdechuangxin
，xuyaoyituoyuxingyeyingyong，ruotuolilejutidexingyexuqiuyuhuanjing，yingyongxiaoguoyouxian。jianyiyixinyilunchanyegemingzhinenghuahelvsehuafazhanweiqiji
，zaihangkonghangtian
、軌道交通裝備、高檔數控機床與機器人

、jichengdianludengzhongdianlingyu，yizhinengzhizaoshifangongchenghuozhongdakejixiangmuweiqianyin，youlingxiandezhizaoyeqiyeqiantou，lianheguoneiwaichuangxinziyuan，kaifayipigaoduangongyeruanjianbingkaizhanshifanyingyong，jiangdiyonghude“鎖定效應”壁壘。

(三)以全球化平台建設為依托，發揮“生態效應”優勢

麵向我國製造業轉型升級需求，支持國內外有實力的製造業企業和IT企業獨立或合作建立全球化的工業互聯網平台，吸納國內外傳統工業軟件和新型工業APP企業進入平台，加快與國際對接的相關平台和軟件標準的製(修)定，發揮“生態效應”共生共享的優勢
，推動我國工業軟件產業的發展及在製造業的集成應用。

注：工業軟件包括非嵌入式軟件和嵌入式軟件。本文主要針對非嵌入式軟件進行研究
，主要包括研發設計、生產調度與過程控製和資源管理等三類軟件。

本文是智庫專項“產業融合中的科技創新重大問題研究”、戰略研究專項“促進科技與經濟融通發展重大問題研究”階段性研究成果。