來源：瞭望智庫
文 | 王健君餘蕊宮超 《瞭望》新聞周刊記者
本文轉載自瞭望客戶端，原文刊於《瞭望》2019年第47期，標題為《工業軟體之憂》。
1991年，海灣戰爭爆發前，美國情報部門獲悉，伊拉克從法國購買了一種用於防空系統的新型電腦印表機，準備通過約旦首都安曼偷運到巴格達。美國在安曼的特工人員立即行動，把一套帶有病毒的同類晶片換裝到這種電腦印表機裡，從而通過印表機使病毒侵入到了伊拉克軍事指揮中心的主機。
據稱，微機晶片是美國馬裡蘭州米德堡國家安全局設計的，病毒名為AFgl。當美國領導的多國部隊發動「沙漠風暴」行動空襲伊拉克時，美軍用無線遙控裝置激活了隱藏的病毒，攻擊伊拉克的指揮控制網絡系統，使其完全失效，整個伊軍只能任人宰割。
這則被引用在清華大學出版的計算機網絡教科書中的故事，至今已過去28年了。令人不寒而慄的是，「目前，我國80%～90%的高端進口工業設備都面臨著類似風險。」走向智能研究院執行院長趙敏在接受《瞭望》新聞周刊記者採訪中表示，這僅僅是我國工業軟體發展困局中工業控制領域隱患的「冰山一角」。
而在工業設計軟體方面，頭頂則高懸著一把隨時可以落下的達摩克利斯之劍。國內某工業軟體研發公司負責人向記者透露，「如果西門子公司現在對中國民用核工業領域禁用NX軟體（西門子出品的產品工程解決方案），將是一場災難：所有用NX軟體設計的模型、生產製造過程的管理，都將被中斷，整個產業將受到巨大的影響，甚至無法正常運轉。」
類似事件事實上已經發生。在2018年4月中興事件中，隨著晶片禁運，美國電子CAD軟體公司Cadence，同時對中興進行了軟體禁運。Cadence公司的EDA軟體專門用於設計晶片和多層電路板。在中國科協智能製造學會聯合體智能製造研究所副所長林雪萍看來，「EDA被停用，晶片就無法被按需設計、正常使用，不過是一堆矽土。」
工業軟體是指在工業領域裡進行研發設計、業務管理、生產調度和過程控制的相關軟體與系統。在軟體行業中，工業軟體只佔很小的比例，卻是工業製造的大腦和神經，堪稱工業領域的「皇冠」，其中高端軟體更是「皇冠」上的「明珠」。在近年來幾次「卡脖子」事件中，工業軟體和晶片是同時擊中中國製造的「軟」「硬」兩把利劍。但晶片萬眾矚目，相反工業軟體作為「製造強國」最大短板卻未引起社會各方足夠重視。
尤其令人擔憂的是，我國工業軟體市場長期被歐美軟體巨頭嚴重壟斷，國產工業軟體較國際最高水平落後達30年。儘管我國工業軟體起步不晚，甚至一度「百花齊放」緊隨世界一流，但由於我國某些主管部門和絕大多數工業企業「重硬輕軟」忽視軟體化建設，關鍵工藝流程和技術數據「空心化」，再加上國家「863」計劃支持政策的中斷，致使我國自主工業軟體市場佔有率，從上世紀90年代中後期的25%急劇萎縮到目前不足5%,關鍵領域甚至全軍覆沒。
（圖源：視覺中國）
「中國製造『大而不強』，最突出的表現之一就是工業軟體弱小和受制於人。沒有強大的工業軟體，就沒有強大的工業製造。我國要實現『製造強國』，必須擁有自主可控的工業軟體。」趙敏告訴記者，今天，我們可以說中國是全球第一製造大國，擁有41個工業大類、207個中類、666個小類，是世界上門類最齊全的工業體系。「但如果沒有作為大腦和靈魂的工業軟體的強健支撐，中國製造業再龐大的規模和體量都不過是『行屍走肉』。」
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早春歲月
新中國成立70周年前夕，80歲的北京機械工業自動化研究所（以下簡稱「北自所」）首席專家蔣明煒，收到了中共中央國務院中央軍委頒發的「慶祝中華人民共和國成立70周年紀念章」。這份榮譽就是為了褒獎中國工業軟體上世紀80年代那段開創奮進的崢嶸歲月。
1978年，機械工業部批准瀋陽鼓風機廠從義大利引進大型鼓風機的設計技術，並從IBM以94萬美元的價格引進370/138大型機，同時引進了IBM的MRPII軟體COPICS。作為技術歸口單位的機械部北自所，參與了整個項目的考察、培訓和消化。
北自所參與該項目總工程師當時從IBM帶回來COPICS的八本黑皮書，在中國工業軟體界著稱為「黑八本」。接受記者採訪中，蔣明煒回憶說：「這是中國工業軟體開創的源頭和先聲，對它的消化、吸收和創新，拉開了中國工業軟體發展的序幕，從中培養出了一批知名的工業工程管理專家，包括他們的學生，成為我國工業軟體領域的中堅力量。」
隨後，北自所又參與了瀋陽第一工具機廠從前西德引進的INTEPS工業軟體的調研和實施。在此基礎上，1982年蔣明煒北自所團隊承擔了四川寧江工具機廠計算機輔助企業管理信息系統項目。經過四年的創新實踐，各個系統陸續成功運行。1987年，這個自主研發的工業軟體項目通過機械部驗收鑑定，獲得了機械部科技進步一等獎，國家科委科技進步二等獎。
所有這些，大大鼓舞了中國工業軟體開創者們的自主意識和創新精神。特別是1986年國家「863」計劃將支持國產工業軟體發展列入自動化領域的CIMS（計算機/現代集成製造系統）主題，引發了當時我國工業企業、工業自動化研究機構和理工科院校對工業軟體研究研發的高潮。
上世紀90年代中期，乘著社會主義市場經濟體制開創的春潮，類似「北利瑪，南啟明」「兩大三小（兩大為開思、利瑪，三小為金航聯、經緯、並捷）」等等一眾本土工業軟體開發企業蓬勃而起，國內僅ERP軟體公司就超過1000家。
蔣明煒介紹說，當時，在市場上國產工業軟體與國外產品相比並不差，加上國外產品引進有漢化和適應中國國情的問題，有些方面國產工業軟體的優勢還比較明顯。「因為我們起步不晚，而且吃透的『黑八本』也是國際工業軟體發展理念的重要源頭之一，實現了不少結合我國實際需要的功能優化和創新。」
據趙敏統計研究，上世紀90年代中後期，國產工業軟體平均市場佔有率在25%左右，其中個別專項領域曾達到45%左右。
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敗走「麥城」
正是基於這種信心，蔣明煒等國內專家針對當時中國市場中工業軟體現狀，提出「國外軟體三分之一可用，三分之一修改後可用，三分之一不可用」的觀點。這個觀點遭到了幾乎所有外國軟體供應商和代理商的強烈譴責，當時一度每次外商贊助的產品發布會、研討會，都將類似蔣明煒這樣的中國觀點批判為「閉關守舊的代表」……
與此同時，國外工業軟體企業開始運用各種手段加大力度「圍剿」中國本土軟體。其中，有兩種手段，尤為隱蔽和陰損。
一是釜底抽薪。通過捐贈和贊助，誘導我國大學科研院所在教學和科研中捆綁國外公司知名軟體，主要講授國外軟體的使用操作，弱化軟體研發的基礎性教育，導致大學科研院所在工業軟體理論、算法、程序設計與實現等研發方面的能力逐步退化，甚至失去了造血能力。
例如，現在許多高校有限元理論與技術的課程，紛紛捆綁了某國外CAE仿真軟體，變成了「有限元理論與××軟體」。授課老師只對有限元理論稍加介紹，大量課時則在教授某個國外CAE軟體的操作方法，結課時學生只需利用該CAE軟體完成一個設計即可。
美國某工業軟體公司曾一次向某國內頂尖大學捐贈500套PRO/E及相關產品，其精儀系、機械系、工業工程系、汽車系等多個院系的課程都採用該公司的軟體產品作為教學平臺。該大學的基礎工業訓練中心，則使用由某歐洲軟體公司提供的工業軟體套裝，這家公司還提供了教材、講義、培訓文檔、官方課程等全方位支持服務。
二是欲擒故縱。國外工業軟體傾銷中國，甚至故意放任盜版行為，看似是中國智慧財產權保護不力，實則為國外廠商消滅中國工業軟體的一種非法傾銷策略：一方面，利用盜版形成傾銷式市場擠壓，迫使國產工業軟體廠商失去生存和成長空間，將其扼殺在搖籃中；另一方面，用盜版形成的低價，誘惑國內工業企業幾乎零成本地先用起來，在愛不釋手中將其研發、生產如毒癮般鎖定在國外工業軟體中，而後採取打擊盜版收正規軟體版權費和年服務費的形式，獲取高額利潤。
例如，上海某汽車研發中心多年來所使用的國外CAD/CAM/CAE軟體，只有兩套屬於正版，其他數百套都是盜版。該中心沒有想到的是，這些軟體在使用過程中已經通過後門定時自動將盜版使用情況信息發送到國外廠商手中。而國外廠商也一直等到該中心達到300多套的大規模使用後，才發起專利侵權訴訟，不但一次罰款1900萬元，而且迫使該中心的研發設計牢牢鎖定在國外軟體中。
尤其是2001年中國加入WTO後，加上某些主管部門和大型工業企業長期形成「重硬輕軟」「迷信洋貨」思維，隨著大規模高端設備進口，國外工業軟體捆綁式進入中國市場，原本就缺乏資金和政策支持的中國本土工業軟體企業，路越走越窄，紛紛敗下陣來。
曾經獲得聯合國資助的北自所CAD研究中心，在上世紀80-90年代一直是我國國家級CAD國產軟體研發和認證中心。1998年隨著機械工業部撤銷和北自所改制為企業，沒有了事業經費支持的北自所CAD研究中心，因為無法在兩年之內成為利潤中心而被迫解散。談到此處，蔣明煒倍感遺憾。
本世紀前十年，中國國產工業軟體持續敗走「麥城」，所佔市場比重急劇萎縮到不足5%。2013年科技部「863」CIMS項目終止，此後國家部委再也沒有持續性資金支持過國產自主工業軟體研發。
「起個大早，趕了個晚集。」趙敏感慨地說，「工業軟體是改革開放以後，唯一一個與國外同行不斷拉大差距的工業技術領域。」
與此形成鮮明對照的是，前瞻產業研究院數據顯示，2016年全球工業軟體市場達到3531億美元，中國工業軟體市場規模達到1235億美元，約佔全球市場的35%。2018年中國工業軟體市場規模進一步提高到1622億美元。
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強國「短板」
「軟體是軟體，工業軟體是工業軟體。工業軟體的第一屬性不是IT，工業軟體『姓工』。」
多年來，針對國內「重硬輕軟」的政策和行業風氣，曾在美國工業軟體公司從業十多年的趙敏一直在強調，工業軟體是典型的高端工業品，研製開發工作是一門工業知識、工作經驗和技術訣竅（Know-How）之集大成的專業學問。「沒有工業知識，沒有製造業經驗，只學過計算機軟體的工程師，是設計不出先進的工業軟體的。」
例如，全球最大的CAE廠商ANSYS，每年研發投入達3億美元左右，超過20億元人民幣。因為只有天量的投入，才能保證CAE所需要的巨量實踐經驗與隱性知識和判斷得以持續優化和迭代。
目前，全球工業界有一個共識：人類社會發展的階段可以跨越，但是工業化的發展過程特別是技術積累的階段是不可跨越的。從這個意義上講，沒有經歷完整的工業化進程，就沒有工業技術的深厚積累；沒有工業技術積累和大手筆的研發投入，就無法開發出優秀的工業軟體；沒有優秀的工業軟體，就無法開發出優秀的工業品。
在趙敏看來，工業軟體包含了千千萬萬人的無數的技術發明和經驗積累，並被實踐證明有效，而且經過了千千萬萬人的反覆研發與優化，功能不斷迭代進化，任何個人和小團體的知識都無法與其抗衡。更重要的是，這個進化過程是需要花時間來漸進式積累的，不可一蹴而就。
因此，本世紀前十年中國自主工業軟體行業的大規模潰敗，對當前我國實現製造強國戰略和高質量發展形成了影響深遠的制約。
工業軟體包含研發設計類（CAD、CAE、PLM等）、生產調度和過程控制類（MES、SCADA等）、業務管理類（ERP、SCM、HRM等）三大領域，其中研發設計類最為核心和關鍵。然而，目前國外工業軟體巨頭幾乎完全壟斷了我國工業軟體市場。
根據走向智能研究院的研究評估，在核心工業軟體領域中的CAD研發設計類軟體市場，法國達索、德國西門子、美國PTC以及美國Autodesk公司在我國市場佔有率達90%以上，國內數碼大方、中望軟體、山大華天等只佔不到10%的市場；CAE仿真軟體市場領域，美國ANSYS、ALTAIR、NASTRAN等公司佔據了95%以上的市場份額。
在生產管理類工業軟體領域，德國SAP與美國ORACEL公司佔有高端市場的90%以上，用友、金蝶等國內軟體企業只能佔據中低端市場的80%左右。2017年德國SAP公司營收達235億歐元，國內軟體龍頭企業用友網絡僅為63億元人民幣。
我國生產控制軟體領域也主要被西門子、施耐德、GE、羅克韋爾等國外巨頭佔據，寶信、石化盈科等國內軟體企業只在電力、鋼鐵冶金和石化等細分行業爭得一席之地。
多位業內專家均表示，我國在計算機輔助設計CAD、仿真軟體CAE、輔助製造CAM、電子設計自動化EDA等核心工業軟體領域，至少落後國外最高水平30年。
採訪中，記者了解到，其實何止晶片設計生產的工業軟體領域，模具、鈑金、數控工具機、機械製造、機器人、汽車、雷射、兵器、航空、航天等各個工業領域，企業用於設計、加工、分析的工業軟體，幾乎都是歐美軟體，許多此類關鍵領域國產工業軟體幾近全軍覆沒，僅在一些項目申報、教育等國家財政支持領域才偶爾露臉。
（圖源網絡）
問題更嚴重的是，國產工業軟體的內核，也基本是由國外授權。目前，國內僅有一家工業軟體企業具有幾何建模引擎的智慧財產權。幾何建模引擎已經成為我國工業軟體「難以逾越的一道坎」。而國外先進工業軟體不可能對我國客戶開放原始碼，「照貓畫虎」的可能性很低。
「從這一點看，工業軟體是中國與西方技術差距最大的一個行業，甚至材料工業的差距都沒有這麼大。」業內專家普遍表示，工業技術軟體的差距，正是我們與西方製造強國最重要的差距，屬於真正意義上的強國「短板」。
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「空心化」之痛
工業軟體是工業和信息產業的結合體，但其中最重要、最核心、最底層的支撐是工業數據知識庫，其匯集了工業生產過程中關鍵技術、流程、知識、工藝及數據。也緣於此，國外工業軟體巨頭的工業數據知識庫來自幾十年甚至上百年的工業生產技術/知識的積累，不可能對外出售。
然而，令人遺憾的是，新中國成立70年來，從一窮二白成長為全球第一製造大國，期間所積累起來的海量關鍵工藝流程和工業技術數據的信息，都因為中國工業軟體的能力孱弱而無法利用，以致大量毀損、流失乃至被竊取而「空心化」。
一方面，過去30年來直接引進的「拿來主義」模式，一度成為我國工業發展的主旋律，工業企業習慣於購買和應用國外巨頭的工業軟體，對自主可控工業軟體的重要性缺乏理解和認識，不會主動積累基礎工藝研發和實驗數據，不會主動布局工業技術的軟體化建設，不會主動培育和孵化工業軟體企業。
有業內人士反映，某些大型國有企業下屬的一些專業信息化公司，很少從事自主創新的信息化產品研發，反而大量代銷國外工業軟體產品，與國外廠商利益捆綁。為求快速、便捷地獲取利潤，故意打壓排斥國產工業軟體。
另一方面，70年來，我國工業化進程中產生的許多核心技術、知識經驗和數據，大量散落在各個企業，閉鎖在技術人員頭腦中，隨著企業的變遷、人員的流動而不斷耗散和流失。與此同時，我國工業企業廣泛應用國外軟體，相關寶貴的基礎數據、應用數據和核心數據，或明或暗，源源不斷地被國外工業軟體巨頭所收集、佔有乃至竊取。
1998年，法國達索公司推出了全新系統CATIAV5，一開始並未被市場接受。當時我國某新型戰鬥機的開發團隊，以敢吃螃蟹的勇氣大膽使用了並不成熟的CATIAV5，前後提出了900多個問題改進建議，大大提升了該軟體的成熟度。
近兩年，某大型家電企業新建互聯工廠，用戶可以個性化定製產品，然後直接下單自動化生產。但該工廠的後臺核心系統，來自德國西門子和SAP等國際軟體巨頭。因工程技術和工程數據閉鎖在西門子、SAP的系統中，後續技術改進也必須依賴它們進行二次開發，該企業的大量數據和經驗持續為國外軟體的優化「添磚加瓦」。
「現代信息通訊技術和製造技術深度融合是智能製造的關鍵所在，而工業軟體是其中最為關鍵的技術。」讓趙敏和林雪萍擔憂的是，現在被高度重視的智能製造、工業網際網路，其實最內核的是工業軟體。智能製造和「工業4.0」正越來越聚焦於數位化設計、數位化工廠和數位化運營服務。數字建模和仿真、CAD計算機輔助設計和CAE計算機輔助仿真等核心工業軟體，已成為數位化工業背後不可或缺的支柱。
比如當前最火爆的自動駕駛技術，自動駕駛汽車通過各種外置內置傳感器，把感知到的行駛環境的物理信息轉換成為計算機處理的數據，經過內置人工智慧算法軟體的快速處理，作出正確的駕駛決策，再通過軟體給車內的各種控制器發出正確的動作指令，所有這些的工作基礎完全依賴於嵌入式工業軟體。
目前，我國眾多工業品，從民機到戰機，從高鐵到船舶，從手機到汽車，甚至服裝鞋帽，其研發和生產都廣泛使用工業軟體。據工信部統計，截至2018年9月，我國企業數位化研發設計工具普及率和關鍵工序數控化比例分別達到67.8%和48.5%。
數據「空心化」導致我國工業軟體控制權為國外廠商所主導，如果西方國家對我國全面實施工業軟體禁運，我國工業研發和生產將嚴重遇阻。
採訪中，有業內人士特別指出，在CAD、CAE領域，目前西門子、達索、PTC、Autodesk和Ansys等公司在細分市場的份額接近100%，其中西門子和達索雖然是歐洲公司，但其CAD所屬的產品生命周期管理研發部門都設在美國，所以嚴格地來講，所有CAD/CAE軟體的授權都是美國的。
他特別從國家安全角度強調，目前國外工業軟體的license（許可證）授權已經從傳統的硬體加密，轉變成網絡雲端加密。「即使實現完全意義上的物理斷網，這些軟體預留的後門，都需要每180天連接伺服器一次才能繼續使用。這才是真正的安全隱患。」
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絕地反擊
10月17日，國內領先的工業軟體龍頭廠商——廣州中望龍騰軟體股份有限公司(以下簡稱「中望軟體」)宣布完成第二輪1.4億元融資。這是繼2018年底第一輪融資8000萬元之後，國內研發設計類工業軟體領域迄今為止規模最大、估值最高的融資案例。
業界對此的第一反應是，「頂級投資機構的持續支持，表明了資本市場對中望的自主CAD/CAE/CAM核心技術及前景的高度認可。」這也意味著，國產工業軟體的發展潛力正在得到市場的積極響應。
5月8日，國務院常務會議明確提出，集成電路和軟體產業是支撐經濟社會發展的戰略性、基礎性和先導性產業，要求有關部門抓緊研究完善促進集成電路和軟體產業發展的支持政策。
蔣明煒等業內專家希望，藉此機會打個國產工業軟體的「翻身仗」。採訪中，不少自主工業軟體企業從全新的角度向記者表示了「絕地反擊」的信心。
雲道智造總經理屈凱峰認為：「為什麼我國工業軟體一直沒有做起來，可能有很多原因，比如政策、人才、資金、技術等等，但我覺得最根本的問題就是市場需求沒起來。」在他看來，隨著我國經濟已由高速增長階段轉向高質量發展階段，尤其是外部勢力持續加大倒逼力量，中國製造由量向質的躍遷，必然會開創出國產工業軟體研發的春天。
例如，STK是由美國Analytical Graphics公司開發的一款在航天領域處於領先地位的商業分析軟體，支持航天任務的全過程，包括設計、測試、發射、運行和任務應用。目前STK最高版本是11.0，美國從7.0開始對中國禁運，國內可購買到的最高商業版本是STK6.0。正是因為這種封鎖，我國航天領域自主研發的工業軟體已經到相當高的技術水平，目前已升級到很高版本，適用性強，在該領域全球競爭中佔有一席之地。
值得欣慰的是，由於我國加大智慧財產權保護力度，加上當前嚴峻的國際市場風險，國內越來越多的大型國企和軍工企業，在市場和安全壓力面前，開始主動使用和扶持國產自主工業軟體。
採訪中，記者獲悉，某大型企業因使用盜版軟體被國外廠商發律師函。如果按外方合規要求，需要支付40套單價400萬元總計1.6億元的軟體使用費，而且一些特殊設備的機密信息還可能會外洩。對比之下，這家企業基於安全和價格因素，選擇類似國產工業軟體企業產品，不但基本滿足需要，報價只有80萬元，而且版權屬於購買者所有，並可隨時按照需要新添功能。這都是國外廠商不可能給出的條件。
目前，儘管困難重重，但一批咬牙堅持下來的國內工業軟體企業開始展現出勃勃生機。比如，中望軟體在CAD/CAM方面已經取得了良好的市場業績，亞控科技在組態軟體方面國內市場第一，通力公司在PLM領域已展現出了較強的系統集成能力，索為系統、安世亞太、雲道智造等在研發平臺軟體方面成效顯著。
即便在競爭激烈的ERP、MES行業，北自所、蘭光創新在軍工、機械製造領域，上海上揚軟體在半導體、太陽能光伏領域，深圳昱辰在服裝等時尚業，面對洋品牌的激烈競爭，這些公司憑藉專業產品、優質服務，毫不畏懼，攻城略地，逐漸成為了各自領域的隱性冠軍。
採訪最後，趙敏告訴記者，發展支持國產自主工業軟體並非關起門來搞保護，而是堅持開放市場環境下強筋健骨。「實現工業軟體的自主可控並不是要排斥國外工業軟體，而是打破現在國產工業軟體佔比不到5%的極不平衡的局面，實現國產和國外工業軟體的攜手平衡發展。」
延伸閱讀一：
三不管四困境掣肘自主軟體
文| 餘蕊羅姣娣董道勇 《瞭望》新聞周刊記者
本文轉載自瞭望客戶端，原文刊於《瞭望》2019年第47期，標題為《三不管四困境掣肘自主軟體》。
參觀者在貴安新區花溪大學城貴州數字經濟展示中心內參觀（2018年5月22日攝）歐東衢攝/ 本刊
◇工業軟體絕非無關緊要的從屬產業，而是製造業提質增效轉型升級不可或缺的支撐，更是在全球新一輪工業革命中獲取未來競爭優勢的要害所在。
◇工業軟體處於交叉領域，既是基礎科學，又是IT產品，和發改委、科技部、工信部都相關聯。業內人士反映，近十年工業軟體行業實際上面臨「三不管」。
◇工業軟體的生命力在於與工業需求的深度融合和應用數據的大量積累，缺乏市場需求和數據積累就失去了孵化培育的土壤。我國工業化、信息化過程中，一些工業企業過於依靠「拿來主義」「大幹快上」，認為國外軟體能直接引進又先進好用。國產軟體企業抱怨，越是大型企業越是「崇洋」，喜歡採購國外知名軟體。
「工業軟體很難，工業軟體企業很苦，工業軟體產業很危險。」近日，《瞭望》新聞周刊記者調研了解到，我國工業軟體產業發展面臨諸多困境。
儘管當前我國工業軟體有著「兩化融合」所提供的廣闊市場前景和發展機遇，但業內人士普遍反映，社會各層面對工業軟體的重要性缺乏足夠認識。「社會上很少有人知道，智能製造、工業4.0等熱門概念在其鮮亮外衣之下，最核心的就是工業軟體。」
比如，在工業領域，儘管我國企業越來越重視信息化，但普遍傾向「拿來主義」，直接引進國外軟體，忽視自主開發；在高校，相關專業課程設置也普遍「重應用、輕研發」，主要講授國外知名軟體的使用操作；在某些主管部門，工業軟體在戰略性新興產業扶持目錄上也處於邊緣地位。
作為一個產業，工業軟體產業體量很小。工信部《2018年軟體和信息技術服務業統計公報》顯示，我國當年實現軟體業務收入63061億元，其中工業軟體營收1477億元，僅佔2.3%，更只有工業企業102.2萬億元總營收的0.14％。
業內人士表示：「工業軟體絕非無關緊要的從屬產業，而是製造業提質增效轉型升級不可或缺的支撐，更是在全球新一輪工業革命中獲取未來競爭優勢的要害所在。」當前，亟待改變工業軟體產業與製造強國戰略不相適應的被動局面。
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遭遇三不管尷尬
2018年9月，國家發改委會同科技部、工信部、財政部等有關部門發布《戰略性新興產業重點產品和服務指導目錄》。該目錄第一級列出8個產業；第二級分為40個重點方向；第三級目錄再細化為174個子方向，其中「新興軟體和服務」下又分11項，オ出現「工業軟體」字樣，屬於第四級；「工業軟體」項下的「產品研發設計軟體」，也就是CAD、CAE等核心工業軟體，在層層羅列的第五層，被淹沒在近4000項細分「重點」產品和服務中。
「雨露均沾不叫戰略，戰略需要聚焦，有所取捨。」針對工業軟體被擠到產業政策角落的現實，中國科協智能製造學會聯合體智能製造研究所副所長林雪萍說，產業政策不能簡單按體量巨細作為扶持培養的優先等級排序，而且「新興」不等於戰略，要警惕「非戰略新興產業」扭曲社會資源的投入方向，「劣幣驅趕良幣」，影響戰略布局。
另一個值得擔憂的情況是，工業軟體處於交叉領域，既是基礎科學，又是IT產品，和發改委、科技部、工信部都相關聯。業內人士反映，近十年工業軟體行業實際上面臨「三不管」。
據了解，從「七五」到「十五」(1986年至2005年)，原國家機械電子工業部的「CAD攻關項目」、原國家科委及科技部的「國家高技術研究發展計劃（『863』計劃）」和「CAD/CIMS應用工程、製造業信息化工程」，對於國產工業軟體的研發一直給予扶持。「十五」和「十一五」期間，科技部還重點支持了三維計算機輔助設計CAD軟體等核心工業軟體的研發。
從「十二五」開始，即2011年以後，工業軟體被納入「兩化融合」的信息化領域，由工信部負責，科技部不再分管，此前科技部的扶持不再延續。業內人士反映，此後國家部委幾乎沒有資金支持過國產自主工業軟體的研發。
對工信部來說，自主工業軟體研發屬於基礎科研，不屬於工業企業信息化建設，工信部並無補貼基礎科研的職責和專項經費。
據走向智能研究院執行院長趙敏測算，「十五」至「十二五」期間，我國對核心工業軟體研發的投入合計不足2億元。對比美國，自1995年提出「數位化建模和仿真創新戰略」，到現在的《先進位造業夥伴計劃》，始終將高端工業軟體置於核心戰略地位。
如在2018年美國防部主導推出的「電子復興計劃(ERI)」中，EDA電子設計巨頭Cadence就入圍第一批扶持項目，獲得2410萬美元的最高資助。全球EDA三巨頭中的另一家Synopsys也獲得610萬美元。美國防部高級預研局DARPA官方資料顯示，「電子復興計劃」在2018財年約耗資2.16億美元。
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產業發展面臨四大難
在對國產工業軟體的調研中，多位專家指出，除了亟待政策加大支持外，工業軟體行業主要面臨資金、技術、人才、市場四大困境。這些困難相互關聯，容易相互加強，形成惡性循環。
一是資金困境，基礎研發投入嚴重不足。據林雪萍介紹，核心工業軟體研發需要長期大規模投入。例如，仿真CAE軟體從設計研發到商業化，技術密集度並不低於「殲-20」。對中國禁運的美國爆炸仿真軟體LSTC公司，目前有100多名博士全職開發LS-DYNA軟體。另一家美國仿真軟體公司ANSYS一年的研發投入高達3.5億美元。
國內工業軟體企業多為科技人員個人籌資建立，資金有限，一般只能維持一兩年，必須依靠承接項目維持運營，開發人員往往疲於應付項目而無暇顧及自有軟體的持續研發。
而社會資本更願意投入「短平快」項目，工業軟體這種高技術含量、高風險、高投入的項目則少人問津。「國產工業軟體處於政府政策支持有限、軟體企業自我滾動發展狀態。」中國工程院院士、清華大學大數據研究中心主任孫家廣說，國產軟體企業普遍缺乏積極主動尋求市場的意識和經驗，這也是國產軟體企業沿襲「立足自我滾動發展」等傳統封閉作坊式運作模式的重要原因。
二是技術困境，始於院所、止於院所，缺乏商業轉化。業內專家介紹，上世紀80年代後期至90年代中期，我國自主核心工業軟體也曾有過一段小陽春，包括在CAE等核心領域起步並不算晚，湧現出一批自主核心工業軟體。如中科院梁國平教授獨樹一幟的有限元語言FEPG和飛箭軟體，大連理工大學顧元憲和張洪武教授的仿真軟體JIFEX，中國空氣動力研究與發展中心的計算流體力學風雷軟體PHengLEI，北大袁明武教授的通用結構力學分析程序SAP84等，均在當時達到一定國際水平，甚至領先水平。
然而，這些閃耀一時的「明星」國產軟體，終因缺乏持續資金支持和商業轉化而未能走遠。「我們的CAE沒有輸在起跑線，卻在接力賽中敗在交接棒上。」林雪萍說：「起跑時只有一步之遙，幾圈下來，我們幾乎已不在跑道上。」
目前，工業軟體企業往往都是中小民營企業，難以和技術積累較深厚的大院大所開展深入合作。新設工業軟體企業的產品，多為研發人員在外企工作或攻讀學位期間自己編寫的相關程序，功能單一且不系統，基本上是零起點開發。「國產軟體產品的成熟度、實用性、穩定性、兼容性等與國外同類產品相比差距較大，極大影響了製造企業用戶對國產軟體的接受度。」孫家廣說。
三是市場困境，國產工業軟體難以突破歐美軟體生態圈。工業軟體的生命力在於與工業需求的深度融合和應用數據的大量積累，缺乏市場需求和數據積累就失去了孵化培育的土壤。我國工業化、信息化過程中，一些工業企業過於依靠「拿來主義」「大幹快上」，認為國外軟體能直接引進又先進好用。國產軟體企業抱怨，越是大型企業越是「崇洋」，喜歡採購國外知名軟體。
歐美軟體巨頭往往同時研發多種軟體，相互配套。如產品生命周期管理PLM軟體和計算機輔助設計CAD軟體等，環環相扣、互相兼容，相互之間數據和模型讀取都十分方便。因此，用戶會從同一家公司購買多款軟體，形成了事實上的競爭壁壘。例如，西門子公司的Teamcenter軟體與NX軟體，美國PTC公司的Windchill軟體與Creo軟體，法國達索的Enovia軟體與Catia軟體，國際軟體巨頭們均構築了自己的生態圈。
此外，業內人士反映，工業軟體盜版現象非常嚴重。趙敏估計，中小製造業企業使用的工業軟體盜版率在七成以上。國外正版軟體價格高昂，只有大型企業能夠支付得起，國產軟體主要面向中小客戶。而市面上大量傳播的國外盜版軟體搶佔了大量中低端市場，嚴重擠壓國內軟體企業的生存空間。
營收增長被擠壓也極大制約了國產工業軟體的研發和升級投入。2017年，全球排名第三的德國工業軟體巨頭SAP營收達235億歐元，約合1800億元人民幣，而同年我國工業軟體全行業營收還不到1300億元。
調研還發現，我國經濟面臨下行壓力，製造業景氣下滑，也影響了工業軟體的採購能力。許多國企採用「承兌匯票」方式變相拖延付款。如果要提前貼現銀行承兌匯票，則軟體企業需承擔5％左右的手續費，而商業承兌匯票甚至無法貼現，軟體企業等待半年才能拿到貨款，一些軟體公司因此出現資金鍊緊張甚至斷裂。
四是人才困境，高校造血功能弱化，業內人才流失嚴重。中航工業集團信息技術中心原首席顧問寧振波介紹，現在許多大學重應用不重基礎研發，計算力學等基礎課程主要講授國外知名軟體的使用操作，導致大學科研院所在工業軟體理論、算法、程序設計與實現等研發方面的能力弱化，甚至失去造血能力。
例如，2016年，美國PTC與南京理工大學聯合建立PTC學院，向南理工提供價值超過1000萬美元的軟體及維護服務，並免費提供後續培訓、在線學習、軟體維護和技術支持等。
林雪萍等指出，大學科研院所重應用不重基礎研發，與其考核評價體系有重要關係。如今，科研成果考核往往以論文被納入《科學引文索引》SCI資料庫為導向，科研項目結題驗收也主要考察SCI論文的發表成果。相比自行研發軟體，通過國外知名軟體進行驗證計算發表SCI論文要容易得多。這種考核機制，大大限制了大學科研院所自主研發工業軟體的積極性。
在工業軟體企業，資金缺乏導致軟體開發人員工資待遇較低，一些工作七八年的開發人員年收入僅有十幾萬元到二十萬元。有些網際網路、遊戲、移動APP企業動輒用數倍年薪「搶人」，有經驗的開發人員流失，成為許多軟體企業的「切膚之痛」。
延伸閱讀二：
工業軟體補強五策
文 | 餘蕊羅姣娣《瞭望》新聞周刊記者
本文轉載自瞭望客戶端，原文刊於《瞭望》2019年第47期，標題為《工業軟體補強五策》。
6 月18 日，德國法蘭克福，第34 屆國際超級計算大會中科曙光展出的新一代矽立方高性能計算機 逯陽攝
◇從國家戰略高度重視國產自主工業軟體，提高其在戰略性新興產業政策扶持中的優先排序，推動長期「卡脖子」的工業軟體研發，打破高端工業軟體對國外的高度依賴。
◇為促進工業軟體科技成果的實際應用和商業轉化，主管部門的裝備製造工程和項目應更大程度對國產軟體開放，重大工程項目應更多與國產軟體企業合作，有實力的大型工業集團也應更多地投入到自主工業軟體研發和商業轉化中去。
近日，《瞭望》新聞周刊記者調研中發現，我國高端製造業嚴重依賴歐美工業軟體，國產工業軟體較國際最高水平落後達30年。多位業內專家呼籲，我國工業軟體方面明顯落後，成為易遭「卡脖子」的短板，建議加大政策支持力度、培育國產工業軟體健康發展。
1
設立產業扶持基金
業內人士建議，從國家戰略高度重視國產自主工業軟體，提高其在戰略性新興產業政策扶持中的優先排序。「明確工業軟體業的牽頭主管部門，加快制定相關扶持政策，建立核心技術發展保障制度，其中國家專項資金必不可少。」
中國工業網際網路研究院院長、中國電子學會副理事長兼秘書長徐曉蘭表示，政策扶持應聚焦軟體核心技術攻關，打造一批匯聚活躍創新主體和開發者的開源社區及平臺，推動長期「卡脖子」的工業軟體研發，打破高端工業軟體對國外的高度依賴。
為防止「跑部錢進」，部分專項資金可採取產業引導基金模式市場化運作，充分支持成熟商業化的軟體產品和企業。全國工商聯副主席陳放認為，建立專項資金外的補助機制，鼓勵設立市場化運作的產業引導基金，進一步優化科技資源配置，強化軟體企業技術創新主體地位，為核心關鍵技術發展提供優質金融服務，打造專項工程與市場投資雙輪驅動的良好局面。
在財稅政策方面，工業軟體企業希望優惠政策能更多落到實處。專家建議，可以考慮改變增值稅「先交後退」政策，直接將工業軟體開發企業的增值稅減到3％；準許工業軟體公司分支機構享受與總部相同的優惠政策，同樣予以稅收減免；廢止個人以非貨幣性資產投資需繳納個人所得稅的政策；嚴格監管各地政府隨意增加對企收費等。
2
推進科技成果轉化
科技成果轉化是「老大難」問題，作為工業與技術結合體的工業軟體，缺乏商業化更不是一般的「短板」，而是致命的「斷板」。
30年來，國內積累下來的較有基礎的CAD、CAE等核心工業軟體技術，集中在幾家大學科研院所內部。業內專家建議，鼓勵骨幹企業、科研院所合力攻關關鍵基礎問題和重大共性技術，短期內將原有技術基礎紮實利用起來，促進技術成果產業化，然後逐步補齊短板，向國際軟體巨頭看齊。
採訪中，記者了解到，國外工業軟體公司也有不少脫胎於科研機構。如美國仿真軟體鼻祖MSC公司，上世紀60年代從一款數字模擬結構分析軟體起家，如今已成為全球仿真軟體行業的龍頭老大。也有些工業軟體巨頭原本是製造業企業，如法國達索系統誕生於達索飛機製造公司，美國UG出身於麥道公司(現被西門子收購成為PLM部門)，美國PTC公司則與美國國防工業承包商洛克希德·馬丁公司關係密切。
無論出身科研機構或製造業企業，歐美工業軟體巨頭的共同特點是背後始終有政府支持的影子。比如，早期承接美國國家航空航天局（NASA）、國防部、能源部等國家資助項目，對美國工業軟體企業發展壯大起到巨大作用。其中MSC公司成立不久就於1965年獲得NASA合同，為其改良NASA結構分析軟體並獲得NASA授權進行商業化開發。
3
加快突破商業化瓶頸
歐美工業軟體業發展的另一共同點，就是頻繁地併購整合。行業排名前5位的仿真軟體公司，在過去10年併購次數高達65次。傳統工業巨頭如西門子、通用電氣等也多次併購軟體企業，加上自身大量的工業數據積累，逐漸由「硬」轉「軟」。
「目前，與其說它們是電氣設備巨頭，不如說其是提供工業解決方案軟體的翹楚。」中國科協智能製造學會聯合體智能製造研究所副所長林雪萍說：「每一次整合都會醞釀出一個更大的知識寶庫。人類工業知識迅速聚集，使得這些工業軟體企業成為工業界最聰明的工業公司。」
林雪萍建議，為促進工業軟體科技成果的實際應用和商業轉化，主管部門的裝備製造工程和項目應更大程度對國產軟體開放，重大工程項目應更多與國產軟體企業合作，有實力的大型工業集團也應更多地投入自主工業軟體研發和商業轉化。
事實上，我國軍工企業也孵化出了技術水平相當高的工業軟體。如中國航空工業集團公司下屬中國飛機強度研究所，其研發的大型結構分析軟體HAJIF早在1985年就榮獲國家科技進步獎一等獎，目前已升級到很高版本，適用性強。但卻局限於內部使用，沒有大規模在民用市場推廣普及。
4
注重基礎研發教育
在晶片設計和生產領域，如何將越來越多的巨量單元器件以快速且最優的方式排布到晶片上，一直是個難題。如今任何一部智慧型手機，晶片裡都集成了三四十億的電晶體。顯然，如此大規模的器件擺放和繞線無法靠手工完成，而需要電子設計自動化(EDA)軟體。
近兩年，福州大學數學與計算機學院副教授陳建利提出一種新算法，無論理論證明還是實測程序都表明了其最佳性，因而成為國際EDA領域一顆冉冉升起的新星。他在2017年6月獲得DAC(設計自動化大會)最佳論文獎、11月奪得ICCAD(國際計算機輔助設計大會)的CAD競賽冠軍，都是大陸學者首次。他還有一篇論文獲得ICCAD2018最佳論文提名獎。
因此，中航工業集團信息技術中心原首席顧問寧振波建議，督促各大高校注重基礎研發教育，加大基礎研發人才培養力度，為工業軟體企業提供人才支撐。同時，改變單純考核論文發表的評價體系，鼓勵科技人員投身基礎科研。
北京索為系統技術股份有限公司副總裁閻麗娟也表示，中國IT人員目前約有500萬人，工程技術人員有四五千萬人之巨，應充分調動這些人開展工業軟體研發的積極性。
5
借力雲計算實現趕超
採訪中，專家也表示，儘管國產核心工業軟體較國際領先水平有30年差距，但是大數據、雲計算、人工智慧等新技術為我國實現趕超提供了機會。
近幾年，在線仿真平臺興起。如上海數巧的Simright雲仿真平臺、北京藍威的EasyCAE雲計算平臺、北京雲道智造、杭州遠算科技的雲格物平臺，以及壓鑄領域的北京適創科技等。在線仿真是新興市場，美國也有Welsim平臺等，都試圖在在線領域打破傳統軟體巨頭的壟斷。
林雪萍認為，一方面在線平臺無法盜版，可以較好地避開盜版問題；另一方面，其全新的架構設計和快速的服務響應更符合中小企業需求。建議鼓勵在線仿真平臺等工業軟體的新業態、新模式發展，利用大數據、雲計算、人工智慧等新興科技實現趕超。
閻麗娟也建議，在發展工業軟體的同時，應注重發展工業軟體平臺，即在一個平臺上連接、集成各種工業軟體，建立統一的數字模型，通過中性指令集(不依賴於某一種工業軟體的指令)驅動各種工業軟體。
她表示，原來從事複雜製造的工程師需要使用幾十種功能不同的軟體方可完成一項複雜設計任務，學習強度和工作強度都很大。工業軟體平臺可以驅動上百種工業軟體，取代工程師重複性勞動，工作效率能夠提高10倍，並且中間的設計、運算過程可追溯，提供了產品研發過程的證據支持。