“工業(yè)軟件開發(fā)模型十分重要，工業(yè)仿真軟件的應用價值非常重要。比如大飛機項目，波音777首先做計算機模擬，很多時間都是用計算機來模擬大飛機的空氣動力學行為。結構設計、主力和升力、扭矩，飛機到一定震動時的AVH，實際上，工業(yè)仿真軟件非常重要。”中國科學院院士、深圳十灃有限公司首席顧問陳十一指出，“中國自主工業(yè)軟件是中國科技攻堅的戰(zhàn)略要地，是中國制造業(yè)持續(xù)創(chuàng)新升級的最強助力，工業(yè)仿真軟件必須發(fā)展自己的核心技術和自主軟件。”

陳十一院士指出，據(jù)中國工業(yè)技術軟件產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示，2021年中國工業(yè)仿真軟件市場增長率20%，三年內(nèi)可以達到200億市場規(guī)模，但自主軟件“短板”突出。2019年國內(nèi)ACE（計算機輔助工程，是廣泛應用于工業(yè)制造業(yè)產(chǎn)品研發(fā)設計過程中的一 種技術軟件）軟件市場前十大供應商中，沒有一家自主軟件企業(yè)。目前國產(chǎn)CAE的滲透率11%。

工業(yè)軟件市場的前五大廠商和發(fā)展趨勢

據(jù)悉，2020年，全球CAE市場被前三大供應商所主導，分別是西門子、ANSYS和達索，市占率共計47%，前五大CAE供應商中另兩名分別是Altair和Hexagon。中國CAE市場國產(chǎn)化率不足5%，主要廠商為安世亞太、中望和安懷信，國內(nèi)企業(yè)技術上與國外差距較大。

陳十一院士認為，雖然中國目前工業(yè)軟件企業(yè)與國外企業(yè)有技術差距，未來有很大空間可以跟上先進廠商的步伐。據(jù)筆者調(diào)研，國際工業(yè)軟件已經(jīng)進入發(fā)展的第三階段，外資企業(yè)西門子、達索和ANSYS為代表，已經(jīng)實現(xiàn)了軟件本身的技術積累。并在國家工業(yè)化的實踐中實現(xiàn)軟件的應用協(xié)同，實現(xiàn)流程串通和優(yōu)化。這些巨頭均在向“軟件+服務”的整體解決方案升級。而中國的工業(yè)軟件行業(yè)目前處于第一階段，大量的設計、制造等核心工業(yè)軟件被外國品牌占據(jù)，中國企業(yè)屈指可數(shù)，總體可以概括為“管理軟件強，工業(yè)軟件弱，低端軟件多，高端軟件少”。在中國制造業(yè)智能升級當下，中國工業(yè)企業(yè)軟件升級需求廣，給予國內(nèi)廠商充分發(fā)展空間。

西門子最近展示了南京原生數(shù)字化工廠的案例。因為從規(guī)劃建設到運營管理，這家工廠都依靠西門子原生數(shù)字化技術和理念，支持工廠從無到有，由虛到實，“數(shù)字孿生”覆蓋整個產(chǎn)品線，以及工廠的完整生命周期，實現(xiàn)數(shù)字化閉環(huán)。“我們像設計產(chǎn)品一樣設計廠房和產(chǎn)線，比如在實際破土動工之前，西門子就已經(jīng)在虛擬世界中完成了工廠的建設，Process Simulate模擬仿真單臺設備、人機配合、機器人工作、細化生產(chǎn)單元，各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)集成在Teamcenter平臺，方便成員共享與協(xié)作。” 西門子負責人表示，新工廠可以同時生產(chǎn)電子和電機制造兩大類從原材料、生產(chǎn)設備到工藝流程截然不同的產(chǎn)品。

在投產(chǎn)之后，其產(chǎn)能將提高近2倍，生產(chǎn)效率提升20%，柔性生產(chǎn)能力提升30%，產(chǎn)品上市時間縮短近20%，空間利用率提升40%，物流流轉效率提升50%。

據(jù)悉，在德國漢諾威工業(yè)博覽會上，西門子展示了工業(yè)5G專用網(wǎng)絡的應用案例：一款通過5G連接的自動導引車（AGV）。在生產(chǎn)過程中的內(nèi)部物流應用該款AGV與移動機器人等移動設備時，能夠有效提升生產(chǎn)靈活性。可靠的無線通信為其穩(wěn)定和安全運行提供保證。西門子現(xiàn)已實現(xiàn)通過5G專網(wǎng)傳輸Profinet IO協(xié)議，從而為工業(yè)應用實時傳輸數(shù)據(jù)。這項突破由西門子SCALANCE 5G路由器實現(xiàn)。中央控制器可以通過5G專網(wǎng)傳輸Profinet，與自動導引車（AGV）等移動設備上的分布式I/O模塊進行通信，無需再對每個單獨的移動設備進行局部控制，節(jié)省成本、減少維護。

中國工業(yè)軟件發(fā)展之路：國產(chǎn)替代指向替換和迭代

中國的工業(yè)軟件行業(yè)目前處于第一階段，大量的設計、制造等核心工業(yè)軟件被外國品牌占據(jù)，中國企業(yè)屈指可數(shù)，總體可以概括為“管理軟件強，工業(yè)軟件弱，低端軟件多，高端軟件少”。在中國制造業(yè)智能升級當下，中國工業(yè)企業(yè)軟件升級需求廣，給予國內(nèi)廠商充分發(fā)展空間。

陳十一院士指出，發(fā)展自主工業(yè)仿真軟件，目前面對三大挑戰(zhàn)：一是國內(nèi)市場幾乎被國外廠商壟斷；二、工業(yè)軟件行業(yè)需要復合型人才，目前國內(nèi)人才缺口大。據(jù)《關鍵軟件人才需求報告》預測，到2025年，中國關鍵軟件人才缺口達到83萬，其中工業(yè)軟件人才缺口為12萬；三、國產(chǎn)算力平臺技術亟待提高。

當然，中國工業(yè)軟件企業(yè)也面臨三大機遇。首先，中國產(chǎn)業(yè)結構升級，政策重視空間。第二、新科技革命，中國與世界同步。優(yōu)化計算速度和成本，集成仿真工作流程，提高產(chǎn)品易用性，而且AI+大數(shù)據(jù)將大幅度縮短求解時間，提高求解速度。IIoT+數(shù)字孿生，使得跨流程和系統(tǒng)構建更復雜的仿真系統(tǒng)成為可能。

近日，在2022年華為開發(fā)者大會上，華為鯤鵬計算業(yè)務總裁張熙偉表示，經(jīng)過3年的發(fā)展，鯤鵬生態(tài)日益繁榮。截至目前，整機伙伴出貨占比已超過90%，歐拉發(fā)貨已超過170萬套，高斯的社區(qū)下載量累計超過80萬次，4000多家伙伴一起孵化了超過11000個解決方案。鯤鵬已經(jīng)在各個行業(yè)得到了規(guī)模應用，成為行業(yè)數(shù)字化轉型的首選。

在賦能工業(yè)制造方面，去年，華為與寶德、拓維信息、長江計算、依瞳科技、中科弘云、華睿科技、沃德普、凌華科技、研華科技、東聲智能共同發(fā)布了昇騰智造解決方案。針對質(zhì)檢效率低、柔性差、精度不足等制造企業(yè)痛點問題，昇騰智造解決方案基于華為南方工廠AI應用的成熟實踐，打造AI質(zhì)檢解決方案，致力加速AI規(guī)模化服務于數(shù)字工廠。

“工業(yè)軟件除了在傳統(tǒng)的工業(yè)設計，還有一個很大的是在數(shù)字經(jīng)濟跟人工智能跟數(shù)據(jù)采集一起來發(fā)展。發(fā)展自主工業(yè)軟件的路很長，未來5年到10年，我們需要人才和市場，廣東非常好，華為帶頭，還有很多其他的企業(yè)都是參與，西方對我們采取圍堵策略，現(xiàn)在正是發(fā)展自主工業(yè)軟件最好的時代。”陳十一表示。

北京世冠金洋科技發(fā)展有限公司創(chuàng)始人、董事長李京燕表示，工業(yè)軟件的國產(chǎn)替代應該是替換+迭代。對標國外優(yōu)秀的軟件是對標它可實現(xiàn)的功能，而不是對標軟件本身。因為國外的軟件走過了很長的路，深厚的積累是長項，然而歷史的包袱也是事實。比如GCKontrol采用新技術解決了Simulink仿真大模型速度慢的問題。隨著中國智能制造的升級，中國必然需要、也應該誕生可與達索、西門子媲美的軟件巨頭，或者說形成可與之匹敵的軟件生態(tài)。


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