高端工業(yè)軟件是支持研發(fā)設計、生產(chǎn)制造、經(jīng)營(yíng)管理和運維服務(wù)等產(chǎn)品全生命周期和企業(yè)運行全過(guò)程集成及優(yōu)化的支撐軟件，是制造、信息和管理等技術(shù)交叉融合發(fā)展的產(chǎn)物。高端工業(yè)軟件作為實(shí)現制造業(yè)數字化轉型的核心和關(guān)鍵，是支撐制造強國戰略、推動(dòng)中國制造實(shí)現高質(zhì)量發(fā)展的重要支點(diǎn)。在當前大國博弈紛繁復雜的形勢下，必須加快形成高端工業(yè)軟件自主可控的發(fā)展態(tài)勢。

高端工業(yè)軟件包含電子設計自動(dòng)化（EDA）、計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助工程（CAE）、產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）、企業(yè)資源規劃（ERP）、制造執行系統（MES）和維護維修運營(yíng)（MRO）等，涵蓋了產(chǎn)品從論證設計、生產(chǎn)制造到維護保障的全周期。

近年來(lái)，在一系列政策“組合拳”的加持和資本的助力下，我國工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了快速發(fā)展期。據工信部數據，我國工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)規模由2012年的729億元上升到2023年的2 824億元。培育了一批工業(yè)軟件供應商，如華大九天、中望、金蝶、寶信、用友和國睿信維等，突破了一批產(chǎn)品研制核心軟件技術(shù)，開(kāi)發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權的EDA、CAD、ERP、MES、PLM和MRO等一系列工業(yè)軟件。然而，高端工業(yè)軟件市場(chǎng)仍處于被國外廠(chǎng)商壟斷的局面，比如在研發(fā)設計類(lèi)的EDA和CAE領(lǐng)域，Cadence、Synopsys、Ansys和Siemens等廠(chǎng)商占據市場(chǎng)份額90%以上，CAD領(lǐng)域被PTC、Siemens、Dassault長(cháng)期壟斷；在生產(chǎn)制造類(lèi)軟件高端領(lǐng)域，GE、Schneider、ABB等自動(dòng)化廠(chǎng)商依然是市場(chǎng)選用主流；在運維服務(wù)類(lèi)軟件方面，美國Oracle、SAP、IBM長(cháng)期占據市場(chǎng)主導地位。國內企業(yè)整體仍以提供單點(diǎn)工具為主，缺少覆蓋全領(lǐng)域的全流程設計平臺，在譜系化、集成化和規?；吓c國外軟件還有非常大的差距，未能實(shí)質(zhì)性地打破國外軟件的技術(shù)壟斷。

2  面臨的困難和挑戰

2.1 外部形勢嚴峻，高端工業(yè)軟件發(fā)展被“卡脖子”

近年來(lái)，西方國家不斷加緊對我國工業(yè)發(fā)展的打壓特別是高科技方面搞“脫鉤斷鏈”，在高端工業(yè)軟件方面，打壓產(chǎn)品類(lèi)別從以往以研發(fā)設計類(lèi)為主，擴展到研發(fā)設計、生產(chǎn)制造、經(jīng)營(yíng)管理和運維服務(wù)等全部品類(lèi)，且延伸到操作系統、數據庫、云計算和物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)軟件。

2.2 共性數據庫薄弱，聯(lián)合設計仿真能力受限

各類(lèi)模型庫和基礎資源庫（共性數據）是高端工業(yè)軟件應用和運行的必要支撐。國外工業(yè)軟件在為航空、航天、船舶和電子等行業(yè)提供解決方案后，沉淀了大量標準件庫、元器件庫、各專(zhuān)業(yè)仿真模型庫和材料庫等，并且形成了專(zhuān)業(yè)的共性數據服務(wù)商，基于共性數據，可以大幅提升產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)的效率和效益，對于產(chǎn)品的高質(zhì)量、低成本、可持續發(fā)展具有重要價(jià)值。

目前國內高端工業(yè)軟件在共性數據庫方面處于剛起步階段，還未建立共性數據沉淀和開(kāi)放共享機制。以電子行業(yè)為例，在體系建模方面，頭部企業(yè)主要圍繞自身領(lǐng)域進(jìn)行仿真建模，缺乏覆蓋OODA閉環(huán)的仿真模型；在系統建模方面，缺乏電子通用仿真模型，一方面嚴重影響數字化設計效率，導致數字化設計方法難以在裝備研制過(guò)程中落地，另一方面導致各領(lǐng)域建模質(zhì)量參差不齊，影響整機仿真的精度。共性數據庫薄弱已成為高端制造業(yè)發(fā)展的壁壘問(wèn)題，極大影響了制造企業(yè)用戶(hù)對國產(chǎn)軟件品牌的接受度和發(fā)展信心，制約了國產(chǎn)工業(yè)軟件的發(fā)展。

2.3 集成標準規范缺失，一體化研制迭代效率受阻

產(chǎn)品全生命周期端到端PLM的貫通，需要各類(lèi)工業(yè)軟件之間的相互集成。國外定義了多種統一中間數據格式規范，用于支撐各類(lèi)工業(yè)軟件的集成和數據交換，形成了集成設計、仿真、工程制造與生產(chǎn)、保障等一體的PLM平臺，并形成了統一的研制數據管理，支撐完成大型復雜產(chǎn)品數字鏈的貫通和全場(chǎng)景應用。

目前國內工業(yè)軟件之間的數據集成接口存在較多缺失，缺乏用于不同工業(yè)軟件之間數據交換的統一中間數據格式標準，無(wú)法快速形成數字化主線(xiàn)場(chǎng)景和一體化的數字支撐環(huán)境，產(chǎn)品研制過(guò)程中難以實(shí)現不同專(zhuān)業(yè)之間自上而下的自動(dòng)迭代，降低了產(chǎn)品研制效率，難以追趕和突破技術(shù)代差，在未來(lái)可能面臨的極端制裁和技術(shù)封鎖環(huán)境中將處于不利位置。

3  推進(jìn)國產(chǎn)化替代的對策建議

隨著(zhù)我國大力推進(jìn)制造強國戰略和制造業(yè)“智改數轉網(wǎng)聯(lián)”的深入實(shí)施，數實(shí)融合發(fā)展如火如荼，對高端工業(yè)軟件需求越來(lái)越大，亟待提升高質(zhì)量的工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)供給水平。同時(shí)，面對西方國家對我步步緊逼的遏制態(tài)勢和目前國內發(fā)展基礎薄弱的現實(shí)處境，建議戰略上加強重視，戰術(shù)上突出重點(diǎn)，多措并舉加快推動(dòng)高端工業(yè)軟件發(fā)展，形成自主可控的良好態(tài)勢。

3.1 加強頂層設計，完善促進(jìn)高端工業(yè)軟件發(fā)展的政策環(huán)境

一是高度重視高端工業(yè)軟件發(fā)展，進(jìn)行提級謀劃。扎實(shí)推進(jìn)實(shí)施國家軟件發(fā)展戰略，面向實(shí)際需求，體系性論證EDA、CAD等工業(yè)軟件發(fā)展路徑，出臺專(zhuān)項戰略規劃，發(fā)揮集中力量辦大事的制度優(yōu)勢，啟動(dòng)實(shí)施和論證儲備一批重大攻關(guān)項目，優(yōu)先解決重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域當務(wù)之急。二是形成持續穩定的科研投入，合理引導社會(huì )預期。工業(yè)軟件行業(yè)投入大、回報周期長(cháng)，需要加強國家科技創(chuàng )新戰略規劃與渠道資源的統籌銜接，形成長(cháng)期穩定的經(jīng)費、人才投入機制，并根據實(shí)際攻關(guān)情況設置適度的投入增長(cháng)率，設立高端工業(yè)軟件投資基金，發(fā)揮“四兩撥千斤”的作用。鼓勵國產(chǎn)工業(yè)軟件公司上市融資，廣泛吸納社會(huì )資金參與高端工業(yè)軟件研發(fā)及市場(chǎng)化，激發(fā)高端工業(yè)軟件攻關(guān)企業(yè)與科研人員創(chuàng )新活力。三是倡導首購首用，在需求端解決產(chǎn)用脫節問(wèn)題。梳理和建立自主工業(yè)軟件優(yōu)選推薦目錄，通過(guò)加強稅收優(yōu)惠、獎補，細化落實(shí)強制性采購規定等細則，鼓勵推動(dòng)工業(yè)部門(mén)優(yōu)先選用推薦目錄中的自主工業(yè)軟件，以應用場(chǎng)景的擴大牽引工業(yè)軟件工程驗證和迭代改進(jìn)。

3.2 聚焦關(guān)鍵技術(shù)，補齊高端工業(yè)軟件底層技術(shù)短板

一是攻關(guān)底層核心關(guān)鍵技術(shù)，盡快打破受制于人局面。聚焦基礎性、關(guān)鍵性、緊缺性工業(yè)軟件技術(shù)領(lǐng)域，突破升級體系/系統設計與仿真、多學(xué)科聯(lián)合仿真、三維幾何建模引擎等關(guān)鍵核心技術(shù)，填補大型研發(fā)設計類(lèi)軟件底層技術(shù)短板。二是建立工業(yè)軟件共性數據庫。集合相關(guān)優(yōu)勢企業(yè)模型和數據資源，構建多層級多專(zhuān)業(yè)通用模型庫，加快推動(dòng)國內優(yōu)秀工業(yè)知識創(chuàng )新迭代、共性數據庫豐富完善。三是打造國產(chǎn)工業(yè)軟件PLM。面向電子、船舶、航空等優(yōu)勢行業(yè)，構建國產(chǎn)化數據模型標準、集成標準，研發(fā)形成國產(chǎn)化PLM平臺，支撐復雜產(chǎn)品數字鏈的貫通和全場(chǎng)景應用。

3.3 強化龍頭牽引，扶持重點(diǎn)優(yōu)勢企業(yè)加快打造拳頭產(chǎn)品

科技領(lǐng)軍企業(yè)是國家戰略科技力量的重要組成部分，也是科技和經(jīng)濟緊密結合的重要力量，在創(chuàng )新突破、研發(fā)投入、成果轉化和產(chǎn)業(yè)協(xié)同等方面承擔著(zhù)主體作用，有能力集聚各方資源集中力量辦大事。央企國企在高端工業(yè)軟件方面既有雄厚的研發(fā)實(shí)力，又有豐富的應用場(chǎng)景。當前中國電科在系統級EDA和PLM軟件，中國電子在集成電路EDA軟件，航空工業(yè)、航天科技、中國船舶等軍工集團在各自領(lǐng)域的工業(yè)軟件研發(fā)和應用上均具有一定的優(yōu)勢，建議采用扶強扶優(yōu)的策略，充分發(fā)揮龍頭帶動(dòng)作用，推動(dòng)各種創(chuàng )新要素向頭部央企國企集聚，聚焦EDA、CAE、PLM等大型工業(yè)軟件拳頭產(chǎn)品，加快培育一批具有競爭力的一流高端工業(yè)軟件自主品牌和產(chǎn)業(yè)集群，形成沖破封鎖禁錮、實(shí)現創(chuàng )新突圍的利刃。

來(lái)源： 智能制造IMS