中国工业软件行业规模及发展前景分析.docx

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1、中国工业软件行业规模及发展前景分析 一、工业软件行业发展规模分析 工业软件（英文：IndustrialSoftware）是指在工业领域里应用的软件, 包括系统、应用、中间件、嵌入式等. 一般来讲工业软件被划分为编程语言、系统软件、应用软件和介于这两者之间的中间件. 其中系统软件为计算机使用提供最基本的功能, 但是并不针对某一特定应用领域. 而应用软件则恰好相反, 不同的应用软件根据用户和所服务的领域提供不同的功能. 工业软件定义工业软件业软件指专用于或主要用于工业领域，以提高工业企业研发、制造、管理水平和工业装备性能的软件。工业云平台业互联网平台是在传统云平台的基础上叠加物联网、大数据、人工智

2、能等新兴技术，实现海量异构数据汇聚与建模分析、工业经验知识软件化与模块化、工业创新应用开发与运行，从而支撑生产智能决策、业务模式创新、资源优化配置和产业生态培育的载体。工业通信工业互联网的网络层包括工厂外部网络通信和工厂内部网络通信，外部网络通信主要利用传统互联网，内部网络通信包括工业以太网、工业PON、工业无线、支持IPv6的技术和产品等。工业互联网基础设施工业互联网基础设施包括生产制造环节的工业机器人、服务机器人、3D打印机、智能生产设备、智能机床等生产设施，数据采集传感器、工业安全工业互联网的安全体系分为三个层次，底层是安全模型与政策的选择，中间层是数据的安全防护，顶层的四个安全应用场景

3、分别是安全配置与管理、安全监 从分类来看：工业软件大体上分为两个类型：嵌入式软件和非嵌入式软件工业软件分类1入式软件入在控制器、通信、传感装置之中的采集、控制、通信等软件。2嵌入式软件在通用计算机或者工业控制计算机之中的设计、编程、工艺、监控、管理等软件。 全球产业进入工业经济向数字经济加速转型过渡期, 以数字经济为核心的产业融合发展成为趋势. 工业信息化成为数字经济与工业融合的典型代表, 是全球未来产业发展的代表方向. 2018年全球工业软件产品市场规模达到3,893亿美元, 较2017年增长5.19%. 经初步统计, 2019年全球工业软件产品收入已突破4000亿美元大关, 到2020年全

4、球工业软件行业市场规模将达4332亿美元. 2012-2020年全球工业软件行业市场规模走势预测 目前, 发达国家在全球率先建立了较为完整的工业体系, 并伴随着信息技术的发展提出了对工业软件的迫切需求, 工业软件在为工业企业服务的同时也不断完善改进, 二者相互促进不仅为发达国家建立了高度发达的现代工业体系, 也使其拥有了工业软件领域几乎所有的核心技术和行业标准, 孕育出了西门子、SAP等多家国际知名工业软件企业. 在外国市场, 工业软件行业已形成巨头垄断的局面, 如研发设计类软件领域由达索、西门子、欧特克等巨头占据着技术和市场优势；在生产控制软件领域, 西门子保持行业龙头地位；信息管理类软件领

5、域SAP、Oracle占据主导地位. 工业软件在智能制造中发挥着重要的作用. 目前, 智能制造已成为全球各国的竞争焦点. 智能制造在控制成本、提升效率的作用已经得到证实. 在过去的很长一段时间里, 中国制造业的创新模式主要包括“引进消化”, 就像在上世纪70年代我们引进了劳斯莱斯的“斯贝”发动机, 花费了4亿美元, 也包括像吉利汽车并购沃尔沃汽车, 获得的图纸都有数吨之重, 第二种是市场换技术, 例如汽车工业、高铁、燃气轮机等市场, 依赖中国强大的市场, 要求国外厂商采用合资工厂的方式来进行生产制造, 希望在这个过程中能够获得技术, 第三种就是以“填补空白”为导向的科技攻关, 重大专项得国际科

6、研投资. 但是, 实际上, 引进消化本身都是要经历复杂的验证过程, 并且很多软件也不符合中国的实际情况, 这导致这种消化吸收往往难以取得成效, 市场换技术实际上也并未真正换来技术, 而填补国家空白的科技攻关, 随着研究院所的市场化, 他们也开始赚快钱, 做了大量国外产品技术的“系统集成商”工作, 其实也并未真正掌握核心技术. 我们把这些所谓的引进消化、市场换技术、科技攻关所采用基本上都是“逆向工程”, 如测绘、模仿、引进吸收但是, 没有自己主动原创性的设计, 对于产品逆向设计过程没有经历需求工程和系统设计等阶段, 往往造成对产品“知其然, 不知其所以然”, 甚至对产品所用技术也是如此. 这种状

7、态严重影响了产品设计中的创新, 谈不上真正的创新. 企业的发展历程中, 逆向设计是必须经历的一个阶段. 但超越源于创新, 创新源于正向设计. 如果讨论“正向设计”与创新是一个严谨而高效的过程, 那就必须与今天热议的“工业软件发展”紧密相关, 在传统的机器与系统设计中, 比较“烧钱“的环节主要在测试验证, 因为必须做出实际的机器, 然后带上负载的材料进行测试, 而且要试各种材料, 在不同行业都是一个需要大量烧钱的过程, 因此, 国内很多OEM机器制造商通常都是在客户现场测试, 比如印刷要测试各种纸张、薄膜, 塑料则同样有大量的材料, 包括制药也存在从大量的药物配方进行组合筛选最优的过程, 就像当

8、年爱迪生进行1000多种材料测试最合适的灯泡灯丝材料一样. 因此, 才产生了大量的各种建模仿真软件, 建模主要是对物理对象进行机械, 并抽取数学模型, 仿真则是在动态情况下随着负载、输入值的变化等对输出评估的过程. 而工业软件, 本身之所以难, 在于它是大量的工业知识的积累, 是制造业从材料、工艺、机械、控制、应用等多个层级的协同问题的集中体现, 而任何一个工艺都必须经过大量的工业现场测试验证过程、经过收敛形成最经济的道路, 这包括很多方面：1制程工艺的知识2控制工艺3测试验证方法体系4工具系统 而工业软件则是这些知识的一种封装, 其旨在“复用”, 即, 将人在大量的工业制造过程中的知识以软件

9、形式设计为高效工具、工艺、测试验证等的复用. 中国工业和信息化部遴选出了305个智能制造试点示范项目, 涉及92个行业类别, 覆盖全国境内所有省(自治区、直辖市), 拉动投资超过千亿元人民币. 初步统计下, 这些项目智能化改造前后对比, 生产效率平均提升37.6%, 最高3倍以上;能源利用率平均提升16.1%, 最高达到1.25倍;运营成本平均降低21.2%, 产品研制周期平均缩短30.8%, 产品不良率平均降低25.6%, 智能制造控本提效作用明显. 智能制造控本提效作用 当前, 中国正全面提升智能制造创新能力, 加快由“制造大国”向“制造强国”转变. 工业软件作为智能制造的重要基础和核心支

10、撑, 与先进的工业产品、与国家大力推动的装备制造业走向高端, 密切融合到一起, 对于推动中国制造业转型升级, 实现制造强国战略具有重要意义. 随着“中国制造2025”的逐步落地, 人们对于智能制造和工业软件的关注也在日益增强, 中国工业软件市场现状与趋势究竟如何？ 数据显示：2019年, 中国工业软件产品收入1720亿元, 较2018年增长16.45%. 2012-2019年, 中国工业软件产品收入年复合增长率为20.34%. 据预测, 2020年, 中国工业软件产品收入将突破2000亿元. 2012-2020年中国工业软件行业市场规模走势预测 中国工业软件通常包括生产管理软件、研发设计软件、

11、生产控制软件、协同集成软件及工业装备嵌入式软件. 受益于嵌入式系统在智能化转型中得以最大规模应用, 中国嵌入式软件在工业软件领域中占比最高, 达到63%. 中国工业软件产品结构占比 从客户结构来看, 目前工业软件客户主要是大型企业, 投资占比占据一半市场份额. 中型企业和小型企业投资占比分别为28.3%和19.6%, 中小型企业需求仍需进一步挖掘. 2018年工业软件客户类型 从全球来看, 由于发达国家工业软件起步早、技术积累雄厚且专业化程度高, 基本垄断了技术复杂的高端工业软件领域, 并形成了西门子、SAP、甲骨文等一批国际大型软件企业, 主导了工业软件市场, 中国工业软件市场份额仅占到全球

12、约6%的比重. 工业巨头开发/支持的工业软件软件名称开发/支持公司CADAM美国洛克希德公司CALMA美国通用电气公司CV美国波音公司I-DEAS美国NASAUG美国麦道公司CATIA法国达索公司SURF德国大从汽车公司PDGS美国福特汽车公司EUCLID法国雷诺公司ANSYS西屋电气太空核子实验室 事实上, 工业软件市场在国内一直处于关键却不关心的尴尬地位, 在设计、加工和分析领域, 工业软件被欧美厂商100%垄断, 国产工业软件几乎全军覆没. 比如EDA, 芯片设计生产“必备神器”EDA就是一个重要的工业软件, 目前全球市场接近90%的份额都集中在Synopsys、Cadence、Ment

13、or、Ansys四家公司上, 国内EDA“三剑客”华大九天、广立微、芯禾科技虽然有所突破, 但整体市场还是被国际巨头占领. 全球EDA市场企业竞争格局 在国内市场, 外资巨头依靠技术优势和先发优势占据了较大的市场份额. 然而, 由于中国本土企业具备天生的地缘优势及成本优势, 在部分领域已通过高性价比及优质服务站稳脚跟, 并通过加大研发和产品开发进入新的发展阶段. 以运营管理类软件公司用友网络、金蝶软件为例, 其在现有业务的基础上坚定的发展云计算业务, 孕育出弯道超车的可能性. 具体到研发设计类软件领域, 中望软件及CAD领域其他竞争对手也在加大研发投入, 以期在充分竞争的市场中逐步实现对外国厂

14、商的追赶及超越. 二、未来发展趋势 1、工业数据从信息割据到无边界流通 传统的工业企业数据不仅在企业与企业间产生割据状态, 同一企业的生产、设计、研发、管理、运营等环节都存在割据的状态. 工业互联网基于网络互联技术, 贯穿于工业的设计、工艺、生产、管理、服务等全流程各个环节, 使工业系统具备描述、诊断、预测、决策、控制等智能化功能. 2、信息化工具从单机软件到工业APP 传统架构的工业软件是嵌入式软件与非嵌入式软件, 以单机版软件为主且大多数局限在工厂内部, 而工业APP是是新型架构的、基于微服务的工业软件. 相较原本相对“固化”的工业软件, 工业APP将打破体系结构, 以专业知识为导向, 以

15、数字化模型为单位, 以工业微系统为载体. 3、工业分析能力从云端到边缘延伸 传统的“端-管-云”模式难以应对日益增长的工业物联网终端, 无法保证工业生产控制的实时性和可靠性. 未来的工业分析能力将是“云计算+边缘计算”, 云计算聚焦非实时、长周期数据的大数据分析, 支撑周期性维护以及业务决策, 边缘计算聚焦实时、短周期数据分析, 支撑本地业务的实时智能化处理与执行. 三、行业前景与发展建议 从市场前景与发展趋势来看, 随着中国产业转型升级进入攻坚期, 数字转型已成为企业共识. 智能制造领域的政策红利逐步释放, 将进一步推动工业软件快速发展. 云服务的加速普及给工业软件和应用注入新活力, 预测未

16、来几年时间内, 中国工业软件企业将逐步壮大, 工业软件产品收入将保持10%-15%的增长速度, 到2024年, 中国工业软件产品收入将达到2950亿元. 2020-2024年中国工业软件产品收入预测 未来几年, 随着中国制造2025的逐步落实, 中国现代工业化进程的加快, 工业软件应用范围和深度扩大, 行业仍将保持着稳定的增长, 而国产工业软件在本地化产品和服务方面有着独特的优势, 更具有战略安全性. 根据当前工业软件的市场前景与发展趋势, 提出以下政策与企业发展建议. 一是稳步释放政策红利, 促进工业软件深入发展. 工信部智能制造试点示范项目的推进工作取得了显著的成果, 未来还可以在国际合作

17、、重点领域和技术突破、垂直行业应用试点等方面进一步细化. 对于地方政府来说, 要将工业软件作为一个产业来重点发展的话, 仍要完善产业配套服务体系, 包括产业投资基金的建设, 协同研发平台的打造以及配套中介服务等. 此外, 还需要加强对工业软件人才的引培, 既包括软件人才, 也包括行业专家. 二是加速信息技术应用, 实现企业数字化覆盖. 对于企业进行信息化和数字化改造, 赛迪顾问认为, 企业需要用数字化车间构建一个横向全面覆盖各种管理流程、纵向不同层次搭配直通底层数据的自动化和信息化网络, 为生产、管理信息一体化打下基础, 未来需要进一步拓展智能应用的覆盖范围和深度功能. 在这一过程中, 企业需

18、要重点关注三个环节：智能传感器构成的端数据源、现场总线与无线网络构成的传输网, 以及针对数据进行分析的中央计算功能和由之衍生出的云应用. 三是加强行业深度研究, 打造垂直领域智能应用. 在行业方面建议加强行业深度研究, 将行业积累的工业、管理规律与人工智能算法结合, 整合行业数据和企业数据, 尝试开发工业智能应用. 人工智能建立在对特定领域深度学习的基础上, 在工业领域的智能应用同样需要丰富的行业经验和研究基础. 在人工智能尚未完善的阶段, 应首先聚焦行业的生产工艺、信息管理等运行规律, 寻找能使大数据和人工智能发挥最大效用的突破点. 值得注意的是, 对于工业智能的应用, 一定要遵循先行业、后软件, 先人工、后智能的技术路线, 切不可盲目追逐人工智能的热点, 上马基于伪大数据的伪人工智能应用.