没有工业软件谈什么智能制造和工业4.0,工业软件到底有多重要

2024-04-29

1. 没有工业软件谈什么智能制造和工业4.0,工业软件到底有多重要

“中国的软件公司至今还没有一家能够,建立起可以与世界级的工业工程、控制软件相媲美的核心能力,这一能力将成为中国企业迈向工业互联网的巨大短板。”

没有工业软件谈什么智能制造和工业4.0,工业软件到底有多重要

2. 中国工业软件现状

工业软件广泛应用于工业领域各个要素和环节之中,与业务流程、工业产品、工业装备密切结合,全面支撑企业研发设计、生产制造、经营管理等各项活动,是信息化与工业化的融合剂。在推进“工业化”和“信息化”融合、产业升级、新型工业化、工业发展转型等国家战略的道路上,工业软件都扮演着极为重要的角色。2019年我国工业软件产品实现收入1720亿元,2020年进一步增长,有望突破1800亿元,工业软件行业正处在起飞的前夜。
工业软件发展阶段分析
国内工业软件发展大概分为三个阶段:第一阶段,是软件本身的发展阶段,在纯软件阶段,国外企业称霸市场;
第二阶段,是软件的协同应用阶段,在这个阶段,业务流程进行串通和优化,国内厂商开始加快发展步伐,逐步追赶国外厂商;
第三个阶段是“工业云”的阶段,在这个阶段,软件不再是单一的软件,而是集成多种软件,并提供“软件+服务”的整体解决方案,在这个阶段,国内厂商基于中国工业发展实情,加快本土软件服务水平的提升,开始逐步超越国际厂商。但是目前我国正处在工业软件协同应用末期“工业云”前期之间,国内厂商整体尚未能在技术与服务水平上超越国际巨头。

工业软件市场规模:日渐壮大
近年来,随着科技的发展和国民经济的腾飞,工业化和信息化融合进程加快,在中国制造2025的大背景下,工业企业转变发展模式、加快两化深度融合成为大势所趋,工业软件以及信息化服务的需求将继续增加,中国将继续保持着全球工业软件市场增长主力军的地位。
中国工业软件市场规模不断壮大。据工信部统计数据显示,2019年我国工业软件产品实现收入1720亿元,同比增长14.6%,2020年1-11月工业软件产品收入达到1794亿元,同比增长12.5%。同时,我国工业软件行业市场规模占软件和信息服务行业市场的比重总体呈上升趋势。
据工信部数据统计显示,2020年1-11月全国软件和信息技术服务业规模以上企业累计完成软件业务收入7.31万亿元,工业软件产品收入占比为2.45%。


工业软件市场结构:嵌入式软件为主
从工业软件行业细分产品结构来看,工业软件细分产品可分为嵌入式软件、协同集成、生产管理类、生产控制类以及研发设计类,其中嵌入式软件为我国工业软件的主要细分产品。据赛迪最新发布的《中国工业软件发展白皮书(2019)》显示,我国工业软件市场中嵌入式软件销售额占比57.4%,研发设计类占比8.5%,生产控制类占比17%,其余占比17.1%。


工业软件市场前瞻:预计未来持续增长
近年来,以美国、德国和中国为首的制造业大国在工业互联网标准方面纷纷根据自身优势提出标准体系的建设方案。美国以工业互联网联盟IIC为主体,由GE联合AT&T、思科、IBM和英特尔等厂商,以参考架构、测试床、应用案例为关键工作抓手,通过企业自主设立的应用案例组织垂直领域应用探索,推动工业互联网加快落地。由德国机械及制造商协会(VDMA)、德国电气电子(ZWEI)和信息技术协会(BITKOM)共同设立的“工业4.0平台”,确定了规范与标准、安全、研究与创新三大主题,以目前广泛使用的底层协议为基础,重点推进数字工程的标准制定。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,结合前几年行业增长情况来看,未来五年我国工业软件市场持续以两位数幅度增长,市场规模有望于2026年突破4300亿元。


—— 更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国工业软件行业市场前景预测与投资战略规划分析报告》

3. 国内外工业软件的差距在哪?如何赶上?

1. 由于国产工业软件起步比较晚,用户界面、软件功能、系统架构和平台化、开放性等方面与国外大型软件公司的软件产品存在一定差距。
2. 国外一些老牌的工业软件企业往往有深厚的工业背景,在实践当中总结出需求,再研发工业软件。而国内多数软件公司,“从实际中来,到实践中去”的功课做得还不够,限于生存的压力,比较追求短平快,甚至把一些没有认真测试的软件也部署到客户现场,使一些客户企业成为“小白鼠”。长此以往,导致一些大中型工业企业形成了对本土工业软件的“鄙视链”。
3. 由于缺乏对工业实践的总结,又缺乏品牌竞争力,软件的平台化水平不高,不少国内工业软件企业往往会答应客户很多个性化定制开发的需求,长期陷在项目之中,形成很多企业的版本,却没有一个统一规划的版本,被客户牵着鼻子走,而客户满意度反而不高。最后,往往由于需求变更,实施拖期,还赚不到钱。
4. 国外工业软件公司在创业阶段往往非常专注于某个核心技术,向纵深发展,树立样板客户,而且是行业标杆客户,形成自己的“独门绝技”。最后,要么单独融资、上市,要么被大公司“娶入豪门”。而国内很多工业软件公司规模不大,产品涉及的领域却很广,广而不深,竞争力不强。有些的公司过于注重短期行为,什么赚钱做什么,比如没有专业团队去实施国外大型软件,却贸然凑个班子去签单,结果反而大亏。
5. 一些国内工业软件公司,尤其是高校和科研院所背景的软件公司很不重视市场宣传,甚至没有专门的市场部,没人去研究和总结客户需求,撰写客户案例,没有人去认真做市场调查、市场分析,也不举办或参加市场活动,却投入很大资源争取政府项目,或者帮助大客户去拿政府项目,然后分一杯羹。这种做法短期内往往能够拿到不少政府支持,但长此以往却制约了企业的市场意识。
6. 还有一些国内工业软件企业往往营销能力很强,有某个行业,或者某些大企业的背景。但是,这些企业这种背景和资源往往也会成为企业发展壮大的制约因素。大部分从大型制造企业发展起来的软件公司主要业务还是服务母公司和集团内相关企业。
7. 有些技术背景比较资深的工业软件企业负责人往往不是通过市场调研来分析客户需求,而是凭借自己的经验和感觉来开发新产品,实际上经常试错,难以实现软件的产品化和产业化。

国内外工业软件的差距在哪?如何赶上?

4. 工业软件分为哪几大类?未来工业软件的发展是怎么样的?

中国国产工业软件市场持续增长
在中国制造2025的大背景下,工业企业转变发展模式、加快两化深度融合成为大势所趋,工业软件以及信息化服务的需求将继续增加,2016-2020年中国工业软件市场保持持续增长态势。
据工信部数据显示,2021年1-10月,我国工业软件产品收入完成1902亿元,同比增长20.90%,成为推动制造业转型升级、实现新旧动能转换的关键力量。

2016-2021年10月,我国工业软件行业市场规模整体发展较为迅速,占软件和信息服务行业市场的比重总体呈上升趋势。据工信部数据显示,截至2021年10月,我国工业软件市场占全行业比重上升至2.48%。

国产工业软件技术较为落后 市场份额有待提升
国产工业软件较国外工业软件的劣势较为突出,主要体现在核心技术方面。由于核心技术掌握在国外厂商手中,国内外工业软件竞争激烈。国产工业软件具备本土优势主要集中在服务及政策优势。在本土市场及政策的推动下,预计未来将迎来较快发展。具体优劣势如下:

根据工信部运行局数据,5%的研发设计类工业软件为国产产品,国产可用的研发设计类产品主要应用于工业机理简单、系统功能单一、行业复杂度低的领域;生产制造类国产工业软件占据50%的国内市场,在部分领域已经具备一定实力,涌现了上海宝信、和利时、浙大中控等行业领军企业,但在高端市场中还不占优势。经营管理类国产软件占有国内70%的市场份额,但高端市场领域仍以SAP、Oracle为主。

未来国产工业软件重点竞争区域
未来我国工业软件竞争重点领域将主要集中在云平台、SaaS、系统集成、自主控制这四大板块。从云平台来看,更多企业会将工业应用放到公有云平台,提供集成化服务;更全面的客户需求也会推动工业软件企业对于SaaS及系统集成技术的进步。在如今工业软件行业中,最重要的问题在于国产工业软件的自主可控,在国家大力推动技术自主研发的背景下,预计自主可控的工业软件将保持高速增长。

—— 以上数据参考前瞻产业研究院《中国工业软件行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》

5. 工业软件的特点

工业软件除具有软件的性质外,还具有鲜明的行业特色,随着自动化产业的不断发展,通过不断积累行业知识,将行业应用知识作为发展自动化产业的关键要素,逐渐成为企业调整经济结构,转变经济增长方式的主要因素。1、工业软件离不开工艺的支持不同行业的工业控制软件,其服务对象均不相同,钢铁行业针对的是冶金工业,其控制软件很难适用机械行业,反之亦然。一套好的工业控制软件,不仅能够满足当前工艺的需要,而且在控制思想上,还有一定的超前意识,在一定时间内不会落后。2、工业软件要有行业数据知识库做支撑行业数据知识库,是指对行业控制软件起支撑作用的行业生产过程中经验积累的集合。特别需要指出的是行业生产过程中关键知识、软件、诀窍及数据等知识的汇集,也是我国自动化控制系统装上“中国脑”的基础。其主要内容包括:生产过程中采集到各种数据后,经验计算公式、技术诀窍、各种事故处理经验及各种操作经验,操作手册、技术规范、工艺模型、算法参数、系数及权重比例分配等。既包括以文档形式存在的技术规范,操作规范,国家标准等,也包括经验公式、模型算法等软件核心内容及解决工具。目前针对不同行业的工业控制软件产品的开发与生产正在兴起,各个行业的数据知识库正在成为工业控制软件的核心性,基础性要素的发展与壮大,这样也是我们的优势所在,建设好行业数据知识库,将使行业知识变成行业工业控制软件发展的动力,并推动我国工业控制软件的技术水平更好的完成由低端向着高端的转换。

工业软件的特点

6. 国产工业软件真的很重要吗?目前存在哪些问题?

工业软件:推动制造业由大变强的关键

工业软件是现代工业的灵魂,代表着制造业先进生产力的发展方向。工业软件强,国家制造业竞争力才能强。

工业软件是国家制造业竞争力根本所在

发展工业软件是推进智能制造的必要基础。现代信息通信技术和制造技术深度融合是智能制造的关键所在,其中涉及硬件、软件、网络、计算等多种技术和制造技术的融合,而工业软件是其中最为关键的技术,无论是硬件、网络、计算等技术和制造工艺融合,都离不开软件定义、编码和封装。

发展工业软件是提升制造业国际竞争力的重要抓手。工业软件的核心是工业基础数据,有数据支撑的工业软件功能才强大。例如,飞机、船舶等领域,工业软件可以让软件模式测试和样机测试做得一模一样,大大降低样机错误设计概率。目前制造业发达国家愿意将大型高端装备工厂建设在海外,设计、组装、测试、维修等环节都愿意输出,正是由于工业软件较好地保证了技术被充分应用的情况下,技术工艺又不被泄露。

发展工业软件是推动制造业生产和商业模式变革创新的前提。企业研发设计、生产控制、组装测试、售后运维、远程服务等各环节信息化建设都离不开工业软件的支撑,工业软件定义了研发设计基础理论体系、生产控制流程、产品组装顺序、产品测试机理、运维模式等等,甚至定义了制造业的商业模式,协同研发、个性化定制、网络制造、在线运维、分时租赁等新商业模式都离不开工业软件支撑。

我国工业软件发展存在的问题

制造业对国外工业软件形成长期依赖,关键工艺流程和工业技术数据缺乏长期研发积累,制造业在一些领域呈现技术空心化。我国飞机、船舶、冶金、化工、生物医药、电子信息制造等重点制造领域长期以来习惯用国外工业软件,对于背后的设计原理了解不够,而且缺乏基础工艺研发数据的长期积累,导致基础技术原理数据积累存在明显差距。国外根本不可能出售含有最新创新成果数据的工业软件,能出售的工业软件里面固化的数据往往是上一代甚至上几代的数据。

软件业和制造业融合程度不高,大型制造企业缺乏主动布局,纯软件企业向工业软件企业转型难度大。纯软件企业进入工业软件领域存在天然专业技术屏障,工业软件不同于普通网络应用软件,是工业流程和技术的程序化封装,背后需要工业流程和庞大技术数据作支撑,这绝非纯软件公司单独所能为。目前国内大型制造企业缺乏对智能制造时代工业软件重要性的深度理解和认识,习惯于购买和应用国外企业的工业软件,不会主动布局加强对企业关键核心工艺流程、工艺和技术的软件化封装,来提高工艺数据应用的便捷性和工业核心技术输出的安全保障。

国内工业软件市场被国外企业垄断,国产工业软件发展严重滞后,产业生态基础还很薄弱。重点工业领域关键核心技术被国外企业掌握,关键核心工业辅助设计、工艺流程控制、模拟测试等软件几乎都是清一色的国外企业软件。工业软件研发需要生态系统作支撑,然而目前我国工业操作系统、工业软件开发平台等重要国产工业基础软件是全产业链缺失,这也直接导致了运行于国产工业操作系统的国产工业控制应用软件几乎是空白。

工业软件国内标准缺失,综合集成应用程度不高,工业软件作用发挥有限。近几年来,西门子、通用电气等大型制造企业都纷纷加大了工业技术和软件技术融合力度,通过大力收购软件企业,强化企业在智能工业时代的核心竞争力。目前国内工业软件市场的事实标准都是由国外大型制造企业主导着,国外企业在标准上互掐,导致国内市场同时采用国外企业产品时,不同厂商产品程序兼容和互联互通存在很大问题。由于我国在重点制造业领域的国产智能产品体系化程度不高,大部分情况都处于主动需求与对方产品互联,因此只能被动遵守对方产品标准。

工业软件对制造业模式的变革创新作用尚未发挥,制造业微笑曲线受制于工业软件短板。由于国内工业软件应用还普遍处在研发设计、工业控制等若干单项应用环节,贯穿整个制造业研发设计、流程控制等全环节的综合集成应用还较少,不同厂商工业软件程序兼容存在较大问题,工业软件综合集成效应尚未显现。

推进工业软件发展的相关建议

成立工业软件产业投资基金,加大工业软件产业扶持力度。鼓励大型制造企业投资和并购国外工业软件服务公司,促进技术引进、消化、吸收和再创新;工业信息服务工程公司发展标准化、通用型、平台型的行业工业信息服务软件产品;工业大数据服务企业梳理、挖掘、共享和开放工业大数据;高等院校、科研院所制造业相关专业研究人员建立和开放工业技术工艺数据库,为工业软件开发提供公共数据支撑。

开展工业软件服务企业认定等相关工作,实施更加优惠的工业软件产业财税、投融资、知识产权扶持政策。开展工业软件服务企业认定专项工作,实施比软件产业更加优惠的工业软件产业税收减免政策。分行业成立钢铁、冶金、船舶、飞机、汽车、高铁、生物医药、电子信息制造等重点制造业领域若干工业软件国家工程实验室,鼓励行业大型制造企业和软件企业联合牵头成立。对于国内企业投资和并购国外工业软件企业,简化海外投资审批程序,实施相关税收减免政策。对于工业软件企业上市融资行为,降低上市准入门槛,对于面向工业软件企业的投资行为,降低或减免相关税收。对于经认定的工业软件企业申请相关财政资金项目,在营业收入、缴纳税收、人才资源方面降低申请门槛。

以制造行业龙头企业为核心组建行业工业软件联盟,打造工业软件产业生态圈。发挥制造业各行业协会和软件行业协会作用,鼓励制造企业、软件企业、工业数据分析企业等联合成立细分行业工业软件联盟,加强工业软件联合开发和推广应用。发挥工业软件联盟作用,重点推进钢铁、冶金、船舶、飞机、汽车等重点行业工业软件的开发、推广和应用力度。培育工业操作系统、工业数据库、工业软件开发平台、工业软件编程语言等基础软件信息服务提供商。鼓励高等院校、科研院所加强对工业操作系统、工业数据库、工业软件开发平台等基础软件平台关键技术研究,提倡产学研联合攻关。加强工业软件企业和互联网企业的合作,鼓励发展平台型、网络型工业软件,为中小制造企业提供廉价的工业软件云服务。

加快制定工业软件行业标准,推进制造业工业软件综合集成应用。制定工业操作系统相关标准,形成应用接口丰富多样、运行安全高效、系统吞吐量大、响应时间小、容错能力强、用户界面友好、可移植的工业操作系统标准。制定工业数据库相关标准,形成能支撑工业大数据存储、高并发量连接、查询范式多样、搜索查找高效、技术安全可靠的工业数据库标准。制定工业软件开发平台相关标准,形成能支撑跨平台、应用接口丰富、编译运行高效、程序安全可信、安装部署快捷的工业软件开发平台标准。制定工业软件编程语言标准,形成一套标准、通用、高效、安全、可移植、易学的工业软件编程语言标准,加大信息科技类院校教育力度。

7. 软件在工业的应用有多广泛?可为企业减少多少成本?是否好用?

正如工业产品智能互联的发展使得软件成为产品的核心一样,工业软件现在已经成为制造企业的核心之一。在德国、美国和日本等制造大国中,工业软件被视为现代工业的基础。

工业软件广泛应用于工业领域的各个环节,可以有效固化系统中的企业工业知识和专有技术,使其成为企业经验,有效支撑企业未来的创新发展。同时,它们可以全面支撑R&D、制造、营销、服务等企业产品的全生命周期过程,是信息化与工业化的融合剂和桥梁。
工业软件研发困难
在我看来,工业软件目前的研发难点主要集中在以下几个方面:首先,中国制造业的发展仍然依赖于人口红利和工业知识的积累(R&D技术、仿真技术、工艺技术和制造技术等)。)多年,而且基础比较薄弱,这直接决定了中国企业在R&D的专有技术深度在工业软件。
其次,工业软件(如CAD、CAE)的一些核心算法几乎都被国外公司掌握,整体突破需要配合基础学科的研究和深化,并不是一次性的努力。

第三,工业软件研发门槛高,需要人才。只有既懂信息技术又懂编程技术,既懂工业技术又懂工业诀窍,才能在核心算法、先进工艺等知识技术领域取得突破。
R&D of 工业软件是一个系统工程,需要强大的R&D体系、组织体系和产品管理体系,这就决定了这项工作必然是一个费时费力的过程。在我看来,可以从以下两点考虑突破瓶颈:
首先,可以通过并购减少人才和相关知识缺乏的障碍。纵观工业软件领域的龙头企业,几乎都是这样快速切入领域,在人才、市场、产品、技术等方面都有所收获。其次,以十大工程领域重点项目为切入点,依托客户需求,整合国内各类人才和专家进行开发。
随着从传统制造向智能制造的发展,R&D企业的制造和服务流程不断升级或重组。例如,汽车的R&D周期从三年缩短到两年,这就对所有的工艺界限提出了更高的要求。如何通过工业软件系统中的协作和自动数据流,高效提高企业面对不确定性的能力,从而提高企业的决策能力和资源配置效率,已经成为新时期企业竞争力的核心,也使得数据成为企业的生命力。承载企业数据的传统工业软件和新工业软件技术可以使企业在工业互联网等的帮助下继续发展。
从选择和使用工业软件的角度来看,制造企业可以重点关注以下几个方面:
1.价值:制造企业工作场所多,工业专有技术复杂程度高,不同行业的业务内容千差万别,所以市场上有句话“工业软件姓龚,不姓阮”。同时也提醒企业,在选择和使用工业软件,首先需要注意的是这些软件/工具能否解决当前的问题,能否在企业的各个流程和领域帮助降低成本、提高效率、提高质量。用户不关心IT架构和软件技术,是否实现自己业务的价值是他们最关心的核心内容。
2.ROI: 工业软件除了帮助用户解决实际问题,给用户带来实用价值外,工业软件因为其使用成本而备受关注。无论是R&D软件、制造软件还是其他类型的软件,成本都是用户选择和使用的关键因素。
3.易用性:如何让多个系统之间的界限和“孤岛”现象消失,并根据场景提供基于角色的数据服务。该软件的灵活性、简单性和易用性使用户能够以简单的操作模式将设计、仿真、制造和服务的整个过程数字化,这也是用户关注的重要部分。

工业软件的下一个发展方向
在过去30年的制造业信息化过程中,制造企业通过沉淀和积累,构建了一系列的工业软件(包括各种工具和系统),覆盖了R&D、制造、营销、服务等产品的整个价值链,帮助企业实施产品R&D系统等管理体系和流程。
但与此同时,由于缺乏整体顶层规划,各领域的信息孤岛和壁垒逐渐形成,也使得过程驱动系统运行缓慢,其与快速变化的市场需求和企业不确定性的矛盾越来越突出。因此,如何构建一个数据驱动的企业,以面向服务的方式,在正确的时间、正确的地点,将各个系统中的数据发送给正确的人,帮助用户做出正确的决策,是工业软件下一步发展的主要方向。也可以简单理解为,如何通过数字平台将整个价值链的数据和所有因素互联起来,构建基于平台的各种行业应用,根据场景和角色使用,并与行业知识深度融合,从而快速灵活地做出决策,是未来enterprise 工业软件 construction的重点。所以在我看来,基于平台的架构,基于角色的使用,基于场景的应用,敏捷开发是工业软件。
制造业是实体经济的主体,是高质量经济发展的关键。从概念到实现,工业领域的每一个产品都离不开工业软件。对于一个制造企业来说,CAD软件可以帮助企业更好地进行辅助设计,而CAE软件可以帮助企业用数字样机进行仿真分析,PLM可以帮助企业进行全球协同研发,组装世界上最好的零部件,ERP系统可以帮助企业管理好人、钱、物,CRM软件可以管理从机会到付款的全过程,OT系统可以管理所有的生产环节。这些工业软件尤其是R&D软件将企业的R&D设计知识和经验数字化,并通过这些数字化的知识进行创新,使制造企业不再处于“微笑曲线”的底部。
以5G、工业互联网、人工智能、AR/VR为代表的新工业软件技术,可以进一步帮助制造业实现从数量到质量的新阶段。IT可以将OT设备与IT系统连接起来,从而更好地促进基于数据的资源的配置和优化,提高企业的运营水平。

软件在工业的应用有多广泛?可为企业减少多少成本?是否好用?

8. 企业为什么使用工业软件

亲亲~根据您的问题~为您进行解答:企业使用工业软件是因为工业软件的应用场景在装备。【摘要】
企业为什么使用工业软件【提问】
亲亲~根据您的问题~为您进行解答:企业使用工业软件是因为工业软件的应用场景在装备。【回答】
亲亲~CAD/CAE、仿真等工业软件,装备也是其主要应用场景。在过去,我们一直采用的是采购设备及成套线引进,利用国内廉价劳动力资源进行组装生产。工业软件通常在装备的设计、测试验证、运行的各个环节工作。【回答】
亲亲~工业软件能够促进企业技术的更新迭代 工业软件是先进技术的融合体现,所涉及到的工业知识、数学知识、物理知识、计算机技术都会促进工业软件的更新迭代。【回答】