今天，中国的工业生产能力和工业出口规模已经领先世界，中国制造业增加值占全球份额的28%以上。在联合国指定的所有工业门类和子门类(41个工业门类、191个中型门类和525个小型门类)中，中国企业已经是重量级选手。然而，中国工业企业要想真正走向世界，仍然面临着一个不可避免的关键短板——工业软件。
很多人可能不知道华为技术是中国最大的工业软件公司。即使华为这么强大，在设计产品的时候也应该使用美国三家公司Synopsys、Cadence、Mentor提供的EDA(电子设计自动化)工具。芯片设计极其复杂，内部有数十亿个晶体管，EDA工具的极限设计精度是不可替代的。
工业软件绝不是普通的IT软件，也不是普通互联网公司可以涉足的。就代码行数而言，全球最大的软件公司不是微软或SAP，而是全球最大的军火商洛克希德马丁。没有制造业的皮，剩下的核心技术就是工业软件，包括编程、数据构建与分析、设备驱动、程序变更、传感器应用等。所有这些都依赖于软件技术。近年来，德国的西门子、美国的GE、法国的施耐德为了保持传统的垄断地位，都在大力收购工业软件公司。例如，2016年11月，西门子以45亿美元收购了全球三大电子设计自动化软件EDA之一的Mentor。
目前，进入中国工业领域的重要工业软件，包括用于R&D的计算机辅助设计、计算机辅助工程、计算机辅助制造和计算机辅助工艺设计、用于信息管理的企业资源规划、客户关系管理和人力资源管理以及用于生产控制的制造执行系统、计算机控制系统和可编程控制器，总共占近40%。另外60%主要是嵌入式软件(嵌入特定设备的专用软件)，因为工业企业对工业智能终端、工业传感器、工业自动化设备的需求很大。
工业软件企业是各工业领域的一流公司，是长期积累的工业知识和诀窍的宝贵沉淀，而不是IT的产物。到现在为止，几乎每一个工业产品的生产，每一个工业设备的操作，都首先存在于工业软件的数字世界，然后才是物理产品和操作。
可以说，中国工业发展的最大瓶颈是工业软件，工业软件企业的发展瓶颈也将成为下游工业企业的一大制约因素。比如中国的核电技术已经是世界级的，国内的“华龙一号”核电系统已经整体推向世界。但业内人士透露：“如果德国西门子现在在中国民用核工业禁止NX软件(西门子提供的产品工程解决方案)，那将是一场灾难。——所有用NX软件设计的机型和制造过程的管理都会中断，整个行业都会受到很大影响甚至无法正常运转。”
为什么目前中国工业软件企业很难率先实现替代？通过分析工业软件公司的发展现状和瓶颈，可以找到答案。
三个尴尬的现实
到现在，“中国制造”还被认为是大而不强，那么“不强”在哪里呢？长期以来，工业软件未能实现自控，这是未来产业升级不可避免的最大软肋。目前，中国工业软件企业至少面临三个尴尬的现实：
工业软件是中国工业企业的“短板中的短板”
如今，中国工业体系中产生的许多优势技术和产业开始争夺全球市场。但是，中国更应该注意哪些不足呢？集成电路、数控机床、工业软件是急需突破的三大不足。
国产数控机床和集成电路在创新上取得重大突破。中国机床行业至少在规模上是世界第一的，华为海思设计的很多芯片产品也是世界一流的标准。仅国内工业软件(尤其是计算机辅助设计CAD、仿真软件CAE、辅助制造CAM、电子设计自动化EDA)仍落后国际最高水平30多年。国产工业软件最初起步较晚，90年代中期甚至占据了25%的国内市场。但是现在大幅缩水到5%左右，在技术和规模上都没有优势。甚至有人认为，工业软件是中国企业30年来唯一没有太大进步的产业细分。
根据CCID咨询和中国工业软件产业发展联盟近几年的研究数据，中国工业软件公司的一般收入规模集中在1亿-100亿元的范围内。每个产业细分都有相应的软件公司，分布比较均匀，但是国内几乎没有接近世界级水平(技术和规模)的产业软件公司。
国内工业软件企业很多，但完全没有行业领先能力
曾经有人问：为什么芯片设计制造、数控机床、汽车、机器人、激光、武器、航空、航天、钣金、模具、机械制造等各个工业领域的中国企业用于设计、加工、分析的工业软件几乎都是欧美产品，而这些关键领域的国内软件公司几乎没有发言权？
在CAD R&D和设计领域，法国达索、德国西门子、美国PTC和美国欧特克在中国的市场份额超过90%，而国内的数字大方、中网软件和盛大华天的市场份额不到10%。神舟航天和金航数码在军事航天领域只有一定的市场份额。在CAE仿真软件领域，美国公司ANSYS、ALTAIR和NASTRAN占据95%以上的市场份额。目前，在汽车R&D和建筑CAD领域，中国工业软件企业已经开始向国际竞争对手发起进攻。
在生产管理领域，德国的SAP和美国的ORACEL占据了90%以上的高端市场，而中国的用友和金蝶只能占据80%左右的低端市场。SAP目前在德国的营收水平达到250亿欧元，比用友高出15倍以上。在生产控制领域，西门子、施耐德、GE、罗克韦尔也有明显优势。而国内的南瑞、宝信、石化盈科，多年来深度涉足电力、钢铁、冶金、石化行业，具有一定的竞争实力。
中国工业软件企业最缺乏技术诀窍的时间沉淀
国内很多互联网公司可以在短时间内拥有很多一流的产品经理，开发几款世界级的应用(比如微信、颤音)。但是，为什么国内工业软件企业做不到呢？因为需要时间来解决。
工业软件行业有两个基本共识：第一，软件是软件(代码算法)，工业软件是工业软件(典型的高端工业产品)，是工业知识、工作经验和专有技术的掌握者。没有工业知识，没有制造经验，只学过计算机软件的工程师，是无法设计出先进的工业软件的。第二，很多乡镇企业，街道工厂，甚至车库出身的互联网公司都可以在短短几年内迅速崛起，震惊世界，而工业软件公司却没有这种可能。因为工业软件是无数个技术发明，是成千上万个聪明人积累的经验，反复被证明是有效的，多年来不断迭代优化。这次是多久，20年？30年？只会更久。就算是市值过万亿的苹果、谷歌、亚马逊，在工业软件领域也很难有所作为。如果你有产品创意，集成了那些很酷的技术，你就无法跨越成熟工业软件的时间门槛。
工业软件公司当然知道要耐得住寂寞，不断投资。比如世界上最大的CAE公司ANSYS，每年在研发上的投入约为3亿美元。然而，问题是
沈阳机床多次被列为国内十大工业软件公司，经过苦心经营开发的i5数控系统软件也进入了国际主流数控系统阵营。但由于商业模式难以持续，沈阳机床濒临破产。商业失败往往让很多工业软件公司抽不出时间。
连续融合迭代
为什么工业软件很重要？因为智能制造的核心技术是工业软件，所以我国智能制造发展的瓶颈也是工业软件。
智能制造和机器替代正在中国的各个工业部门得到推广。没有成熟可靠的工业软件支持，这些都可能建立在失控的流沙上。因为所有的硬件技术、网络技术、传感器技术都要和制造工艺结合起来，所以需要软件定义、编码、封装。而且工厂是“重资产”，贬值快。如果产能利用率和技术效率稍有不足，就可能面临亏损。工业软件是资源动员和配置的核心大脑，决定着工厂运营(成本效益)能否持续。
为什么中国工业软件还没做，瓶颈在哪里？缺钱，缺人才，缺技术都是原因，但最重要的是深度培养。
在中国工业软件企业中，神舟航天、金航数码技术一流。本来这些公司机会不多。中国航天工业长期使用美国分析图形公司开发的STK分析软件。STK可以支持航天任务的全过程，包括设计、试验、发射、运行和任务应用。但是美国政府从7.0版开始对中国实施禁运，目前最高版本的STK是11.0。中国航天工业只能转向神州航天、金航数码等国内公司。但由于实际需求，我国航天工业已经自主研发，国内航天工业软件已经达到了相当高的技术水平。
工业软件企业有垄断优势，中国公司想后期制作的很少。如果他们走的慢，就会一步一步的输。为什么？工业软件不像阿里巴巴的钉钉或者微软的Office，任何公司都可以使用，只是针对不同的工业站点专门定制。
工业软件公司需要与许多不同的工业企业进行整合，工业流程和技术要程序化，有强大的工业流程和庞大的技术数据支撑，单靠“纯工业软件公司”的战斗是无法生存的。然而，中国的大型工业技术企业是否愿意与当地工业软件公司进行整合？比如华为技术公司在采购国产软硬件产品时，曾经安排专家组。只要其中一个专家小组保留他们的意见，这项业务很可能会失败。但美国商务部将华为列入“实体名单”后，华为开始积极培育本土供应链，与本土工业软件企业深度融合(如独立ERP公司用友、独立EDA公司华大九天)。
用友与华为有长期合作，与华为云深度融合。华为的打磨对用友产品的迭代升级极为有利。用友完成了NC Cloud、a等产品与华为GaussDB数据库、彭坤云服务等it基础设施产品的适配，下一代ERP产品YonSuite也在测试部署中。
EDA绝对是工业软件的前沿领域。EDA是中国集成电路芯片技术发展和迭代的主要制约因素。目前，Cadence、Synopsys和Mentor三家美国公司占全球EDA行业收入的70%以上。即使在中国本土的华大九天，经过多年的积累，已经有了一批专门的程序和工具，与国际一流水平还有20多年的技术差距。最难的部分在哪里？融合迭代。
EDA主要用于芯片设计，设计成本持续增加，从65nm时的2800万美元左右增加到5nm时的5.4亿美元。而从65nm、40nm、28nm、14/16nm到10nm、7nm、5nm，每迭代一次技术精度，30%-50%的软件代码都需要重写。很多纳米尺度的物理现象以前都没有见过，操作的复杂度大大提高。许多物理突破和软件瓶颈是关键的限制因素。
三个梯度突破瓶颈
国内软件企业相对擅长管理软件(如办公软件、财税软件)，工程软件明显薄弱。到目前为止，国内80%的策划软件，50%的制作软件，95%的服务软件都不能独立控制。即使开发出性能良好的工业软件，应用水平的打磨和成熟也需要时间。而且工业软件的核心技术需要建模、虚拟仿真和数学运算。但目前国内工业软件的内核主要由国外授权(国内只有一家工业软件公司拥有几何建模引擎的知识产权)，这对国内工业软件公司来说是一个不可逾越的障碍。
从长远来看，国内工业软件企业突破发展瓶颈有三个梯度。
第一个梯度：控制软件工程本身的极端复杂性
工业软件企业每天面临的最大问题是什么？无疑是制造业的复杂性。金山公司对WPS Office软件代码进行了一次调整，耗时三年，但WPS Office代码行数不到微软Windows 10系统软件的十分之一，Windows软件代码行数也比不上洛克希德马丁公司和波音公司使用的工业软件。可见工业软件承载着大规模的工程量。
而且写代码太容易出错，代码写得越长，出错频率呈指数级增长，总有一些错误隐藏在你不知道的角落里。有些程序员甚至直言不讳地说，他可能会用余生来纠正自己的错误。Windows软件有问题，可以重启系统。但是工业软件连一点瑕疵都容不得，程序中的连接非常密集。比如发射火箭，软件就是控制火箭的动作。如果任何细节出了问题，火箭会立即失去控制。
工业软件太复杂，所以成本和可靠性成为问题。你要确保这个东西不仅能用，而且安全。你还应该考虑成本和可行性，让企业客户可以获得和负担得起。这也是为什么苹果手机十个月更新一次，一架飞机或者一台航空发动机可以有30-50年的寿命。制造环节就更不用说精细了，哪怕工业软件升级一次都会旷日持久。
第二个梯度：实现工业软件和企业运营流程的协同应用和优化
工业软件企业最大的生存价值就是“融入应用场景”。比如谷歌、百度在自动驾驶技术上投入了巨资。核心技术是嵌入式工业软件——，通过车内各种外置和内置的传感器，将驾驶环境的物理信息转换成计算机处理的数据。内置AI(人工智能)算法对数据进行快速处理，然后向车内各种控制器发送正确的动作指令。软件和AI算法通过路况场景数据不断训练和成熟。
从工厂场景数据中训练出来的工业软件算法具有很大的价值。中国工业企业在过去几十年中积累的大量关键技术流程和工业技术数据，由于软件能力薄弱，无法得到解决和利用。许多核心技术、知识和经验、工业场景数据分散锁定在技术人员的头脑中，随着企业人员的流动而不断消散和流失。一个企业最聪明的永远是流程和软件，因为再聪明的人也会流动，但所有人多年的经验和才华都会沉淀在流程和软件中。
德国或美国的工业软件是从航空航天和汽车领域的应用场景中诞生的。相比之下，中国工业软件的应用场景要丰富得多。工业软件被广泛使用，从核能到航空航天，从高铁到船舶，从风力发电到光伏发电，从电子产品到汽车，从自行车共享到甚至电子商务物流。根据工业和信息化部的数据，2018年，数字R&D设计工具的普及率和中国企业关键工序的数控率分别达到68%和49%。
第三个梯度：大规模进入“工业云”阶段，软件不再是单一的软件，而是集成多个软件，提供“软件服务”的集成解决方案
随着5G时代万物互联，工业软件不能仅仅作为辅助角色出现在具体的工业应用场景中。工业软件将引领工业企业在一个深度嵌入、隐藏和内生的平台上的命运。尤其是与过去不同的是，这可能是成熟企业的挑战，也可能是新兴企业的机遇。
SaaS(软件即服务)是时代的潮流。大部分工业软件不是“购买”，而是“订阅”。工业软件以增值服务的形式进入“云”。很多年前，“云CAD”的概念就产生了。云中大量的共享资源和成熟的方法可以大大提高所有用户所有设计的质量和效率。
但欧特克创始人迈克尔里德尔认为，“云CAD的复杂度是桌面CAD的十倍以上。”“这并不完全是因为这样的程序要移动几千万行代码，而是因为建模的难度和像象棋一样复杂的可能性。当然，重建架构体系是必须的，这对于成熟的软件厂商来说简直就是噩梦。”很多成熟的软件公司都有着沉重的传承负担，做的每一件事都会基于过去遗留下来的优越资源。现在你必须放弃你的遗产，重建软件架构。这种痛苦无法形容。相反，国内新兴的工业软件公司得到了反击和快速反应的机会。如陈豪、荔枝等加强了在线CAD的应用，而在CAE领域，京云道、上海殳俏、卫兰等在市场差距上有所突破。
有时候，我们真的需要静下心来，想想“中国制造”的中流砥柱是什么。
当国内工业企业一直在考虑机器替代的时候，你可能不知道中国目前工业机器人的市场规模只有几十亿美元，还不如淘宝。中国已经是全球最大的工业软件市场，占全球市场的1/3以上，但市场规模还不到一个国产头手机品牌或空调品牌的年营收规模。工业软件虽然是一个小行业，但它在中国工业体系中处于咽喉地位，涉及R&D和各工业企业的设计、生产调度控制、业务管理和运维等诸多环节，稍有瑕疵，必然是一个大的整体问题，即影响全身。
更重要的是，中国工业软件业的发展正面临着一个相对成熟的股市，这个股市其实比开辟一个新的增量市场更难。只有沉下心来，以国家整个工业体系的大局和安全观念为第一考虑，精心投资，持久深耕，才能真正实现技术上和商业上的突破。
负责编辑：YYX