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新时期我国工业软件产业发展路径研究

2023.07.10 鲁邦通编辑部

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工业软件产业是制造业优质发展的重要支撑;在新时期制造业强国战略背景下,工业软件已成为优化制造管理流程、改变生产模式与生产关系、提高全要素生产率、促进先进工业技术转型溢出的直接驱动力。我国正在构建自主可控、安全高效的现代产业体系,挑战原有的“技术” – 生产 – 同时,市场分工模式也为工业软件产业的发展创造了重要机遇。

中国工程院院刊《中国工程科学》2022年第二期刊发表了清华大学副教授邵珠峰研究团队《新时期中国工业软件产业发展路径研究》一文。本文从当前的国际市场模式出发,分析了工业软件产品的基本特点和市场份额,分析了我国工业软件产业发展的不足和问题,总结了工业软件产业的平台和开源两种新的发展趋势;提出加强基础,追求突破,引领卓越 3 为了有针对性地加强产业不足,有效提高产业水平,规定了发展路径。文章建议优化组织模式,发挥工业企业的主导作用,完善政策对象,分层次推进工业软件关键技术突破,扩大应用市场,促进工业软件产品创新,挖掘人才潜力,支持工业软件人才培训。

一、前言

工业软件是指工业领域的应用软件,是工业技术软件的结果,其工业属性基本上属于工业类别;作为产业基本能力和制造业优化升级的重要组成部分,在支持我国制造业高质量发展方面发挥着主导作用。工业软件的自主可控性被认为是工业发展和信息安全的重要基础。从发展需求和长远需求出发,国家要求工业软件与石油天然气、基础原材料、高端芯片、作物种子等并列,开展关键核心技术研究。“十四五”规划明确了新时期制造强国战略的发展目标,对工业软件作为制造强国的重要基本工具的发展提出了新的、更高的要求。

长期以来,我国工业软件产业的发展面临着双重压力,不仅阻碍了自身的发展困境,也直接受到了国际工业软件产品的冲击。关于工业软件产业发展的研究,我们更加关注工业与软件产业发展规律的互动。例如,工业软件企业的竞争优势来自创新网络中创新节点的分布和位置,平台企业的资源优势可以显著提高企业的效率和创新能力。鉴于工业软件行业的特殊性,研究了软件行业与制造业的关系特征,分析了工业软件行业的发展趋势和影响因素,揭示了智能制造、工业互联网、自主发展、物联网与工业软件密切相关的客观事实。一些研究认为,工业软件正在重塑制造业;由于工业软件在设计和制造活动中的基本和承载属性,一旦出现“颈部”链接或安全问题,相关缺点将对国家工业安全造成全面危害。

工业软件是制造业发展的创新动力,推动制造业和管理流程的优化、生产方式和生产关系的改变、全要素生产率的提高、先进工业技术的溢出和转化,推动工业体系从“以设备为核心的工业”向“软件定义的工业”转变。为加快制造业向智能、服务、生态发展的转型,实现工业软件产业的优化升级,全面分析了工业软件在国内战略和国际竞争中的重要地位,阐述了工业软件的发展现状和趋势,明确了工业软件产业发展的主要挑战和机遇,探索了工业软件产业的发展路径,为产业发展研究提供基本参考。

二、工业软件产业在制造强国战略中的地位

(一)工业领域自主可控发展的重要支撑

改革开放以来,中国的出口驱动型经济发展模式客观地使工业生产中的技术、市场等重要环节依赖于外国经济实体;国际分工的比较优势逐渐从要素价格转变为生产网络规模,国际市场的快速变化也给生产网络带来了不可预测的影响。近年来,世界经济发生了结构性变化,再加上新型冠状病毒(COVID-19)疫情影响,全球市场萎缩,保护主义上升;为了增强中国在再全球化改革中的主动性,有必要形成以国内大循环为主体、国内外双循环相互促进的新发展格局。“十四五” 在此期间,要深入实施制造强国战略,需要通过实施产业基础再造,加强产业基础能力建设,弥补基础软件等瓶颈的不足。

云计算、物联网、新一代移动通信、人工智能(AI)、区块链等新一代信息技术发展迅速,逐步转向应用,制造业向数字化、网络化、智能化转变,工业系统从“以设备为核心的产业”向“软件定义的产业”转变。工业软件被称为“工业智能”,是工业基础知识软件存在形式和实施工业活动的基础资源,在设计和制造活动中具有基础和承载能力。工业软件涉及先进工业制造技术、工程管理、计算机与软件等学科的深度交叉整合。同时,软件行业的创新具有显著的网络效应,其发展依赖于工业与软件行业发展规律的互动。工业软件企业的竞争优势源于创新网络中创新节点的分布和位置,其平台企业资源的优势可以大大提高企业的效率和创新能力。一般来说,工业软件的发展是发展工业产业基础,加强工业基础能力建设。工业软件的独立可控性是工业安全和信息安全的基本保障,对深入实施制造战略具有重要意义。

制造业的高质量发展对我国工业体系提出了新的要求,原有的“技术” – 生产 – 市场分工模式面临新的挑战;中国工业体系中工业软件的国际供应风险增加,国内外科技创新活动(以工业软件为代表)的分工结构正在发生功能性变化。这些情况的出现为我国工业软件产业的优化升级提供了宝贵的窗口机遇期。最近,全球化遭遇了逆流,世界贸易组织(WTO)当多边贸易体系面临挑战时,一些国家恶意打击中国的高科技领域(工业软件已成为一种重要的抑制手段)。这间接反映了工业软件在国民经济和工业安全中的潜在作用和影响。

(二)制造强国的重要增长点

国际品牌或大型企业根据国际消费市场的产品需求特点进行业务分工:大型跨国企业整合全球供应链;技术领先企业研发设计,提供配套的工业软件和服务;国内企业进口原材料和高端零部件,完成国内零部件制造和系统集成,实现整体或部分销售,进入海外消费市场。就我国而言,整个循环表现为国际依赖结构。因此,中国需要确保顺利的国内大循环,实现工业循环的闭环,感知国际市场需求,吸收国际原材料,为国际循环提供产品和服务;通过工业软件等数字基础设施建设,弥补研发设计、智能制造等环节的能力不足,实现双循环条件下制造强国的目标。

制造业强国强调培育良好的产业生态,充分发挥超大规模的市场优势和国内需求潜力。2020 年,中国工业增加值超过 38 巨大的产业规模带来了对工业软件的可观需求。然而,与发达国家相比,我国工业软件市场规模差距较大,市场规模的世界份额不超过 工业软件销售额的10%远低于工业发达国家。例如,2018 中国工业增加值的世界比例接近 世界工业软件市场规模仅占30%左右 6%,有明显的失配。从长远来看,中国已经稳步从制造业大国向制造业强国迈进。快速的产业转型升级进程将为工业软件产业带来广阔的增长空间。中国的工业软件产业预计将迎来一个巨大的“蓝海”市场。在制造强国战略中,工业软件行业具有明显的规模市场优势和国内需求潜力,其重要性有望进一步显现。

三、国际工业软件的发展现状和技术趋势

(一)发展现状

在《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》(2016年) 工业软件分为研发设计、生产控制、经营管理、工业互联网平台和工业应用程序(APP) 4 类。从全球工业软件市场格局来看,美国和欧洲企业处于领先地位,把握技术和产业发展方向。达索系统集团(法国)是离散制造领域最关键的研发设计软件、西门子工业软件有限公司(德国)、ANSYS 股份有限公司(美国)、海克斯康集团(美国)等公司控制;生产控制软件的高端市场,主要由西门子工业软件有限公司、欧姆龙集团(日本)组成、霍尼韦尔国际公司(美国)、艾斯本科技有限公司(美国)等公司占据;管理运营软件的高端市场主要由思爱普(德国)、甲骨文有限公司(美国)等公司占据。此外,在计算机辅助设计中(CAD)在软件方面,国际制造商技术成熟,优势明显,以达索系统集团、西门子工业软件有限公司、参数技术公司(美国)为代表;计算机辅助工程(CAE)在软件方面,国际制造商拥有完善的产品线和垄断地位,国内没有可持续发展和维护的大型软件;电子设计自动化(EDA)软件方面,新思科技有限公司(美国)、楷登电子有限公司(美国)、明导国际公司(美国)垄断了整个市场,国内公司无法提供满足高端芯片设计需求的全过程数字解决方案。

全球工业软件市场格局相对稳定,美国公司综合实力雄厚,数量众多。德国、法国、英国、瑞典、荷兰、瑞士、意大利等国家的公司都很有特色,日本、韩国和印度的一些公司也不容忽视。随着 AI 随着物联网技术的发展和普及,工业软件的应用领域也在不断扩大,出现了一批工业物联网平台(如 Predix、Mindsphere、Thingworx、Cumulocity、 Uptake、ADAMOS)。同时,工业软件企业的并购与整合非常活跃。曾经专注于细分领域的主流制造商不断收购跨专业软件公司,并购与自主发展的“双轮战略”并重。例如,近十年来,西门子工业软件有限公司对外投资超过100亿美元,收购了许多工业软件公司(涉及) UGS、Mentor、LMS、 CD-Adapco、Mendix 等产品),成为综合性工业软件企业。

工业制造已成为国际工业竞争与合作的重要领域,工业产品的研发制造与工业软件密不可分。因此,工业软件是产业基础先进、产业链现代化的重要环节之一。

产业软件产业的发展分为 3 阶段:一是软件本身的发展;二是软件的协同应用(即业务流程的串通和优化阶段);三是“工业云”,即软件公司从向客户提供单一工具到向客户提供“软件” 整体解决方案“服务”。目前,国际制造商已进入第三阶段。以研发设计软件为例,基本实现了软件本身的技术积累,实现了软件在工业实践中的应用协调,重点发展“软件” 整体解决方案“服务”。相比之下,国内企业提供整体解决方案的能力仍然明显不足,具有行业优势的国内企业屈指可数,整体状态可以概括为 “管理软件强,工程软件弱,低端软件多,高端软件少”。

(二)技术趋势

1. 加快平台化实现工业软件平台化

制造业正处于数字化向网络化的过渡阶段,工业软件平台是现阶段创新发展的核心关键。传统的独立工业软件逐渐转向平台化,未来将成为软件平台服务的一部分;充分利用平台的资源和优势,推动软件本身的创新发展和生态建设,支持生产、运营、管理、服务等活动和过程的集成、互联网和社会协调。

以设计模拟集成平台为代表的集成平台,涵盖产品设计、规划、制造、服务等全过程,实现基于模型的设计功能,充分提高设计制造集成能力,从而提高效率,降低成本。以西门子 Teamcenter 例如,作为基于工业互联网的应用和服务平台,通过构建连接机器、材料、人、信息系统的基础网络,实现工业数据的综合感知、动态传输和实时分析,支持准确的决策和智能控制,提高制造资源配置效率。对于具有低代码开发特点的开发平台,复杂的信息技术堆栈通过组式低代码开发技术包装;面向交互和数据,提高终端工程师的开发效率;降低企业应用开发劳动力成本,降低工业软件开发门槛,缓解行业人才短缺。

随着平台化进程的深入,工业软件正在向云迁移,逐渐向云部署迈进。新一代移动通信、大数据、云计算技术的发展,为工业软件云化提供了坚实的支撑。工业软件向云迁移的趋势很明显。部署模式从企业转向私有云、公共云和混合云。软件架构从紧密耦合到松散耦合,表现为组件、平台和服务,运行平台从个人计算机转向支持各种移动计算设备。

2. 工业软件逐渐走向开源化

开源软件和开源社区具有很强的创造力和活力,逐渐发展成为技术创新和产业发展的重要模式。例如,对于大数据,云计算,AI 国际上普遍采用开源代码开发模式,依靠开源社区快速迭代;开源软件的复杂性和多年技术积累形成的障碍决定了依靠单一制造商的独立研发难以取得全面突破。因此,工业软件的开发环境已经从封闭、专用平台转向开放、开源平台。通过开源软件,将更多的开发资源和用户资源纳入工业软件产品的创新体系,聚集智慧,充分利用人才,加快工业软件模块、组件和工具箱的创新开发和分布式验证。

在我国,开源软件的发展环境正在显著改善。首先,高等教育的可持续发展和互联网产业的快速发展积累了大量的潜在开发人员,人力优势逐渐从工人转向工程师;开放、方便的开发工具和技术被大量开发人员(积极参与)迅速掌握,促进了开源工业软件用户基础的形成和发展。其次,制造业规模庞大,应用场景种类繁多,产生了大量的工业数据,数据资源成为工业转型升级的重要驱动力;随着国际市场竞争的加剧,开源软件为中国工业企业避免潜在的“脖子”问题提供了新的选择,也为国内软件行业的增长提供了新的动力。

四、中国工业软件产业的发展趋势和挑战

(一)发展趋势

工业经济的快速发展和两个现代化一体化的深入实施,为我国工业软件产业带来了宝贵的发展机遇。在相关产业政策的准确支持和以国家重大科技项目为代表的一系列项目的直接支持下,中国工业软件产业保持了快速发展趋势;国内工业软件产品体系初步形成,涵盖汽车、工程机械、航空航天、电子、家电、海洋设备等领域;具有一定的工业技术研发能力和服务支持能力,开始从引进应用转向独立研发和特色发展。

从市场规模来看,2020年 中国工业软件产品年年实现收入 1974 亿元,2012—2020 年度工业软件产品收入复合增长率 20.3%(见图 1);然而,随着工业经济的发展,市场规模的世界份额仍然不高,这间接表明了巨大的发展潜力。

从产业布局的角度来看,我国工业软件具有管理软件强、工程软件弱的基本特点,高端软件明显不足。一方面,国内工业软件在运营管理领域(如生产管理、客户服务、综合管理)发展良好 CAE、 EDA 以研发设计领域为代表的发展水平滞后;另一方面,国内工业软件在中低端市场占有率较高,但在许多高端领域仍存在差距。

从供给能力来看,我国涌现出一批具有良好研发能力的工业软件企业。例如,广州中望龙腾软件有限公司的二维 CAD、三维 CAD/ 辅助计算机制造(CAM)软件在国际市场上有一定的影响力;安世亚太科技有限公司在模拟软件方向不断积累,自主研发产品得到应用行业的认可;用友、金蝶、浪潮等品牌的企业资源计划(ERP)软件已成为国内市场的主力军,云战略转型正在实施。

从发展趋势来看,工业互联网的主导作用日益显现,国内企业加强平台建设,收集开发资源,培育和部署工业 APP 积极向云服务转型的趋势更为明显。还应注意的是,在制造业产品创新的数字软件方向上,相关开发企业规模较小,没有上市公司。

(二)面临的挑战

1. 研发设计技术壁垒高,核心技术国际依赖性明显

工业软件产业较发达的国家是完成工业化进程的工业强国,相应的工业软件配套体系得到了完善。相比之下,我国工业软件产业基础能力薄弱,积极研发设计能力不足。工业软件研发涉及工业制造技术、工程管理、应用数学、计算机与软件等学科的交叉整合。只有各种创新实体(与学科)的共同参与,才能促进工业软件的技术进步和产品创新。虽然中国的工业体系几乎涵盖了所有的工业类别,但少数国际企业掌握了许多细分方向的关键环节的供需现象。从粗粒度产业循环的角度来看,我国产业体系完整,产业需求全面;但在供给侧,多方向差距较大,对国际供给依赖性较强。例如,我国研发设计工业软件的国产化率较低(不足) 10%),三维几何引擎,(CAD 软件内核)、CAE 求解器等工业软件的基础和核心技术之间仍存在差距;大多数购买外国产品授权或直接使用开源核心开发软件产品,导致工业软件基础和核心技术在特殊情况下存在“颈”风险。

2. 系统集成环节企业规模小,产业生态不完整

就数量而言,我国工业增加值的世界份额(24.5%)、世界上研发资金投入的比例(23.8%)已经排名第一。《中国工业软件产业白皮书(2020)》指出,中国工业软件产业收入的世界份额仅为 6%表明工业生态不完整,难以满足工业企业转型升级的需要。目前,我国工业软件企业覆盖面广,但规模普遍较小,盈利能力弱,产品系统化程度低;几乎没有接近世界级水平、技术和规模的企业,尤其缺乏在经济循环中发挥主导作用、畅通市场的大企业和强企业。值得指出的是,航空、航天、船舶、电子、轨道交通等制造领域的产品创新设计、仿真模拟、工艺流程控制等重点工业企业对自主工业软件的驱动孵化作用不足,几乎采用国外工业软件,新型号、新产品的研发过程越来越依赖。这种情况不仅影响了中国工业产品的积极设计能力,而且不断扩大了国内工业软件与国外技术与应用之间的差距,间接促进了应用生态障碍的形成。

长期以来,政府专项支持项目选择机制不能保证企业获得持续支持,社会资本更愿意投资“短、快”项目,加上企业投资不足的客观事实,导致部分工业软件发展可持续性薄弱,部分项目参与经济周期较低。成熟的工业软件开发过程普遍较长,但目前往往 3~5 每年发布一次选择一批企业的指南,不利于形成长期稳定的核心工作团队。在制定国家科研规划的过程中,仍存在“各自为战”、“平均分配”的现象。项目审批的原则和重点不明确,导致各类基金项目同质化和重复投资。工业软件支持专项项目应以人员资金为主要部分(而不是购买大量设备),现行资本管理方法存在结构性矛盾;资本管理效率尚未达到高水平,需要形成更高效、更高质量的投入产出关系。

3. 复合软件研发人员缺口大,人才培养有待完善

长期以来,我国工业软件产业发展疲软,软件研发人员工资不具有市场竞争力,部分新兴信息产业发展迅速,软件人才工资水平高,导致工业软件产业高端领导人才短缺,软件人才掌握产业专业知识短缺。客观地说,工业软件研发人员在掌握软件开发技能的同时,也需要对复杂的工业机制、产品对象、业务场景、操作流程、复合领先人才培训周期长、困难;由于缺乏国家支持、大学、科研机构核心人才流失、工业软件行业教育培训力量,甚至研究缺陷。

五、中国工业软件产业发展路径

工业软件的影响通常超过其自身的软件领域,对许多工业领域的发展具有“杠杆”作用;工业软件行业是典型的高科技障碍行业,国际企业通过技术创新和知识产权建立了较高的行业障碍。在原有的市场格局下,由于未来市场规模的限制,国内工业软件企业不愿投入更多的技术研发资源,难以进入高端工业软件市场。近年来,反全球化的趋势对工业软件的国际合作构成了挑战,但在双循环的新模式下,中国工业软件行业面临着供应问题,也给国内工业软件企业带来了新的发展机遇。例如,进口替代品将为工业软件行业带来显著的增量市场空间,有利于加快工业软件领域的自主可控性。

与国计民生高度相关的制造业重点领域,离不开工业软件的支持。工业软件的独立控制是我国工业安全和信息安全的重要保障。工业软件行业作为一个可能面临“脖子”的领域,迫切需要通过自主创新取得巨大的发展;由于其基本和平台作用,在许多情况下构成了单一行业的创新数字环境,具有突出的潜在辐射效应。需要指出的是,中国工业软件行业面临着相对成熟的股票市场,比实现新需求市场更加困难;工业软件企业不应追求一切,而应在细分行业和细分领域创造独特的优势产品;保持国际开放态度,深化前沿技术与应用合作。相应地,本文提出了补短强基、追赶突破、卓越引领 3 条发展路径。

(一)工业软件行业补短强基路径

1. 发展目标

研发设计工业软件存在“掐脖子”风险,突破核心关键技术,打破国外产品垄断和技术封锁;重点关注 CAD、CAE、EDA 等软件类别,针对三维几何引擎、求解器等共性关键技术进行攻关。相关研究资源投资大,应用障碍高,产业收入低,技术差距明显,行业用户投资信心不足,难以通过市场机制解决;建立长期协同研究机制,重点关注高校和科研机构的优势,努力在五年内形成基本可用的独立技术,在十年内稳步缩小与国际先进水平的差距。此外,复杂工业软件的系统架构、工业技术软件化、复杂工程问题建模、工程人机交互也是决定商业工业软件能否形成的关键因素,应该成为突破的重点方向。

到2025年,率先突破3D显示引擎、约束求解、3D几何建模引擎、通用预处理器 / 求解器 / 后处理器、生产控制工艺包等关键核心技术,在高端研发设计工业软件产品中应用自主开发的核心技术;在关键行业进行试验和示范,基本形成工业软件技术标准和生态系统,缓解“颈部”问题。到 2030 年,形成安全可靠的工业软件及其标准体系 CAD、CAE、EDA 在核心工业软件产品方面取得突破,满足重点行业的应用需求。到 2035 2000年,形成了具有完全自主知识产权的R&D设计工业软件产品体系。

2. 基本步骤

一是加强工业基础研发与工业软件的衔接。工业软件是工业知识软件的产物,应该有深刻的理解 “没有先进的工业,就没有先进的工业软件”。针对航空、航天、船舶、电子、轨道交通等重点行业,综合梳理基础材料、零部件、工艺、设备等方面的现有差距,分析国内工业软件产品的技术差距和原因,明确制造科学基础理论和工业知识的不足,与国家自然科学基金等科技渠道和“工业基础”项目的共同基础研究成果密切相关;加强与行业重大项目和高端设备的应用,系统建设工业企业的积极设计和知识积累能力。

二是建立多形式开放、开源、协调的新型国家体系。鉴于普通关键技术难以市场化解决的现实,通过国家组织集体研究、“产业、大学、研究、应用”多学科合作,确保专项资金的可持续投资,长期开展科技研究。组织基础研究和核心技术攻关,以国家重点实验室、工程技术创新中心、自主开源软件社区等形式进行。在一定时间内,不注重直接经济效益,弥补我国工业软件自主可持续发展的不足,夯实基础。依托重点行业的重大设备产品,形成行业 / 领域工业软件产品解决方案。

三是探索原则创新和结构创新的发展路径。从技术路线上另辟蹊径,不走“画形”、有限元的发展老路是探索基于几何拓扑优化实现几何建模、结构分析和优化设计三位一体的“计算形状” 努力开辟新技术、新模式 CAD、CAE 第二条发展道路的方向。结合新一代信息技术带来的技术创新机遇,从工业知识和工业流程上解耦工业软件,重构云、微服务、分布式软件架构。充分发挥我国工业体系相对完整的固有优势,鼓励工业企业、工业软件企业、科研机构等应用主体按照一定标准开发工业机制模型和软件,形成大规模“点”知识积累和溢出的发展趋势。

(二)工业软件行业追赶突破路线

1. 发展目标

加快国产化替代进程,推动自主产品走向高端市场,建立完善的生态系统,为具有一定基础的生产控制、管理运营和服务保障产业软件提供服务。鼓励管理部门、软件企业、应用企业达成共识,促进工业软件开发与制造业务的深度融合;在制造过程中不断积累关键工艺流程、工业技术数据,促进软件产品和工程实践的高效结合,最终实现产业需求驱动技术发展和技术发展促进企业创新的双向反馈趋势。鼓励工业企业使用国内工业软件,保持合理的反馈,促进国内工业软件的迭代和改进。努力推动国内工业软件产品走向高端,打破进口产品的市场垄断地位,优化工业软件产业发展环境,建立独立可控的健康生态系统。

到 2025 年,形成具有良好市场应用效果的工业软件生态。

到 2030 2000年,基于容器云和微服务架构的新一代大型企业数字平台初步形成,各种工业软件逐渐转向组件化、平台化和服务化。

到 2035 2000年,工业软件产品的国产化替代工作基本完成,独立产品合理占领国内市场,在国际市场具有一流的竞争力。

2. 基本步骤

一是“促进联合”,与工业龙头企业深度融合,解决我国工业软件企业发展瓶颈。鼓励工业软件骨干企业和工业龙头企业通过股权投资建立紧密的协调发展平台,抓住工业软件需求和产品采购的两端,形成市场利益共同体,加快工业软件的应用推广和演进。

二是“聚集资源”,在资本和市场的帮助下,保持细分市场的适度发展规模,加快发展。鼓励工业软件企业面对资金、人才、技术不足等实际问题,对细分市场进行有针对性的布局;以提高盈利能力、保持可持续性为核心,集中有限资源,形成多种“小巨人”形式的工业软件产品模式。建立切实有效的金融政策,促进社会资本参与国内外工业软件企业的投融资并购活动,支持中国工业软件企业精益求精、稳步发展。

三是通过工业应用“给机遇”培育工业软件产品。突出工业企业与工业软件企业需求与应用实践的互动,推动工业企业先进工业技术创新成果溢出工业软件企业,形成工业软件技术研究和产品协调发展的新模式,由工业企业与工业软件企业的整合驱动。工业企业制定信息技术发展战略,将国内工业软件的应用列为大型国有企业的业务指标,积极尝试和使用国内工业软件,支持工业软件企业迭代和改进相关产品。建立行业工业软件创新中心,通过不断投资奠定坚实的基础,寻求突破,开展产品研发和应用推广,推动国内工业软件应用推广工作。

第四,“孵化”,发挥重大项目在工业技术原创创新中的主导作用。在重点行业领先企业中,依托重大项目研发任务,在实现工业技术原创创新的基础上,组织“工业、大学、研究、应用”各方力量,开发行业 / 工业软件技术和产品的专业方向,努力达到国际领先水平。鼓励领先的工业企业建立自己的工业软件研发部门,寻求工业软件业务的分拆和上市。

(三)工业软件行业优秀引领路径

1. 发展目标

面对新型工业软件的需求,紧跟“数字定义产业” 创新发展浪潮,加强前沿技术研究,实现我国工业软件产业与国际进步的同步布局。重点发展云计算、工业大数据、工业互联网平台 APP、低代码开发环境、智能企业、智能工厂等新软件技术;以新工业软件为突破口,加快云、平台、智能工业软件转型进程,识别和把握行业跨越式发展机遇。充分发挥我国工业应用场景和新技术应用潜力的优势,加强工业互联网基础设施和平台建设,促进新产业软件和技术产业体系的可持续发展,成为世界一流。

到 2025 2000年,为重点行业的大数据建立了一批工业互联网平台AI 其他应用程序提供直接支持;形成丰富的工业大数据系统产品,支持资源控制、技术支持和价值挖掘能力的全面提高;培育大量、高价值、高质量的工业 APP。

到 2030 2000年,基于智能互联网产品的工业互联网建成,达到国际水平 3~5 工业大数据系统和工业互联网平台基本覆盖重点产业。

到 2035 全面建设国际领先的工业互联网基础设施和平台。

2. 基本步骤

一是产用融合,需求牵引。在制造业深化发展的过程中,工业企业逐步实现数字化转型升级,逐步出现局部技术积累效应,反向推动国内新工业软件的优质发展。坚持“使用软件” 概念,结合重点产业和重大项目的实际需要,在促进项目开发任务的过程中形成各种专业的产业模式,实现新产业软件的整合。注重新型工业软件与工程需求、制造技术和业务流程的深度融合,积极协调和积极推动国内工业软件在各类企业中的应用。

二是构建生态,多方协调。对大数据,云计算,AI 如新兴技术,国际上普遍采用开源开发模式,依靠开源社区迭代,相关技术模式难以依靠单一厂商的自主研发来实现同等效率。坚持开源发展理念,建立工业软件开发者社区生态,将大量开发资源和用户资源纳入相应的产品创新体系,机制开放、创新、灵活。企业可以围绕新产业软件的创新链和产业链,聚焦重点和分工合作,建立适应国情的开源软件社区,形成覆盖“产学研用”的生态系统。

六、中国工业软件产业发展建议

(一)优化组织模式,发挥工业企业主体的主导作用

以工业企业为主体,探索单点突破与行业突破相结合的创新组织模式。建议由重点行业龙头企业牵头,整合产业软件产业实力,全面梳理理论、机制、技术、应用等技术形势,明确需要优先突破的短板环节;依托国家重点研发计划和重大项目研发任务的支持,开展技术研究和联合研发,努力构建自主可控的产业软件技术体系。将实际需求和技术溢出转化为目标导向,突破常规项目合同合作模式,探索工业企业牵头、多创新主体共同参与研发的新组织模式。建设多个工业软件创新中心,支持中小企业以多种形式应用国内工业软件。

(二)细化政策对象,分层次推进工业软件关键技术突破

针对不同行业、不同层次、不同特点的工业软件关键技术和产品,区别对待、分层推广、多措并举。以三维几何引擎和求解器为代表的关键技术,差距大、投资高、收入低、周期长,通过国家组织集体研究寻求快速突破。针对以 ERP、以生产信息管理系统为代表,中国拥有一定的技术储备和应用基础,支持工业企业试用和使用国内工业软件,逐步迭代和稳步完善国内工业软件。针对以工业互联网和工业大数据为代表的新型工业软件技术和产品,与国外同步布局,充分发挥工业应用场景的特点和优势,形成国际领先的发展地位。

(3)扩大应用市场,促进工业软件产品创新

加强国内工业软件的应用示范,制定国内可替代的分级目录,鼓励企业使用国内工业软件,形成产业需求和技术发展的双向反馈渠道。既追求“大而强”,又支持“小而美”,注重产业的良性循环和可持续发展。突破原项目申报、评审等支持方式,重建评价体系和奖励机制,采用“以用代评”、“以奖代补”等机制,切实提升企业产品创新动力。出台税收优惠减免等扶持政策,合理减轻企业研发负担,支持企业提高生存能力和抗风险能力。加强对知识产权的保护,打击盗版等不良行为,营造良好的产业发展环境。

(四)挖掘人才潜力,多渠道支持工业软件人才培养

充分发挥开源社区的“开放”属性,根据国情聚集人才,促进工业软件开源生态系统建设、技术社区建设、开源项目培养、开源集团标准开发、开源技术推广应用、开源人才培训等,探索互联网环境下新产业软件开源开发模式的形成;为各级人才提供政策指导、知识产权保护、开源社区建设、相关标准制定、数据资产保护等服务。完善相关产业创新的分配制度和激励机制,完善符合各种人才特点的发展评价体系,充分激发人才创新动力;尊重人力投入和智能产出,合理保障人员待遇,提高项目实施中人员成本的比例。实施“产业、大学、研究、应用”协调机制,鼓励工业软件企业与大学、科研机构共同培养工业人才;增加高校工业软件课程,加强国内工业软件培训体系建设,提高与人相关的工业软件应用水平。

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