根據《2024-2029年中國工業(yè)軟件行業(yè)市場全景調研與發(fā)展前景預測報告》分析,軟件是新一代信息技術的靈魂,是關系國民經濟和社會全面發(fā)展的基礎性、戰(zhàn)略性產業(yè)。在云計算、物聯網、數字孿生、大數據、人工智能等未來大融合的科技環(huán)境中,軟件正在定義可以定義的一切。工業(yè)軟件本身是工業(yè)技術軟件化的產物,是工業(yè)化的頂級產品。它既是研制復雜產品的關鍵工具和生產要素,也是工業(yè)機械裝備(“工業(yè)之母”)中的“軟零件”“軟裝備”,是工業(yè)品的基本構成要素。當前,工業(yè)軟件已經成為企業(yè)的研發(fā)利器和機器與產品的大腦,軟件能力正在成為企業(yè)的核心競爭力之一。工業(yè)軟件作為工業(yè)和軟件產業(yè)的重要組成部分,是推動我國智能制造高質量發(fā)展的核心要素和重要支撐。工業(yè)軟件的創(chuàng)新、研發(fā)、應用和普及已成為衡量一個國家制造業(yè)綜合實力的重要標志之一。發(fā)展工業(yè)軟件是工業(yè)智能化的前提,是工業(yè)實現要素驅動向創(chuàng)新驅動轉變的動力,是推動我國由工業(yè)大國向工業(yè)強國轉變的助推器,是提升工業(yè)國際競爭力的重要抓手,是確保工業(yè)產業(yè)鏈安全與韌性的根本所在。
目前,業(yè)界對工業(yè)軟件概念的界定還沒有統一,缺乏標準描述,存在多定義現象是工業(yè)軟件的現狀。根據工業(yè)和信息化部電子五所的“工業(yè)技術軟件化研究報告”的研究結論,以及工業(yè)技術軟件化聯盟長達數年的調研結果,業(yè)界的基本共識是:工業(yè)軟件是工業(yè)技術軟件化的成果?!肮I(yè)技術軟件化研究報告”定義:工業(yè)技術軟件化是一種充分利用軟件技術,實現工業(yè)技術/知識的持續(xù)積累、系統轉化、集智應用、泛在部署的培育和發(fā)展過程,其成果是產出工業(yè)軟件,推動工業(yè)進步。在該定義基礎上,對工業(yè)軟件的認識就會比較全面而深入,對工業(yè)軟件的定義就會比較概括且簡明。
工業(yè)軟件是工業(yè)技術/知識、流程的程序化封裝與復用。工業(yè)軟件的較為全面的描述是:工業(yè)軟件是工業(yè)技術/知識、流程的程序化封裝與復用,能夠在數字空間和物理空間定義工業(yè)產品和生產設備的形狀、結構,控制其運動狀態(tài),預測其變化規(guī)律,優(yōu)化制造和管理流程,變革生產方式,提升全要素生產率,是現代工業(yè)的“靈魂”。判斷工業(yè)軟件可以把握兩點:一是實際內容——軟件中的技術/知識以工業(yè)內容為主;二是最終作用——軟件直接為工業(yè)過程和產品增值?;诖?,一些可以在某種場合用于部分工業(yè)目的或業(yè)務過程的通用軟件,如OFFICE、WPS、微信、釘釘、視頻、圖片、渲染軟件、常用操作系統等,不屬于工業(yè)軟件。
工業(yè)軟件按不同的應用環(huán)節(jié),可分為運營管理類、研發(fā)設計類、生產調度和過程控制類,其中企業(yè)資源管理計劃類、計算機輔助設計類、生產制造執(zhí)行系統類分別為這三個領域中的典型代表:工業(yè)軟件按不同的應用環(huán)節(jié),可分為運營管理類、研發(fā)設計類、生產調度和過程控制類,其中企業(yè)資源管理計劃類、計算機輔助設計類、生產制造執(zhí)行系統類分別為這三個領域中的典型代表:
圖表:工業(yè)軟件分類

隨著制造業(yè)的轉型升級,工業(yè)軟件的重要程度不斷提升,已經成為體現產品差異化的關鍵因素之一。工業(yè)軟件作為制造業(yè)的源頭,廣泛應用于工業(yè)互聯網的各個環(huán)節(jié),為工業(yè)設備插上了智慧的翅膀。
工業(yè)軟件的應用貫穿企業(yè)的整個價值鏈,從研發(fā)、工藝、制造、采購、營銷、物流供應鏈到服務;從車間層的生產控制到企業(yè)運營;從企業(yè)內部到外部,實現與客戶、供應商和合作伙伴的互聯和供應鏈協同,企業(yè)所有的經營活動都離不開工業(yè)軟件的全面應用。因此工業(yè)軟件在制造業(yè)重塑中扮演的角色愈發(fā)重要。
工業(yè)軟件賦能工業(yè)發(fā)展
工業(yè)軟件對工業(yè)的發(fā)展具有極其重要的技術賦能、杠桿放大與行業(yè)帶動作用。長期以來,工業(yè)軟件對工業(yè)產值的杠桿放大與行業(yè)帶動作用一直是一個模糊不清、難以統計的數字。本白皮書僅以類比數據和業(yè)界估算數據來說明工業(yè)軟件對工業(yè)發(fā)展的巨大的杠桿放大與行業(yè)帶動作用。
類比1:產品設計階段的成本僅僅占整個產品開發(fā)投入成本的5%,但是產品設計決定了75%的產品成本。以研發(fā)類工業(yè)軟件(例如CAX)來說,可以幫助我們在產品設計階段從源頭控制產品成本,該類比可以引申為研發(fā)類工業(yè)軟件對最終產品成本有著15倍的杠桿效應。
類比2:在軟件開發(fā)全過程中,如果在需求收集階段修復一個所發(fā)現的缺陷需花費1美元,那么,在設計階段修復該缺陷則需花費2美元。以此類推,如果直至產品投入使用后才發(fā)現該缺陷,修復所需的費用則將暴漲至69美元。該類比說明,有了軟件開發(fā)工具的輔助,在產品設計階段花費2美元,即可從源頭消滅軟件缺陷,可以引申為研發(fā)類工業(yè)軟件對最終產品質量有著近35倍的杠桿效應。綜上,在產品研發(fā)的早期階段采用工業(yè)軟件即可以對最終產品的成本和質量有著15-35倍的杠桿效應,考慮到在產品全生命周期、訂單全生命周期和工廠全生命周期中,工業(yè)軟件都有幾倍到幾十倍的杠桿效應。因此,我們可以較為保守地認為,工業(yè)軟件對工業(yè)產品至少有10倍的杠桿放大和行業(yè)帶動作用。
工業(yè)軟件賦智工業(yè)產品
工業(yè)軟件對于工業(yè)品價值提升有著重要影響,不僅僅是因為產品研發(fā)、生產等軟件可以有效地提高工業(yè)品的質量和降低成本,更因為軟件已經作為“軟零件”“軟裝備”嵌入了眾多的工業(yè)品之中。前已述及,軟件是工業(yè)技術/知識的容器,而知識來源于人腦,是人的智力思考過程與內容的結晶。因此,軟件作為一個“大腦”而為其所嵌入的人造系統賦智——從機器、產線、汽車、船舶、飛機等大型工業(yè)產品,到手機、血壓計、測溫槍、智能水杯等小型工業(yè)品,其中都內置了大量的軟件。當前,一輛普通轎車的電子控制單元(Electronic Control Units,ECUs,ECU)數量多達70-80個,代碼約幾千萬行,軟件的價值在高端轎車中占整車價值的50%以上,代碼超過1億行,其復雜度已超過Linux系統內核。如特斯拉新能源電動車中軟件價值占整車價值的60%,目前轎車中軟件代碼增速遠遠高于其他人造系統。
目前的工業(yè)品發(fā)展規(guī)律是,在常規(guī)物理產品中嵌入了工業(yè)軟件之后,不僅可以有效地提升該產品的智能程度,也有效提高其產品附加值。而且,往往是代碼數量越多,該產品的智能程度和附加值就越高。
工業(yè)軟件創(chuàng)新工業(yè)產品
發(fā)展工業(yè)軟件是復雜產品研發(fā)創(chuàng)新之必需。今天產品的結構復雜程度、技術復雜程度以及產品更新換代的迭代速度,如果離開各類工業(yè)軟件的輔助支撐,僅僅依靠人力已經是不可能實現的研發(fā)任務。諸如飛機、高鐵、衛(wèi)星、火箭、汽車、手機、核電站等復雜工業(yè)品,研發(fā)方式已經從“圖紙+樣件”的傳統方式轉型到完全基于研發(fā)設計類工業(yè)軟件的全數字化“定義產品”的階段。以飛機研制為例,由于采用了“數字樣機”技術,設計周期由常規(guī)的2.5年縮短到1年,減少設計返工40%,制造過程中工程更改單由常規(guī)的5000~6000張減少到1081張,工裝準備周期與設計同步,確保了飛機的研制進度。近些年,“數字樣機”技術已經發(fā)展成為數字孿生技術。基于工業(yè)軟件所形成的數字孿生技術,企業(yè)在開發(fā)新產品時,可以事先做好數字孿生體,以較低成本,在數字孿生體上預先做待開發(fā)產品的各種數字體驗,直到在數字空間中把生產、裝配、使用、維護等各階段的產品狀態(tài)都調整和驗證到最佳狀態(tài),再將數字產品投產為物理產品,一次把產品做好做優(yōu)?;跀底謱\生的數字體驗是對工業(yè)技術的極其重要的貢獻與補充,是產品創(chuàng)新的嶄新技術手段。
工業(yè)軟件促進企業(yè)轉型
發(fā)展工業(yè)軟件是推進企業(yè)轉型的重要手段。工業(yè)軟件具有鮮明的行業(yè)特色,廣泛應用于機械制造、電子制造、工業(yè)設計與控制等眾多細分行業(yè)中,支撐著工業(yè)技術和硬件、軟件、網絡、計算機等多種技術的融合,是加速兩化融合推進企業(yè)轉型升級的手段。在研發(fā)設計環(huán)節(jié)中不斷推動企業(yè)向研發(fā)主體多元化、研發(fā)流程并行化、研發(fā)手段數字化、工業(yè)技術軟件化的轉變;在生產制造過程中,生產制造軟件的深度應用,使生產呈現敏捷化、柔性化、綠色化、智能化的特點,加強了企業(yè)信息化的集成度,提高了產品質量和生產制造的快速響應能力;在企業(yè)經營管理上推動管理思想軟件化、企業(yè)決策科學化、部門工作協同化,提高了企業(yè)經營管理能力。
工業(yè)軟件推動信創(chuàng)發(fā)展
工業(yè)軟件凝聚了最先進的工業(yè)研發(fā)、設計、管理的理念、知識、方法和工具。國外廠商為維護國際競爭地位,主要對外出售固化了上一代甚至上幾代技術和數據的工業(yè)軟件,甚至采取禁售或者“禁運”關鍵軟件模塊等手段進行技術保護。例如,MATLAB軟件作為全球工業(yè)自動化控制系統設計仿真、信號通信和圖像處理的標準軟件,目前已經形成國際性科學與工程通用開發(fā)軟件。2020年6月,美國通過實體清單禁止我國部分企業(yè)和高校使用MATLAB軟件,嚴重影響了我國某些企業(yè)的技術開發(fā)和某些高校的人才培養(yǎng)。工業(yè)軟件應用于工業(yè)生產經營過程,計算、記錄并存儲工業(yè)活動所產生的數據,工業(yè)軟件的可控程度直接影響工業(yè)數據安全。隨著云計算等新一代信息技術的發(fā)展,一些國外軟件巨頭提供訂閱式工業(yè)軟件,用戶在應用平臺產生的數據存儲在云端服務器上,隨時可掌握用戶關鍵工程領域核心數據、知識產權信息、產品生產制造等商業(yè)信息。隨著國際形勢變化,我國企業(yè)在使用國外軟件時將會面臨較大的數據泄露風險,存在極大的數據安全隱患。因此,發(fā)展自主工業(yè)軟件是實現信創(chuàng)的重要舉措。
全球軟件產業(yè)規(guī)模在近年來持續(xù)擴大,表現出強勁的增長勢頭。2023年全球軟件市場規(guī)模已達到約7066億美元。這一增長主要得益于數字化轉型的推動,以及云計算、大數據、人工智能等新興技術的廣泛應用。
圖表:2021-2023年全球軟件產業(yè)規(guī)模

從地域分布來看,北美和歐洲是全球軟件產業(yè)的主要市場,其中美國和歐洲的軟件市場規(guī)模分別占據全球市場的很大比重。同時,亞太地區(qū)的軟件市場也在迅速發(fā)展,特別是中國和印度等新興市場,其軟件產業(yè)規(guī)模不斷擴大,成為全球軟件產業(yè)的重要增長動力。
從軟件產品類型來看,應用軟件、系統軟件、嵌入式軟件等不同類型的軟件市場規(guī)模均有所增長。其中,應用軟件市場規(guī)模最大,占據全球軟件市場的很大比重,而系統軟件和嵌入式軟件市場也在穩(wěn)步增長。
未來,隨著數字化轉型的深入推進和新興技術的不斷發(fā)展,全球軟件產業(yè)規(guī)模有望繼續(xù)保持增長態(tài)勢。同時,軟件產業(yè)也將繼續(xù)向服務化、智能化、云化等方向發(fā)展,為各行各業(yè)提供更加高效、便捷、智能的解決方案和服務。






















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