百亿市场遭卡脖子，中国工业软件何时解困？钛媒体深度

　　（图片来源：Unsplash）
　　当美国软件的冷枪打向百亿估值的中国企业，令加快软件国产替代的呼声再起。
　　3月12日，美国设计软件公司Figma发布消息称，由于中国无人机企业大疆在美国政府制定的实体清单中，根据美国法律，Figma将无法为大疆提供服务。在美国撤销制裁之前，名单上相关公司账号都将无法访问Figma。
　　随后有媒体报道称，华为、360等公司的企业账号也同样遭到了该软件的封禁。
　　尽管蓝湖MasterGo、即时设计等国内设计软件企业发布了导入Figma文件，实现了基本的功能平替，但作为与Adobe、Sketch一起的核心设计工具软件，Figma对于设计师的重要性不言而喻，所以美国企业封禁做法对于国内设计行业的影响将是深远的。
　　实际上，软件一直是中国设计领域、工业领域最薄弱的一环。
　　虽然阿里、腾讯、字节跳动等互联网企业一直都推出各种软件产品，但到实际应用中，以视频剪辑行业为例，优秀视频创作者们使用的重要剪辑软件，依然是FinalCutPro、AdobePremierePro、DaVinciResolve（达芬奇）等欧美出品的软件。
　　当然还有工业软件。作为工业制造的灵魂载体，也是国家制造业竞争力的关键，过去几十年来，国内CAD（计算机辅助设计）和CAE（计算机辅助仿真）等核心工业基础软件，却一直由西门子、达索、欧特克等欧美企业研发的软件做主导，国产工业软件长期缺位。
　　2020年6月，哈尔滨工业大学、哈尔滨工程大学等多个科研机构和公司，被美国以涉军为由列入实体清单，此后两校师生发现无法再通过学校账号登入海外数理分析软件MATLAB。
　　更早之前的2019年5月，美国商务部将华为列入实体清单，导致其无法使用最新的芯片设计软件工具EDA（电子设计自动化）去设计芯片。（详见钛媒体App前文：《国产EDA，到底能不能打破海外三巨头垄断？》）
　　这两个事件让国产工业基础软件的卡脖子问题浮出水面。
　　根据国家工信部指导发布的《中国工业软件白皮书（2020）》调研数据显示，在生产控制、经营管理、运维服务这三个工业制造环节，国产工业软件在中国国内市场份额已分别达到五成、七成、三成，但在研发设计环节，海外软件占比仍高达95。
　　而工信部发布的另一组数据显示，2020年，中国软件业务收入竟高达人民币81616亿元，其中信息技术服务收入达到49868亿元，这意味着大部分收入都被国外企业拿走。
　　天风证券曾预测，未来五年，中国工业软件市场增速超五倍，长期市场空间有望达到400亿美元。
　　国外软件的垄断特别高，它是有两个原因造成的，一个是技术，一个是生态。设序科技创始人兼CEO吴泳荣博士接受钛媒体App独家专访时表示，对于制造企业工程师来说，由于海外工业软件长时间在学校、企业中使用，这种交互喜好习惯难以改变，所以即使国内工业软件产品实现了国产化替代，哪怕技术上无限接近海外软件，生态依然是很难去打破的。
　　联想创投合伙人王光熙接受钛媒体App采访时表示，国内在一些高精尖，尤其是细分领域的工业软件，和国外公司差距还是比较大的。其实没有太多的捷径可走，本质上还是要经过大量的投入，大量的积累，场景的反复打磨，才能够真正做好。
　　浙江大学计算机学院教授高曙明则一针见血的指出，中国工业软件要达到全球一流水平至少还要十年。
　　那么，作为亟待突破的受到限制的关键环节，400亿的中国工业软件市场遭遇欧美卡脖子，国产工业软件如何解困？何时解困？
　　工业误判、资金投入不足导致国产软件三十年的空白
　　简单来说，工业软件是将工业知识软件化，将企业在产品的规划、设计、生产、销售、服务等核心流程中的经验积淀融合在软件系统中，用以提升企业全流程的工作效率。
　　由于CADCAE工业软件涉及数学、物理、工程、计算机等多类技术，该行业的参与壁垒较高，往往需要核心客户一起参与才能形成优势产品。
　　根据产品划分，工业软件大致可分为设计研发、信息管理、生产控制管理、工业嵌入式软件和工业集成平台五大类，涉及几十个细分门类。除了常见的CADCAE软件，还有CAM（计算机辅助制造）以及大量数理分析软件、集成核心工业经验的软件等。在大型项目开发中，各学科使用的软件总数高达上百种，不同企业参与不同环节。
　　作为现代产业体系之魂，工业软件已经渗透和广泛应用于几乎所有工业领域。
　　工业软件类别一览（由钛媒体App制图）
　　尽管领域众多，但国内做工业软件的公司数量和规模依然十分稀少，处于小而散的局面。以CADCAE软件为例，目前国内头部只有中电华大、中望软件、数码大方、苏州浩辰等少数企业。
　　东方证券数据显示，目前中国CAD软件市场，达索、西门子、PTC以及Autodesk在中国市场占有率达90以上，国内中望软件、苏州浩辰、数码大方三家公司总份额不到10。而CAE领域，美国ANSYS等占据了中国95以上的市场份额，国内并没有与西门子、达索这种企业规模相同的标的。
　　背后的原因，主要是工业软件的技术难度大、资金投入高、研发周期长、市场有限，导致多年来国产技术发展缓慢，加上工业误判、资金投入低、产学研生态不佳，下游企业造不如买，使得工业软件没有形成规模化效应。而国外企业自身对软件有需求，边做边用，越用越好，逐渐成为了工业的核心辅助产品。
　　事实上，从工业软件行业发展来看，中国也曾经历过鼎盛时期。
　　20世纪80年代初，伴随着有实力的研究所或高校的需求，昂贵的IBM大型机、VAX小型机、Apolo工作站引入到中国，而上面附带的某些CG、CAD软件工具，让中国人第一次接触到了工业软件这一门类。而早期开发的软件，大多数是二维CAD绘图软件。
　　七五到十五（1986年2005年）期间，由于国家对于国产自主工业软件的支持，以北航、清华为代表的一批高校和科研人员开始做相关的软件开发，他们通过当时国家机械部（机电部）CAD攻关项目、国家科委（科技部）的863CIMS、制造业信息化工程申请到了资金补助，随即拿这笔钱投入了研发和人才搭建中。
　　1999年前后，中国多家科研机构成功研发出了高华CAD、CAXA电子图版、开目CAD、浙大大天CAD、山大华天等一批工业软件产品。即使在开发难度比较大的三维CAD领域，也出现了北航的熊猫CAD系统等。
　　不过自2005年开始，科技部对研发设计软件的重点支持，转到了三维CAD。而在十二五（2011年）以后，中国的信息化开始走两化融合的道路，科技部也不再分管信息化工作，国家不再给科研机构的工业基础软件研发进行补助，对三维CAD研发的资金投入也逐年减少。
　　根据上海科学院教授陆仲勋著作的《自主CAE涅槃之火》一书记载，当时有关管理部门在对直接为先进装备制造业服务的CADCAE软件核心技术的认识上产生了偏差，认为CADCAE工业软件既不属于基础科学，又不属于科技攻关，故而失去了必要的支持，使其发展举步维艰。
　　与此同时，20世纪90年代以来，大批国外软件涌入中国市场，西门子、欧特克等公司通过低价合作、免费搭售等措施，让国外工业基础软件走进大学、政企、科研机构当中，当时人们有造不如买的心理，这对产学研培养造成了严重的冲击，使得学生利用国外软件来计算，自主软件受到了强烈打压，没有形成核心的工业软件生态。
　　而且，由于研发设计类软件基本直接安装于通用计算机，国外软件企业放任了全球盗版IP现象，让更多的中国企业、机构享受到了免费的国外软件，没有了付费意识，海外软件借此实现了用户增长，生态得以持续壮大，而国内工程师就十分依赖这种生态。
　　自主软件赛道长期空白，让国外工业软件长驱直入，直接将中国高端CADCAE市场领域的垄断宝座给了PTC、UG（现在属于西门子）、CATIA等欧美企业，中低端则由Solidworks、Autodesk、SolidEdge牢牢把控。
　　此外，在美国政府支持下，西门子、达索等欧美企业加快了收并购步伐，完善了产品线，并向CADCAECAMPLM一体化迈进，以此实现了流程串通和优化。
　　以西门子为例：2001年到2006年，西门子相继收购了多家MES（制造执行系统）厂商，并在此基础上推出了自己的MES软件SimaticIT；2007年，西门子以35亿美元收购美国PLM（产品生命周期）公司UGS；2008年西门子再度收购德国Innotec软件公司；2013年6。9亿欧元收购LMS，以及德国厂商TESIS，西门子进入仿真与测试系统领域；2017年4月，西门子收购MentorGraphics，进入到芯片之母、电子设计领域核心工具EAD软件领域。
　　截止2016年的西门子工业软件收购里程（来源：华泰证券）
　　过去二十年中，西门子在软件方面投入了100多亿美元，使我们在工业软件方面处于领先地位。西门子股份公司首席运营官、首席技术官、管理委员会成员博乐仁（RolandBusch）表示，如今西门子通过收并购丰富了CAX产品矩阵，并在汽车行业做深做透。
　　相比较而言，在十五、十一五期间，中国三维CAD软件研发方面的总投入规模大概是4000万5000万元，二维CAE则主要通过国家自然基金项目，投入资金为平均一年一千万左右。截止十二五的三个五年计划之中，国家对三维CADCAE等核心工业软件研发的投入不足2亿人民币资金。
　　与西门子超700亿元资本投入相比，中国工业基础软件的研发，不管是资金规模，还是技术投入力度，都稍显落后。
　　苏州浩辰软件曾在招股书中坦言，公司成立起步时间相对国外龙头厂商较晚，虽不断完善产品体系与营销网络，但从发展历程、资本实力、技术实力综合来看，较行业国际龙头厂商仍存在较大差距。
　　经历了30多年的空窗期，如今，中国的CADCAE等软件产业架构依然未建立起来。虽有些自主CAECRM软件在特定范围得到应用，但都属于偶发的自在状态，产品性能有待提升，远未达到产业规模。
　　平台不强、核心不硬，是中国在工业软件领域亟待解决的重大问题。
　　需求破土，政策提振国产替代
　　虽然屡战屡败，但随着中国加快制造业数字化、智能化，以及工业4。0目标的实施，AI技术的快速进步，科学研究、经济和国防安全等领域的需要，以及美国技术封锁威胁，都加速了国内工业软件的需求破土。
　　首先在政策方面，中国工业基础软件卡脖子问题，已经引起相关部门的重视。
　　据新华社报道，2021年5月，中央提到，要加强原创性、引领性科技攻关，明确提及石油天然气、工业软件等多个领域。
　　实际上，自2015年发布《国家智能制造标准体系建设指南》之后，中国陆续出台多项政策，支持智能制造和工业互联网的发展。
　　工业软件行业涉及的政策名称（来源：天风证券研究）
　　2021年6月的中国工业软件大会上，国家工信部信息技术发展司司长谢少锋就表示，中国将尽快发布软件产业十四五发展规划，强化对工业软件关键技术软件的重点支持。
　　根据中国制造2025重点领域技术路线图，到2025年，中国绝大部分核心技术要取得突破，形成自主可控的操作系统与工业软件及其标准体系，自主工业软件市场占有率要超过50。
　　有行业人士指出，工业软件其实是一个特别需要举国体制的地方，需要从上层标准的建立，来确定底层的开发设计逻辑。在公司层面也一样，需要战略先行，定好行业，然后就要持续的投入去深耕。所以很多人建议把工业软件的发展放到航空、航天、兵工、船舶等行业同等重要的地位，破解工业软件受制于人的局面。
　　王光熙认为，过去在一些关键的CADCAE等工业软件大赛道上，中国的空缺也不能一概而论，或者说是在什么地方忽视了。
　　从另一角度看，当时随着全球化的发展，全球产业和科技也有所分工，行业上下游需要跟一些不同国家地域进行科学技术分工完成的，并不是每个国家都采取端到端的方式，完全打造一套自己独立的系统。王光熙对钛媒体App表示。
　　受政策提振影响，工业软件类公司也开始被资本市场所关注。
　　2021年3月，被誉为国产CAD第一股的中望软件（688083。SH）成功登陆科创板，上市以来股价持续上涨，市盈率超100倍，如今市值达144亿元左右。而芯片设计软件EDA企业华大九天也已启动上市计划，同样被市场寄予厚望。
　　在一级市场，最近这两年，很多工业软件初创企业如雨后春笋冒出来，例如，专注于CADPLM软件的数码大方、由中科院院士陈十一创立的CAD仿真软件厂商十沣科技、做国产求解器软件的杉数科技、做工业EDA软件的芯华章科技、吴泳荣博士创立的设序科技等。
　　国产化依然任重道远
　　2020年，从上海同济大学毕业、曾在蔚来汽车负责工厂端AI技术应用的吴泳荣博士决定要成立设序科技。
　　起初他并没有想做国产的CAD替代，而是希望用AI技术帮助汽车工程师做设计研发，用智能技术解决工人重复劳动问题。随后，吴泳荣领导的设序团队，研发出了市场上首款AICAD的工业研发设计类软件设序DODesignV1。0，以此帮助企业的高效运作，解决重复劳动问题。
　　与此同时，这款产品却意外得到了行业其他企业的订单需求，让其对CAD市场充满了信心，从而更加专注于AICAD领域。
　　今年2月24日，设序科技宣布完成A轮投资，年内累计融资过亿元，投资方包括字节跳动、联创永浚、SIG、险峰长青、高榕资本、联想创投等。
　　作为设序科技投资方之一，王光熙告诉钛媒体App，联想创投布局设序这家公司是押注了两个点：一是工业软件的国产化发展，二是设序这个项目，本质上是针对智能制造、智慧工业，这些智能化时代的新事物，它不同于过去工业软件的逻辑，用到了新的算力。这种利用AI实现的制造企业自动化，高效化，智能化，覆盖到一些新的场景。
　　在王光熙看来，过去国产工业软件碰到的最大挑战，也是今天的机会点所在。毕竟中国还是一个工业制造大国，有大量的需求，大量的客户，大量的场景数据，这个其实跟消费互联网有异曲同工之妙。
　　吴泳荣告诉钛媒体App，设序科技所提供的智能工业设计SaaS软件，已用于汽车焊装夹具设计及冲压模具设计领域，提供以智能推荐、智能交互、智能制图、零件工厂为核心技术功能的一体化解决方案。客户反馈良好，当然也有提升空间。预计今年春季，设序将发布新版智能工业设计SaaS软件。
　　我们的创新主要在AI技术上，投入了很多力量去做数据的清洗、复用以及训练输出，在垂直场景效率方面有一定优势；而相对于国外软件企业来说，我们是中国企业，在文化和协作上都有很大的优势，安全性更好。吴泳荣表示，设序软件产品的商业化采用订阅模式，而非买断式收费。
　　除了民企，军用领域也不断推行从硬件到软件的全面国产化替代。钛媒体App从多位投资人、行业人士、企业高管处了解到，目前国内已大规模采购中国电子科技集团投资的企业产品。相关人士表示，2018年开始，军用的国产替代需求明显多了。
　　此外，央企、国企对于工业软件的需求也呈现增长态势。
　　据工业软件企业杉数科技介绍，随着中美关系恶化，公司突然发现，很多国企开始主动找上门来，希望将美国软件替换出去，而杉数科技也迅速瞄准了这一庞大的国产替代市场，客户包括六国化工、某省的国家电网、某211高校、北京某科技信息机构等。
　　杉数科技是由四名美国斯坦福大学博士创立，向客户提供国产求解器。作为基础软件，杉数利用求解器和AI机器学习引擎，以企业决策大脑优化中台为支撑，可对复杂的现实问题进行数学建模，帮助客户（企业）在各种复杂问题下完成最优决策。
　　（详见钛媒体App前文：《超越阿里达摩院成绩，这个斯坦福团队用国产求解器助中国企业实现智能决策》）
　　杉数科技联合创始人CSO葛冬冬此前接受钛媒体App独家专访时提及，他们利用自研的COPT数学优化求解器，可使工厂生产排程订单满足率提高20，产能损失率降低30。在电力系统优化方面，杉数产品可以起到国产替代的初步效果。
　　不过，高曙明教授却给出比较悲观的评价。
　　他指出，整体来看，民用工业领域的工业软件国产替代大潮尚未来临。目前大部分中国制造企业的产品创新度不够高，需求自然较少。
　　高曙明举了个例子，国产CAD软件在复杂曲面构建与处理上还面临一些技术障碍，核心建模操作可靠性还不够。而这种技术难点的缺失，使得产品无法得到市场的认同。
　　国内工业软件企业索为系统董事长李义章曾指出，工业软件的开发需要投入，不能全靠国家，长期或良性的市场竞争，还得靠行业龙头和社会资本。而商业模式投入了之后，如何加速技术创新，产生效益，形成良性循环，依然是国产化亟待解决的重要课题。
　　作为市场上对核心工业软件出手最多的机构之一，高瓴创投接受钛媒体App采访表示，CAD、CAE等核心工业软件虽然难度极大、壁垒极高，但技术迭代仍然带来了弯道超车的机会。以CAD为例，上云就是一个弯道。云可以让在线协同能力大幅提高，同时难度也是桌面CAD的10倍以上，也让中国初创企业和成熟的国际巨头站在同一起跑线上。过去一年，高瓴创投投资了近10家早期工业软件公司。
　　吴泳荣对钛媒体App表示，未来工业软件赛道，企业需要学习西门子、达索软件的发展路径，不断通过收并购发展壮大。
　　王光熙表示，中国依然是有工程师红利。他认为从人才储备、市场环境，客户环境，加上资本到位，中国是有机会有能力迎头赶上的。
　　但不管这个机会的窗口有多么好，还是要戒骄戒躁，因为工业软件发展确实没有捷径。我们希望，中国企业能够借鉴很多之前的经验，同时运用一些新的IT手段，去缩短这个路程，减少这个走弯路的过程。他说。（本文首发钛媒体App，作者林志佳，编辑李小年）