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高端工業(yè)軟件是支持研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、經(jīng)營管理和運(yùn)維服務(wù)等產(chǎn)品全生命周期和企業(yè)運(yùn)行全過程集成及優(yōu)化的支撐軟件，是制造、信息和管理等技術(shù)交叉融合發(fā)展的產(chǎn)物。高端工業(yè)軟件作為實(shí)現(xiàn)制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心和關(guān)鍵，是支撐制造強(qiáng)國戰(zhàn)略、推動(dòng)中國制造實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的重要支點(diǎn)。在當(dāng)前大國博弈紛繁復(fù)雜的形勢下，必須加快形成高端工業(yè)軟件自主可控的發(fā)展態(tài)勢。

高端工業(yè)軟件包含電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）、產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）、企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）和維護(hù)維修運(yùn)營（MRO）等，涵蓋了產(chǎn)品從論證設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造到維護(hù)保障的全周期。

近年來，在一系列政策“組合拳”的加持和資本的助力下，我國工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了快速發(fā)展期。據(jù)工信部數(shù)據(jù)，我國工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)規(guī)模由2012年的729億元上升到2023年的2 824億元。培育了一批工業(yè)軟件供應(yīng)商，如華大九天、中望、金蝶、寶信、用友和國睿信維等，突破了一批產(chǎn)品研制核心軟件技術(shù)，開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的EDA、CAD、ERP、MES、PLM和MRO等一系列工業(yè)軟件。然而，高端工業(yè)軟件市場仍處于被國外廠商壟斷的局面，比如在研發(fā)設(shè)計(jì)類的EDA和CAE領(lǐng)域，Cadence、Synopsys、Ansys和Siemens等廠商占據(jù)市場份額90%以上，CAD領(lǐng)域被PTC、Siemens、Dassault長期壟斷；在生產(chǎn)制造類軟件高端領(lǐng)域，GE、Schneider、ABB等自動(dòng)化廠商依然是市場選用主流；在運(yùn)維服務(wù)類軟件方面，美國Oracle、SAP、IBM長期占據(jù)市場主導(dǎo)地位。國內(nèi)企業(yè)整體仍以提供單點(diǎn)工具為主，缺少覆蓋全領(lǐng)域的全流程設(shè)計(jì)平臺，在譜系化、集成化和規(guī)模化上與國外軟件還有非常大的差距，未能實(shí)質(zhì)性地打破國外軟件的技術(shù)壟斷。

2  面臨的困難和挑戰(zhàn)

2.1 外部形勢嚴(yán)峻，高端工業(yè)軟件發(fā)展被“卡脖子”

近年來，西方國家不斷加緊對我國工業(yè)發(fā)展的打壓特別是高科技方面搞“脫鉤斷鏈”，在高端工業(yè)軟件方面，打壓產(chǎn)品類別從以往以研發(fā)設(shè)計(jì)類為主，擴(kuò)展到研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、經(jīng)營管理和運(yùn)維服務(wù)等全部品類，且延伸到操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)軟件。

2.2 共性數(shù)據(jù)庫薄弱，聯(lián)合設(shè)計(jì)仿真能力受限

各類模型庫和基礎(chǔ)資源庫（共性數(shù)據(jù)）是高端工業(yè)軟件應(yīng)用和運(yùn)行的必要支撐。國外工業(yè)軟件在為航空、航天、船舶和電子等行業(yè)提供解決方案后，沉淀了大量標(biāo)準(zhǔn)件庫、元器件庫、各專業(yè)仿真模型庫和材料庫等，并且形成了專業(yè)的共性數(shù)據(jù)服務(wù)商，基于共性數(shù)據(jù)，可以大幅提升產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)的效率和效益，對于產(chǎn)品的高質(zhì)量、低成本、可持續(xù)發(fā)展具有重要價(jià)值。

目前國內(nèi)高端工業(yè)軟件在共性數(shù)據(jù)庫方面處于剛起步階段，還未建立共性數(shù)據(jù)沉淀和開放共享機(jī)制。以電子行業(yè)為例，在體系建模方面，頭部企業(yè)主要圍繞自身領(lǐng)域進(jìn)行仿真建模，缺乏覆蓋OODA閉環(huán)的仿真模型；在系統(tǒng)建模方面，缺乏電子通用仿真模型，一方面嚴(yán)重影響數(shù)字化設(shè)計(jì)效率，導(dǎo)致數(shù)字化設(shè)計(jì)方法難以在裝備研制過程中落地，另一方面導(dǎo)致各領(lǐng)域建模質(zhì)量參差不齊，影響整機(jī)仿真的精度。共性數(shù)據(jù)庫薄弱已成為高端制造業(yè)發(fā)展的壁壘問題，極大影響了制造企業(yè)用戶對國產(chǎn)軟件品牌的接受度和發(fā)展信心，制約了國產(chǎn)工業(yè)軟件的發(fā)展。

2.3 集成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范缺失，一體化研制迭代效率受阻

產(chǎn)品全生命周期端到端PLM的貫通，需要各類工業(yè)軟件之間的相互集成。國外定義了多種統(tǒng)一中間數(shù)據(jù)格式規(guī)范，用于支撐各類工業(yè)軟件的集成和數(shù)據(jù)交換，形成了集成設(shè)計(jì)、仿真、工程制造與生產(chǎn)、保障等一體的PLM平臺，并形成了統(tǒng)一的研制數(shù)據(jù)管理，支撐完成大型復(fù)雜產(chǎn)品數(shù)字鏈的貫通和全場景應(yīng)用。

目前國內(nèi)工業(yè)軟件之間的數(shù)據(jù)集成接口存在較多缺失，缺乏用于不同工業(yè)軟件之間數(shù)據(jù)交換的統(tǒng)一中間數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)，無法快速形成數(shù)字化主線場景和一體化的數(shù)字支撐環(huán)境，產(chǎn)品研制過程中難以實(shí)現(xiàn)不同專業(yè)之間自上而下的自動(dòng)迭代，降低了產(chǎn)品研制效率，難以追趕和突破技術(shù)代差，在未來可能面臨的極端制裁和技術(shù)封鎖環(huán)境中將處于不利位置。

3  推進(jìn)國產(chǎn)化替代的對策建議

隨著我國大力推進(jìn)制造強(qiáng)國戰(zhàn)略和制造業(yè)“智改數(shù)轉(zhuǎn)網(wǎng)聯(lián)”的深入實(shí)施，數(shù)實(shí)融合發(fā)展如火如荼，對高端工業(yè)軟件需求越來越大，亟待提升高質(zhì)量的工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)供給水平。同時(shí)，面對西方國家對我步步緊逼的遏制態(tài)勢和目前國內(nèi)發(fā)展基礎(chǔ)薄弱的現(xiàn)實(shí)處境，建議戰(zhàn)略上加強(qiáng)重視，戰(zhàn)術(shù)上突出重點(diǎn)，多措并舉加快推動(dòng)高端工業(yè)軟件發(fā)展，形成自主可控的良好態(tài)勢。

3.1 加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，完善促進(jìn)高端工業(yè)軟件發(fā)展的政策環(huán)境

一是高度重視高端工業(yè)軟件發(fā)展，進(jìn)行提級謀劃。扎實(shí)推進(jìn)實(shí)施國家軟件發(fā)展戰(zhàn)略，面向?qū)嶋H需求，體系性論證EDA、CAD等工業(yè)軟件發(fā)展路徑，出臺專項(xiàng)戰(zhàn)略規(guī)劃，發(fā)揮集中力量辦大事的制度優(yōu)勢，啟動(dòng)實(shí)施和論證儲備一批重大攻關(guān)項(xiàng)目，優(yōu)先解決重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)務(wù)之急。二是形成持續(xù)穩(wěn)定的科研投入，合理引導(dǎo)社會預(yù)期。工業(yè)軟件行業(yè)投入大、回報(bào)周期長，需要加強(qiáng)國家科技創(chuàng)新戰(zhàn)略規(guī)劃與渠道資源的統(tǒng)籌銜接，形成長期穩(wěn)定的經(jīng)費(fèi)、人才投入機(jī)制，并根據(jù)實(shí)際攻關(guān)情況設(shè)置適度的投入增長率，設(shè)立高端工業(yè)軟件投資基金，發(fā)揮“四兩撥千斤”的作用。鼓勵(lì)國產(chǎn)工業(yè)軟件公司上市融資，廣泛吸納社會資金參與高端工業(yè)軟件研發(fā)及市場化，激發(fā)高端工業(yè)軟件攻關(guān)企業(yè)與科研人員創(chuàng)新活力。三是倡導(dǎo)首購首用，在需求端解決產(chǎn)用脫節(jié)問題。梳理和建立自主工業(yè)軟件優(yōu)選推薦目錄，通過加強(qiáng)稅收優(yōu)惠、獎(jiǎng)補(bǔ)，細(xì)化落實(shí)強(qiáng)制性采購規(guī)定等細(xì)則，鼓勵(lì)推動(dòng)工業(yè)部門優(yōu)先選用推薦目錄中的自主工業(yè)軟件，以應(yīng)用場景的擴(kuò)大牽引工業(yè)軟件工程驗(yàn)證和迭代改進(jìn)。

3.2 聚焦關(guān)鍵技術(shù)，補(bǔ)齊高端工業(yè)軟件底層技術(shù)短板

一是攻關(guān)底層核心關(guān)鍵技術(shù)，盡快打破受制于人局面。聚焦基礎(chǔ)性、關(guān)鍵性、緊缺性工業(yè)軟件技術(shù)領(lǐng)域，突破升級體系/系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真、多學(xué)科聯(lián)合仿真、三維幾何建模引擎等關(guān)鍵核心技術(shù)，填補(bǔ)大型研發(fā)設(shè)計(jì)類軟件底層技術(shù)短板。二是建立工業(yè)軟件共性數(shù)據(jù)庫。集合相關(guān)優(yōu)勢企業(yè)模型和數(shù)據(jù)資源，構(gòu)建多層級多專業(yè)通用模型庫，加快推動(dòng)國內(nèi)優(yōu)秀工業(yè)知識創(chuàng)新迭代、共性數(shù)據(jù)庫豐富完善。三是打造國產(chǎn)工業(yè)軟件PLM。面向電子、船舶、航空等優(yōu)勢行業(yè)，構(gòu)建國產(chǎn)化數(shù)據(jù)模型標(biāo)準(zhǔn)、集成標(biāo)準(zhǔn)，研發(fā)形成國產(chǎn)化PLM平臺，支撐復(fù)雜產(chǎn)品數(shù)字鏈的貫通和全場景應(yīng)用。

3.3 強(qiáng)化龍頭牽引，扶持重點(diǎn)優(yōu)勢企業(yè)加快打造拳頭產(chǎn)品

科技領(lǐng)軍企業(yè)是國家戰(zhàn)略科技力量的重要組成部分，也是科技和經(jīng)濟(jì)緊密結(jié)合的重要力量，在創(chuàng)新突破、研發(fā)投入、成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)協(xié)同等方面承擔(dān)著主體作用，有能力集聚各方資源集中力量辦大事。央企國企在高端工業(yè)軟件方面既有雄厚的研發(fā)實(shí)力，又有豐富的應(yīng)用場景。當(dāng)前中國電科在系統(tǒng)級EDA和PLM軟件，中國電子在集成電路EDA軟件，航空工業(yè)、航天科技、中國船舶等軍工集團(tuán)在各自領(lǐng)域的工業(yè)軟件研發(fā)和應(yīng)用上均具有一定的優(yōu)勢，建議采用扶強(qiáng)扶優(yōu)的策略，充分發(fā)揮龍頭帶動(dòng)作用，推動(dòng)各種創(chuàng)新要素向頭部央企國企集聚，聚焦EDA、CAE、PLM等大型工業(yè)軟件拳頭產(chǎn)品，加快培育一批具有競爭力的一流高端工業(yè)軟件自主品牌和產(chǎn)業(yè)集群，形成沖破封鎖禁錮、實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新突圍的利刃。

來源： 智能制造IMS