中國工業軟件發展現狀與趨勢分析

代小龍

（北京璞元科技有限公司，北京 100055）

0 引言

中國工業軟件起步時間較晚，發展不具備先發優勢，并且美德等國在工業軟件領域上長期占據著技術優勢，造成中國工業軟件發展受到技術限制、人才缺乏等多方面影響。

隨著中國對工業軟件發展重視程度提升，在政策、資源的雙重支持下，工業軟件行業發展已取得了一定的成績。但仍需從問題入手，對解決路徑進行深度探析。

1 工業軟件概述

為全面了解工業軟件需求，本文從工業軟件的概念、特點及分類3個方面進行介紹。

1.1 概念

工業軟件是工業領域應用軟件，軟件是指按照特性順序組織的計算機數據及指令集合，通過數據指令設計實現特定功能，可按照性質分為系統軟件、應用軟件及中間件。工業軟件既具備軟件屬性，又具有明確的功能定位，為工業領域發展提供技術支持，是促進工業發展的重要保障。

在工業領域發展過程中，企業要在市場中占據優勢需要具備技術優勢，一方面提升技術水平降低生產成本；另一方面技術發展迫使企業研發高精尖產品。工業軟件在企業發展中具有重要作用，是研發高精尖產品的必要條件，也是工業技術優化發展的重要條件。但其功能不僅局限于此［1］，工業軟件的研究與開發將衍生出新技術，拓展新業務，豐富中國工業經濟生態鏈。因此，工業軟件通?？蓜澐譃橄到y、應用、中間件、嵌入式四大組成部分。

1.2 特點

工業軟件特點主要體現在行業特點、工藝支持及數據庫支持等方面。

1.2.1 行業特點

中國工業領域包括原材料工業、冶煉工業、食品加工工業、化學藥品制造工業等，不同工業對軟件需求差異較大。因此，工業軟件研發應結合產業需求，但會受到自身行業限制，不具備普適性。為此，在結合行業特點進行工業軟件研發時，通常會對產業發展前景進行探析，保證軟件設計的前瞻性［2］。

1.2.2 工藝支持

工業軟件需要行業工藝支持，在研發過程中深入研究行業技術，結合行業特點，研發出在某一產業領域廣泛應用的工業軟件。并且，只有針對某一行業開展工業軟件研發，才能降低軟件研發、推廣成本，提升軟件價值。尤其當部分產業具備較為完善的產業生態網絡時，針對產業研發的工業軟件能在不同形態產業生態網行業中得到應用，并在不同行業形態的驅動下促使工業軟件不斷更新、完善。

1.2.3 數據庫支撐

工業軟件技術研發需要行業數據支持，只有具備數據支持才能保障工業軟件研發方向的正確性。工業軟件研發具有目的性，例如研發自動化控制系統，研發隊伍需初步確定設計目標，然后全面收集、整理需要的數據信息，按照系統功能設置算法參數、構建工藝模型和自動化控制系統，最后整理、歸集系統使用辦法、功能等，保障系統順利投入使用［3］。

1.3 產品分類

1.3.1 業務環節

工業軟件按照業務環節可分為生產制造工業類、經營管理工業類、研發設計工業類、運營服務工業類等，其中生產制造工業APP 可分為生產計劃管理類、生產作業管理類、物料管理類、設計管理類、工裝管理類、質量管理類；經營管理工業APP 可分為采購管理類、產業鏈協同類、風險管控類、銷售管理類、物流管理類、安全管理類、認證管理類、項目管理類、人才管理類、組織管理類、輔助決策類、企業資產類、過程優化類；研發設計工業APP 包括產品設計類、工藝流程設計類、過程控制設計類、產線設計與實現類、仿真類、試制試驗類；運營服務工業APP 包括數據收集監控類、預測性維護類、應急處理類、節能服務類、健康評價類、售后服務類。

1.3.2 適用范圍

按照適用范圍可將工業軟件分為基礎公共性工業APP、行業通用工業APP、企業專用工業APP、其他工業APP。

1.3.3 知識類型

按照知識類型可將工業軟件分為業務信息類、數據分析類、知識建模類。

2 中國工業軟件發展

2.1 發展背景

工業發展起源于歐洲，19 世紀美國工業逐漸興起，中國工業則是在20 世紀50 年代才逐步產生并發展，發展起步時間的差距造成中國工業軟件技術相較于美德等發達國家存在一定差距。

中國工業軟件在發展過程中，由于技術限制及早期工業不發達，市場規模較小，相關制度不完善，歷經了一系列波折，部分工業軟件企業在市場環境萎靡的情況下相繼放棄了開發與研究［4］。直至近幾十年，市場大環境發生改變，信息化逐漸成為工業發展新方向，工業軟件行業才逐步得到發展。但由于技術差距及美德等國已占據了工業軟件國際市場領先地位，造成中國工業軟件發展舉步維艱。

2.2 發展現狀

近年來，中國工業軟件行業扶持力度不斷加大，促使工業軟件發展狀況發生改變，現階段發展可從發展速度、政策扶持力度、業務收入、工業軟件市場結構4 個方面進行解讀。

2.2.1 發展速度

智能化成為工業發展新方向，工業智能相關產業快速發展。政府及地方對工業互聯網等領域的扶持力度不斷加大，工業軟件市場格局逐步打開，市場規模逐漸擴大、速度持續增加，從業務收入、市場規模、研發資金投入、政府關注度等方面均有所體現［5］。工業軟件發展速度持續加快是工業軟件體系、相關制度條例逐步完善的體現，是政策支持下的成果。

2.2.2 政策扶持力度

在政策方面，工業軟件發展關注度不斷提升，各地區為促進工業軟件行業發展出臺了多項扶持政策，包括給予主編工業軟件細分行業標準的企業現金獎勵、對工業軟件企業發展規模及發展質量達到特定標準的給予現金獎勵、對于工業軟件研發投入達到某一標準的給予相應補助等。部分地區還采用減免賦稅、技術支持等方式全力支持工業軟件行業發展。

2.2.3 業務收入

據工信部中國軟件業務收入統計數據顯示，2014-2021 年間軟件業務收入逐年增加，從2014 年的37 026 億元增加到2021 年的94 994 億元，業務收入增速高達16.43%。

在軟件業務發展速度持續加快的大環境下，工業軟件增速也持續增加，工信部發布的中國軟件產品業務收集統計數據顯示，2020 年工業軟件產品業務收入達到1 974 億元，2021 年達到2 414 億元，增速高達24.8%。2019 年中國工業軟件產品業務收入為1 720 億元，2020-2021 年增速相較于2019-2020 年實現了跨越式增長［6］，這些數據直觀展現工業軟件發展現狀及市場影響力，對工業軟件發展具有指導作用，是國家對工業軟件發展進行宏觀調控的依據。

2.2.4 工業軟件市場結構

隨著工業軟件細分領域不斷增加，相應領域研發速度加快，研究成果不斷增多，國產工業軟件市場占比發生改變。在工業軟件的四大類別中，生產制造類工業軟件一直在國內市場占據較大份額，經營管理、運營服務及研發設計類工業軟件在軟件細分的帶動下取得較為突出的成績，市場占比增加。不同類別工業軟件市場結構發生變化，發展形勢更均衡。

3 現存問題

目前，中國工業軟件發展仍存在一系列問題限制發展速度及規模。其中，技術落后、市場成熟度低、產業鏈不完整、人才缺失、知識產權保護滯后最為突出。為此，本文分別從上述幾個方面進行重點分析。

3.1 技術落后

中國工業軟件研發時間相較于西方國家存在較大差距，造成差距的根源在于缺乏關鍵技術。盡管從現代技術入手，以先進的技術方法開展研究，但關鍵技術多處于被保護狀態，對后續技術發展產生影響，造成技術差距逐漸擴大［7］。例如，研發CAD 幾何內核算法及核心算法時，需要購買關鍵技術，不僅造成研發成本增加，而且無法從根本上得到關鍵技術，掌握底層邏輯。

3.2 市場成熟度較低

當前，中國工業軟件市場成熟度低，主要表現為市場風險抵御能力差、市場發展結構不均衡等方面。成熟的市場需具備完整的市場體系，有效的市場機制，市場結構穩定、市場產品種類豐富、能夠覆蓋各層級，并且市場本身也具備自我調節能力。然而，目前中國工業軟件市場結構不穩定、產品單一，產品研發上多集中在技術要求較低的軟件，例如OA、CRM 等。并且，產品性能及質量穩定性較差，缺乏高質量工業軟件產品，造成工業軟件不足以支撐中國市場。在該情況下，一旦國際環境發生改變，工業軟件市場受到影響，市場風險抵御能力不足，無法獨自應對外部環境沖擊。因此，只有提升技術水平，才能從根本上解決問題［8］。

3.3 產業鏈不完整

完整的產業鏈能形成相互促進的發展閉環，通過產業鏈各流程相互促進，確保工業軟件產業有序發展。然而，目前中國工業軟件產業鏈仍然不夠完善，在技術、市場等多重限制下呈現分散狀態，行業多以研發及直接對接關聯工業為主，衍生行業、技術咨詢服務行業、技術衍生行業的再衍生技術行業等均處于缺失狀態，雖然部分行業已經出現，但在產業鏈的影響力較小。這與國外工業軟件產業發展形成了鮮明對比，美德等國工業軟件產業鏈已經形成生態網絡，衍生技術在一定程度上能夠反哺工業軟件，為工業軟件發展提供技術支持，這在突顯產業鏈作用的同時也值得中國工業市場深入反思［9］。

3.4 人才缺失

人才稀缺問題一直是中國工業軟件行業發展面臨的重要問題。由于國外工業軟件技術發達，部分人才會選擇留在國外從事工業軟件研究。尤其是工業軟件尖端人才，是行業內各大企業爭搶的對象，進而造成人才流失［10］。在人才培養方面，由于中國工業軟件人才培養體系還不夠完善，培養效果未能達到預期。通過分析各院校人才培養現狀發現，造成院校培養人才與社會需求不對等的主要原因為以下3 個方面：①興趣方面。學生并非在興趣驅動下選擇相關專業，造成畢業后從事其他行業。②個人追求方面。部分人才在掌握技術后以研究為追求，為了尋求更好的學習資源流轉到其他國家從事科研工作。③政策支持和發展方面。盡管研究人員具有強烈的責任感及使命感，致力于技術研究，但還是會受到環境、經費、技術等因素影響，造成技術研究速度緩慢。

3.5 知識產權保護滯后

工業軟件具有極大的市場價值，知識產權是營造良好市場環境的必然條件，也是促進研究工作發展的重要動力，但國內工業軟件市場目前依然存在盜版、侵權現象，嚴重侵犯了研發高質量工業軟件企業的利益。在工業軟件受眾中，規模較大的企業會從質量、風險等角度選擇正規工業軟件，但中小規模企業受資金成本限制，在經濟利益趨勢下選擇盜版軟件，進而對市場秩序產生不良影響。在發生風險問題時，中小企業未能意識盜版軟件危害，反而對工業軟件進行批判，形成不良輿論導向，進一步限制研究工業軟件企業的發展。因此，知識產權保護是維護工業軟件市場環境需要解決的重要問題。

4 工業軟件發展策略

解決中國工業軟件發展面臨的一系列問題，需要對問題進行深入分析，尋找問題產生的根本原因。本文通過結合中國工業軟件的發展現狀，提出推動工業軟件行業發展需要從政治經濟兩個方面為行業提供支持，培養人才提升技術水平。

4.1 提高核心技術水平

中國工業軟件領域與國外在技術上存在差距，尚未掌握核心技術，但技術發展應打破思維限制，創新發展思路，積極尋找解決路徑。為提高核心技術水平，需要從以下兩方面進行。

4.1.1 促進技術與工業融合

從根源上講，工業軟件產生于工業需求，因此工業發展才是工業軟件研究的基礎，不能從某一行業發展情況出發，需要多角度看待技術研發問題。例如，CAD 軟件最初圍繞一個目標進行設計，但是由于設計公司業務較廣，從其他技術中獲得啟示實現了技術突破，因此中國工業軟件技術也應借鑒從多行業、多技術角度對技術進行研究。

4.1.2 以行業發展反哺技術發展

在技術發展興起新型行業時，為促使工業軟件形成完整的產業鏈條，需加大新型行業扶持力度，鼓勵并推動新企業快速發展，不斷拓展技術研究方向，發展衍生技術，從技術發展角度反觀工行軟件研發情況，為工業軟件研發提供創造性意見［11］。

4.2 完善產業扶持政策

推進工業軟件行業發展需要發揮國家、政府力量，完善產業扶持政策。盡管，當下部分地區已經制定了許多資金扶持政策，但僅從資金角度為工業軟件發展提供支持仍然不夠，還需從財稅、技術、人才等角度為工業軟件行業發展提供支持。

尤其應該以創新角度支持工業軟件發展。例如，幫助工業軟件形成完善的生態網，從其他行業發展角度促進工業軟件行業發展，扶持工業軟件下的新型企業，從宏觀角度完善地區金融服務體系，拓展工業軟件企業資金獲取渠道，完善金融基礎設施。此外，部分地區可構建產業園區，集中工業軟件及相關企業，確保企業間形成合作共贏的關系，共同開展部分研究活動，發揮各自的優勢，促進行業共同發展［12］。

4.3 創新新興產業環節主體

新型工業軟件的產生為中國工業軟件發展提供新的啟示，提升工業軟件市場影響力可從創新型產業環節主題入手，對新型工業軟件進行研究，力求在新型工業軟件的開發與利用上走在工業軟件市場前端。同時，工業軟件企業需要結合工業發展趨勢，整合新型工業產業，了解新型工業產業特性，把握新型產業智能化需求。在大數據技術快速發展前提下，企業需借助現代技術優化工業軟件算法，創新算法形式，推出功能更強大的工業軟件，保障工業軟件使用范圍，降低成本，優化操作方式，確保其在新興產業中能夠充分發揮自身優勢［13］。

4.4 提升人才引進與培訓力度

人才是工業軟件發展的關鍵，需要從社會人才、院校人才培養兩方面入手。在社會人才培養方面，企業需要提高人才培養重視程度，提供學習機會，采用賦能辦法給予技術型人才一定的自主研發權和資源調配權，確保他們能夠大膽創新創造，在技術研究上開拓進取，提升企業技術研發能力。在院校方面，需要完善人才培養機制，在開展專業課程的同時提升學生民族榮譽感及家國意識，促使學生了解工業軟件開發的重要性。

4.5 建立健全相關法律法規

為保障市場穩定發展，需要建立健全相關法律法規和知識產權保護體系，加大對侵權、盜版等行為打擊力度，明確工業軟件企業知識產權申請流程。同時，檢查企業工業軟件使用情況，保障工業軟件企業穩定運營。在企業研發過程中完善相關法律政策，對企業保密技術予以保護，避免惡性競爭情況發生［14］。

5 工業軟件發展趨勢

從工業軟件發展現而言，工業軟件發展具有趨勢性，現從技術、投資、應用3個方面對發展趨勢展開探討［15］。

5.1 技術趨勢

隨著人工智能技術快速發展，當下核心技術將成為促進工業軟件發展的關鍵技術。由于工業軟件特殊性質，采用混合云方式能夠確保在技術研發過程中提取符合研發要求的數據，避免混入敏感數據，因此利用大數據技術進行信息整合，混合云技術進行信息分離將成為工業軟件的技術研究方向。

全面數字化將成為工業軟件的研究重點。應該利用數據分析技術分析工業軟件研究重點，發揮各技術自身優勢。例如，利用云計算技術歸集數據信息，將數據轉換成具體信息，分析軟件設計要求，利用相應技術優化算法，設計符合要求的工業軟件。在技術驅動下，不僅需要具有專業技能，還需具備創新能力，通過創新工業軟件發展思路，借助技術力量產生創新成果，促進工業軟件創新發展。

5.2 投資趨勢

隨著工業軟件行業熱度增加，更多人逐漸了解工業軟件行業發展前景，投資也不斷增加，豐富了與工業軟件行業相關的金融業務，進一步完善了關聯金融體系。引入金融資源將解決工業軟件資金問題，使工業軟件企業增加研發投入，實現高質量發展。投資形式的變化會與工業軟件發展形成良性循環，全面促進工業軟件發展。由于中國工業軟件處于快速發展階段，將在未來很長一段時間內投資持續增加。

5.3 應用趨勢

5.3.1 應用范圍擴大

工業信息化背景下，工業軟件成為工業信息化發展的有效手段。隨著工業新型產業不斷出現，工業軟件應用范圍將進一步擴大。在功能方面，為強化工業建設中各項功能，工業軟件將不局限于某一業務內容，應在各項業務中均有所發揮。

5.3.2 應用專業性增強

過去一段時間，工業軟件功能主要集中在業務處理方面，而管理功能較為薄弱。隨著市場競爭加劇，企業對管理重視程度不斷提升，管理智能化成為管理的重點研究方向，工業軟件在管理智能化上能集合企業發展數據、財務狀況、發展狀況為企業管理行為提供建設性意見，保障管理工作的專業性。

5.3.2 商業智能發展

隨著智能商業時代到來，工業軟件將發揮重要作用。通過構建完善的商業系統，能從企業生產經營各環節中解決工業生產存在的問題，保障企業穩定發展。

6 結語

中國工業軟件發展對工業及軟件行業發展至關重要。雖然，現階段中國工業軟件存在技術落后、市場成熟度較低、產業鏈不完整、人才缺失、知識產權保護滯后等一系列問題亟待解決，但通過提高核心技術水平、完善產業扶持政策、創新新興產業環節主體、提升人才引進與培訓力度、建立健全相關法律法規等能有效解決以上問題，為中國工業軟件發展提供保障。

未來，工業軟件技術研究水平提升速度將不斷加快，在投資與軟件應用上不斷取得突破，整體上具有廣闊的發展空間。