這兩年,中國工業軟件趕上了大日子,所有的聚光燈都匯聚過來。悲天憫人者有之,涂脂抹粉者有之,恨鐵不鋼者有之。一時間,中國工業軟件似乎非神即妖,總之不是凡間物。
其實,把工業軟件放到中國工業發展歷史的大坐標中來看,會發現中國工業軟件其實也不過是一種再正常不過的MADE IN CHINA的工業品。中國工業軟件與其他工業品一樣,不僅具有相似的特征,也符合這個國家、社會和文化所賦予的屬性。其發展規律和成長的煩惱也與其他工業品相似,轉型過程的痛點、矛盾和糾結也大體相同。
中國工業軟件發展歷程
CAE軟件是工業軟件產業中最早出現的物種,大約在1970年代開始在歐美興起。中國最早且有影響力的完全自主研發的CAE軟件HAJIF也是在1970年代產生。國際上第一個CAD軟件AutoCAD出現在八十年代初,國內唐榮錫教授的團隊也是在同期開始發展國產的CAD軟件。也就是說,在改革開放之前(或剛開始),中國工業軟件幾乎與國際軟件同時發力,各有千秋,難分仲伯。這是不是像極了改革開放以前的兩彈一星、解放牌汽車、上海手表這些完全國產的工業品?
改革開放以后,全球工業軟件全面進入中國。30年間,中國工業界逐步放棄了國產工業軟件,國際軟件幾乎獨霸了中國市場。我們看似有更好的工業軟件可用,但自主研發能力、意愿和勇氣也消失殆盡。其他工業品的“山寨”一詞,在工業軟件換成了“盜版”——一種更狠的山寨,利用了軟件的一大特性——復制無成本、功能不降低、質量不下降。這是不是像極了改革開放后的其他工業產業和產品?但拜托“世界工廠”的身份,我國的制造類軟件MES卻毫不遜色于國際。
2015年,響徹全國的工業4.0旋律似乎也驚醒了中國工業軟件產業。工業軟件界也將換道超車作為咸魚翻身的策略,工業互聯網和工業APP被認為是中國工業軟件的突破口。多個工業軟件企業開始發力、布局并嶄露頭角。這是不是和其他產業和工業品高度相似?
2019年,工業軟件“卡脖子”成為高熱詞,猶如溫水中潑進一瓢開水,青蛙一下子跳離,在鍋邊喘著粗氣,驚魂未定。這與芯片為代表的高科技工業品是不是也很像?
這一系列的“相似”和“像極”,其實是想說明一件事:工業軟件并不特別,也不神秘,其實就是中國眾多工業品的普通一員,MADE IN CHINA的典型代表。坊間有種“中國工業軟件失去三十年“的說法,我認為是缺乏依據的。很明顯,中國工業發展是收獲的三十年,與中國工業同頻共振的工業軟件,也應該是類似的評價。
國產工業軟件重點發力空間
事實上,工業軟件可以分為設計研發、生產管控、管理運營和嵌入式軟件四個大類。生產管理板塊軟件MES也是制造環節的卡脖子領域,這一點在芯片制造領域尤為明顯。
這是因為,芯片制造領域對生產端要求更高,當所需晶圓尺寸越大,對應的工業軟件也就要有更高的穩定性。當芯片制造領域的MES面對更高的要求時,不少MES軟件就被篩選出去,可供芯片制造公司選擇的MES也就拿不到PASS卡。這種情況下,由于試錯成本和遷移成本都較高,給工廠客戶的選擇也就多加了一些嚴謹性和決策壁壘。
相比來看,工業設計研發類軟件中的CAD和EDA是近年常被提到的卡脖子部分,這兩者自2019年后因外部環境變化,呈現明顯依賴海外公司的狀態。然而在設計研發類軟件中,CAD和EDA分別占到了13.6%和13.4%的份額,位列同類型軟件第三和第四,是國產替代的重點領域。
而MES軟件看似應用廣泛,細化到高端制造的半導體領域中,可以做出產品的企業卻少之甚少,因此這也是國產替代不容忽視的重點環節。「賽美特」是國內首家可以提供整套滿足12英寸晶圓全自動化生產的智能制造軟件方案供應商,其自研的純國產CIM系統平臺已在國內8/12英寸晶圓量產廠得到成功驗證,這也是該領域的一個小進步。
工業軟件作為衡量制造業水平高下的度量衡之一,仍有較大增長空間。根據聯合國統計司數據,2018年中國工業產值規模占全球的28.40%;前瞻經濟學人數據顯示,我國工業軟件產品收入為1680億元;賽迪顧問數據顯示,全球工業軟件市場規模為4107億美元,據此測算,工業軟件市場規模占全球比重僅5.73%,和工業產值規模相比,增長空間近5倍。
放到中國市場,作為全球唯一完整工業體系的國家,工業軟件自給率一直不足。尤其在半導體工廠制造領域,一直長期被應用材料公司和美國IBM壟斷,很多芯片制造廠商不得不面臨著國外服務商帶來的價格壟斷、捆綁銷售、附加不合理條件等多方面困境。而國內工業軟件服務商,在國際巨頭濫用市場地位的打壓下,發展也受到影響與限制。
從產業發展趨勢來看,各國工業制造業的成長,均離不開本國內工業軟件的同步壯大與發展。中國也需要自身培育的世界級公司,來補充、強化半導體及泛智能制造行業的生態鏈和產業鏈。
與CAD、EDA等目前大家熟知的高價值工業軟件領域相比,MES軟件在應用中,一套軟件基本上對應整個晶圓廠的生命周期,工廠投入更多、遷移成本更高,更換工業軟件需要付出高昂的試錯成本,這既是已進入者構筑的壁壘,但也是國內軟件服務商具備更好發展潛力的體現。
我國工業軟件產業發展尚需解決七大難題
首先,如何做出讓工業企業愿意用、喜歡用、用得好的工業軟件。
開發工業軟件需要長期的工業實踐經驗積累和工業知識積淀。國產工業軟件面臨的并非一個全新市場,實際情況是廣大用戶企業,尤其是大中型企業已經廣泛應用了國外軟件。目前,還存在一些企業雖然購買了國產正版工業軟件,但依然主要應用國外工業軟件的情況。
在這種情況下,國產工業軟件企業要真正打開市場,讓工業企業愿意用、喜歡用、用得好,不能僅僅靠政府的扶持和指令,而是需要在軟件的設計思想、平臺架構、系統功能和用戶體驗方面持續改進和大膽創新。工業軟件企業不僅需要高級的軟件研發人員,更需要懂細分行業、懂制造工藝、懂業務管理的實戰專家。
第二,工具類軟件必須解決數據格式兼容性問題。
對于CAD、CAE、EDA等工具類軟件,國產工業軟件企業需要最大限度地兼容用戶已經廣泛應用的國外軟件,尤其是其數據格式,而這是一個極大的挑戰,因為企業已經應用這些國外主流軟件創建了大量的產品模型。在模型轉換,尤其是尺寸、公差以及工藝特征的轉換方面,如果出現任何問題,都是工業企業不可接受的。幾家國內知名二維CAD軟件之所以能夠大賣,與其加入ODA和ITC開源組織,有效解決了與DWG文件和AutoCAD操作模式兼容問題有很大關系,而在三維CAD、CAE、EDA領域目前還缺乏類似的開源平臺,要實現三維特征模型準確的雙向數據轉換更是難上加難。
第三,管理類軟件要得到大中型企業的認可,需要在學習借鑒的基礎上進行創新。
以MES軟件為例,該領域國內工業軟件廠商眾多,國產品牌整體的市場占有率已經處于優勢地位,但是國產MES廠商的規模不大,還需要在平臺化、系統架構、開放性,與各類管理軟件,以及工業自動化系統的數據集成等方面持續改進和提升,支持客戶企業的典型工藝和動態變化的需求。如果要進行管理類軟件的系統切換,就需要進行數據遷移,而由于不同軟件的數據架構不同,因此也是一個難點問題。
第四,突破支撐細分行業和工藝的專業軟件是當務之急。
目前,政府和投資商都比較關注三維CAD、CAE、EDA等相對通用的軟件。但實際上,面向細分行業和典型工藝的設計、仿真與優化軟件方面,我國工業軟件還有較大差距,需要迎頭趕上。例如,模流仿真軟件Moldflow、石油與化工工藝仿真與優化軟件Aspen、沖壓工藝仿真軟件Autoform都是細分領域的主流軟件,蘊含著大量的行業Know-how。在這些方面,國內雖然有類似產品,但還需要在系統功能和解決實際問題的能力方面持續改進。
此外,三維設計軟件固然重要,但三維結構化工藝規劃軟件、DFX(可制造、可裝配、可拆卸等領域的分析)、公差分析、尺寸鏈分析、APS、工廠仿真等專業軟件也同樣重要,應當加速提升。
第五,明確開源平臺應用與自主創新的界定。
要解決卡脖子問題,當然需要大力發展自主的工業軟件。但是無論是在仿真軟件,還是在人工智能與大數據分析領域,都需要依賴很多底層的求解器和算法引擎。這些引擎是都進行自主研發,還是支持應用各類開源平臺?開源技術應用到什么程度還算自主開發?目前還沒有明確的界定。
但是,如果一家軟件企業強調自己的軟件完全是自主研發,沒有應用開源技術,就應當言行一致。前段時間就有網友吐槽,某仿真軟件公司宣傳是完全自主研發的軟件,實際上應用了OpenFOAM開源軟件。
第六,工業軟件企業之間的生態合作。
中國有句老話說“同行是冤家”。事實上,雖然在智能制造、兩化融合和工業軟件領域成立了聯盟,但是國產工業軟件企業之間的生態合作還是明顯不足,反而更多地是在打價格戰、相互搶奪人才,甚至出現銷售人員詆毀其它國內同行的情況。
如何真正“化敵為友”,共同把市場的蛋糕做大?如何發展開發與實施服務合作伙伴?如何實現各類軟件之間的集成應用,形成合力?這是我國工業軟件企業的負責人需要認真思考和解決的問題。
第七,工業軟件發展的正版化環境問題。
這是個由來已久的老問題。但時至今日,在百度上隨便輸入一個國外主流工業軟件的名稱,出現在首頁的都有破解軟件下載的內容。這種“不花錢”的軟件隨處可見,無疑十分不利于工業企業真正樹立正版化意識。事實上,九十年代我從事國產CAD軟件研發與企業運營時,最大的競爭對手不是國外軟件,而是盜版軟件。隨著知識產權保護的相關法律不斷健全,工業企業的正版化意識有了很大改觀,但仍然需要從源頭清理盜版軟件,促進中小企業應用正版軟件。
當前,國家對工業軟件高度重視,越來越多的工業企業也給予了國產軟件企業合作機會。在這種熱潮下,新興的工業軟件廠商如雨后春筍般不斷涌現。互聯網領域,尤其是ToC領域的廠商通常是找到某種有廣泛服務需求的消費市場,開發一個APP,線上線下互動,使勁燒錢,占領流量入口,然后實現指數級增長。然而,工業軟件市場是一個ToB的市場,而且是一個還需要培育的市場,不可能有很高的增長率。因此,衷心希望進軍工業軟件市場的企業,還是要保持一個平常心,做出好產品,畢竟“打鐵還需自身硬”,要真正有長期主義的耐性。