王健君 余蕊 宫超 《瞭望》新闻周刊记者

本文转载自瞭望客户端，原文刊于《瞭望》2019年第47期，标题为《工业软件之忧》。

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     目前，我国众多工业品，从民机到战机，从高铁到船舶，从手机到汽车，甚至服装鞋帽，其研发和生产都广泛使用工业软件。据工信部统计，截至2018年9月，我国企业数字化研发设计工具普及率和关键工序数控化比例分别达到67.8%和48.5%。

延伸阅读一：三不管四困境掣肘自主软件余蕊 罗姣娣 董道勇 《瞭望》新闻周刊记者
本文转载自瞭望客户端，原文刊于《瞭望》2019年第47期，标题为《三不管四困境掣肘自主软件》。

    参观者在贵安新区花溪大学城贵州数字经济展示中心内参观（2018年5月22日摄）欧东衢摄/ 本刊
◇工业软件绝非无关紧要的从属产业，而是制造业提质增效转型升级不可或缺的支撑，更是在全球新一轮工业革命中获取未来竞争优势的要害所在。
◇工业软件处于交叉领域，既是基础科学，又是IT产品，和发改委、科技部、工信部都相关联。业内人士反映，近十年工业软件行业实际上面临“三不管”。
◇工业软件的生命力在于与工业需求的深度融合和应用数据的大量积累，缺乏市场需求和数据积累就失去了孵化培育的土壤。我国工业化、信息化过程中，一些工业企业过于依靠“拿来主义”“大干快上”，认为国外软件能直接引进又先进好用。国产软件企业抱怨，越是大型企业越是“崇洋”，喜欢采购国外知名软件。
       “工业软件很难，工业软件企业很苦，工业软件产业很危险。”近日，《瞭望》新闻周刊记者调研了解到，我国工业软件产业发展面临诸多困境。
      尽管当前我国工业软件有着“两化融合”所提供的广阔市场前景和发展机遇，但业内人士普遍反映，社会各层面对工业软件的重要性缺乏足够认识。“社会上很少有人知道，智能制造、工业4.0等热门概念在其鲜亮外衣之下，最核心的就是工业软件。”
      比如，在工业领域，尽管我国企业越来越重视信息化，但普遍倾向“拿来主义”，直接引进国外软件，忽视自主开发；在高校，相关专业课程设置也普遍“重应用、轻研发”，主要讲授国外知名软件的使用操作；在某些主管部门，工业软件在战略性新兴产业扶持目录上也处于边缘地位。
作为一个产业，工业软件产业体量很小。工信部《2018年软件和信息技术服务业统计公报》显示，我国当年实现软件业务收入63061亿元，其中工业软件营收1477亿元，仅占2.3%，更只有工业企业102.2万亿元总营收的0.14％。
       业内人士表示：“工业软件绝非无关紧要的从属产业，而是制造业提质增效转型升级不可或缺的支撑，更是在全球新一轮工业革命中获取未来竞争优势的要害所在。”当前，亟待改变工业软件产业与制造强国战略不相适应的被动局面。
1 遭遇三不管尴尬
      2018年9月，国家发改委会同科技部、工信部、财政部等有关部门发布《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》。该目录第一级列出8个产业；第二级分为40个重点方向；第三级目录再细化为174个子方向，其中“新兴软件和服务”下又分11项，オ出现“工业软件”字样，属于第四级；“工业软件”项下的“产品研发设计软件”，也就是CAD、CAE等核心工业软件，在层层罗列的第五层，被淹没在近4000项细分“重点”产品和服务中。
      “雨露均沾不叫战略，战略需要聚焦，有所取舍。”针对工业软件被挤到产业政策角落的现实，中国科协智能制造学会联合体智能制造研究所副所长林雪萍说，产业政策不能简单按体量巨细作为扶持培养的优先等级排序，而且“新兴”不等于战略，要警惕“非战略新兴产业”扭曲社会资源的投入方向，“劣币驱赶良币”，影响战略布局。
另一个值得担忧的情况是，工业软件处于交叉领域，既是基础科学，又是IT产品，和发改委、科技部、工信部都相关联。业内人士反映，近十年工业软件行业实际上面临“三不管”。
      据了解，从“七五”到“十五”(1986年至2005年)，原国家机械电子工业部的“CAD攻关项目”、原国家科委及科技部的“国家高技术研究发展计划（‘863’计划）”和“CAD/CIMS应用工程、制造业信息化工程”，对于国产工业软件的研发一直给予扶持。“十五”和“十一五”期间，科技部还重点支持了三维计算机辅助设计CAD软件等核心工业软件的研发。
      从“十二五”开始，即2011年以后，工业软件被纳入“两化融合”的信息化领域，由工信部负责，科技部不再分管，此前科技部的扶持不再延续。业内人士反映，此后国家部委几乎没有资金支持过国产自主工业软件的研发。
对工信部来说，自主工业软件研发属于基础科研，不属于工业企业信息化建设，工信部并无补贴基础科研的职责和专项经费。
      据走向智能研究院执行院长赵敏测算，“十五”至“十二五”期间，我国对核心工业软件研发的投入合计不足2亿元。对比美国，自1995年提出“数字化建模和仿真创新战略”，到现在的《先进制造业伙伴计划》，始终将高端工业软件置于核心战略地位。
      如在2018年美国防部主导推出的“电子复兴计划(ERI)”中，EDA电子设计巨头Cadence就入围第一批扶持项目，获得2410万美元的最高资助。全球EDA三巨头中的另一家Synopsys也获得610万美元。美国防部高级预研局DARPA官方资料显示，“电子复兴计划”在2018财年约耗资2.16亿美元。
2 产业发展面临四大难
       在对国产工业软件的调研中，多位专家指出，除了亟待政策加大支持外，工业软件行业主要面临资金、技术、人才、市场四大困境。这些困难相互关联，容易相互加强，形成恶性循环。
      一是资金困境，基础研发投入严重不足。据林雪萍介绍，核心工业软件研发需要长期大规模投入。例如，仿真CAE软件从设计研发到商业化，技术密集度并不低于“歼-20”。对中国禁运的美国爆炸仿真软件LSTC公司，目前有100多名博士全职开发LS-DYNA软件。另一家美国仿真软件公司ANSYS一年的研发投入高达3.5亿美元。
国内工业软件企业多为科技人员个人筹资建立，资金有限，一般只能维持一两年，必须依靠承接项目维持运营，开发人员往往疲于应付项目而无暇顾及自有软件的持续研发。
      而社会资本更愿意投入“短平快”项目，工业软件这种高技术含量、高风险、高投入的项目则少人问津。“国产工业软件处于政府政策支持有限、软件企业自我滚动发展状态。”中国工程院院士、清华大学大数据研究中心主任孙家广说，国产软件企业普遍缺乏积极主动寻求市场的意识和经验，这也是国产软件企业沿袭“立足自我滚动发展”等传统封闭作坊式运作模式的重要原因。
      二是技术困境，始于院所、止于院所，缺乏商业转化。业内专家介绍，上世纪80年代后期至90年代中期，我国自主核心工业软件也曾有过一段小阳春，包括在CAE等核心领域起步并不算晚，涌现出一批自主核心工业软件。如中科院梁国平教授独树一帜的有限元语言FEPG和飞箭软件，大连理工大学顾元宪和张洪武教授的仿真软件JIFEX，中国空气动力研究与发展中心的计算流体力学风雷软件PHengLEI，北大袁明武教授的通用结构力学分析程序SAP84等，均在当时达到一定国际水平，甚至领先水平。
      然而，这些闪耀一时的“明星”国产软件，终因缺乏持续资金支持和商业转化而未能走远。“我们的CAE没有输在起跑线，却在接力赛中败在交接棒上。”林雪萍说：“起跑时只有一步之遥，几圈下来，我们几乎已不在跑道上。”
     目前，工业软件企业往往都是中小民营企业，难以和技术积累较深厚的大院大所开展深入合作。新设工业软件企业的产品，多为研发人员在外企工作或攻读学位期间自己编写的相关程序，功能单一且不系统，基本上是零起点开发。“国产软件产品的成熟度、实用性、稳定性、兼容性等与国外同类产品相比差距较大，极大影响了制造企业用户对国产软件的接受度。”孙家广说。
     三是市场困境，国产工业软件难以突破欧美软件生态圈。工业软件的生命力在于与工业需求的深度融合和应用数据的大量积累，缺乏市场需求和数据积累就失去了孵化培育的土壤。我国工业化、信息化过程中，一些工业企业过于依靠“拿来主义”“大干快上”，认为国外软件能直接引进又先进好用。国产软件企业抱怨，越是大型企业越是“崇洋”，喜欢采购国外知名软件。
      欧美软件巨头往往同时研发多种软件，相互配套。如产品生命周期管理PLM软件和计算机辅助设计CAD软件等，环环相扣、互相兼容，相互之间数据和模型读取都十分方便。因此，用户会从同一家公司购买多款软件，形成了事实上的竞争壁垒。例如，西门子公司的Teamcenter软件与NX软件，美国PTC公司的Windchill软件与Creo软件，法国达索的Enovia软件与Catia软件，国际软件巨头们均构筑了自己的生态圈。
      此外，业内人士反映，工业软件盗版现象非常严重。赵敏估计，中小制造业企业使用的工业软件盗版率在七成以上。国外正版软件价格高昂，只有大型企业能够支付得起，国产软件主要面向中小客户。而市面上大量传播的国外盗版软件抢占了大量中低端市场，严重挤压国内软件企业的生存空间。
      营收增长被挤压也极大制约了国产工业软件的研发和升级投入。2017年，全球排名第三的德国工业软件巨头SAP营收达235亿欧元，约合1800亿元人民币，而同年我国工业软件全行业营收还不到1300亿元。
      调研还发现，我国经济面临下行压力，制造业景气下滑，也影响了工业软件的采购能力。许多国企采用“承兑汇票”方式变相拖延付款。如果要提前贴现银行承兑汇票，则软件企业需承担5％左右的手续费，而商业承兑汇票甚至无法贴现，软件企业等待半年才能拿到货款，一些软件公司因此出现资金链紧张甚至断裂。
      四是人才困境，高校造血功能弱化，业内人才流失严重。中航工业集团信息技术中心原首席顾问宁振波介绍，现在许多大学重应用不重基础研发，计算力学等基础课程主要讲授国外知名软件的使用操作，导致大学科研院所在工业软件理论、算法、程序设计与实现等研发方面的能力弱化，甚至失去造血能力。
例如，2016年，美国PTC与南京理工大学联合建立PTC学院，向南理工提供价值超过1000万美元的软件及维护服务，并免费提供后续培训、在线学习、软件维护和技术支持等。
     林雪萍等指出，大学科研院所重应用不重基础研发，与其考核评价体系有重要关系。如今，科研成果考核往往以论文被纳入《科学引文索引》SCI数据库为导向，科研项目结题验收也主要考察SCI论文的发表成果。相比自行研发软件，通过国外知名软件进行验证计算发表SCI论文要容易得多。这种考核机制，大大限制了大学科研院所自主研发工业软件的积极性。
       在工业软件企业，资金缺乏导致软件开发人员工资待遇较低，一些工作七八年的开发人员年收入仅有十几万元到二十万元。有些互联网、游戏、移动APP企业动辄用数倍年薪“抢人”，有经验的开发人员流失，成为许多软件企业的“切肤之痛”。

延伸阅读二： 工业软件补强五策余蕊 罗姣娣《瞭望》新闻周刊记者
本文转载自瞭望客户端，原文刊于《瞭望》2019年第47期，标题为《工业软件补强五策》。

       6 月18 日，德国法兰克福，第34 届国际超级计算大会中科曙光展出的新一代硅立方高性能计算机 逯阳摄
◇从国家战略高度重视国产自主工业软件，提高其在战略性新兴产业政策扶持中的优先排序，推动长期“卡脖子”的工业软件研发，打破高端工业软件对国外的高度依赖。
◇为促进工业软件科技成果的实际应用和商业转化，主管部门的装备制造工程和项目应更大程度对国产软件开放，重大工程项目应更多与国产软件企业合作，有实力的大型工业集团也应更多地投入到自主工业软件研发和商业转化中去。
       近日，《瞭望》新闻周刊记者调研中发现，我国高端制造业严重依赖欧美工业软件，国产工业软件较国际最高水平落后达30年。多位业内专家呼吁，我国工业软件方面明显落后，成为易遭“卡脖子”的短板，建议加大政策支持力度、培育国产工业软件健康发展。
1 设立产业扶持基金
       业内人士建议，从国家战略高度重视国产自主工业软件，提高其在战略性新兴产业政策扶持中的优先排序。“明确工业软件业的牵头主管部门，加快制定相关扶持政策，建立核心技术发展保障制度，其中国家专项资金必不可少。”
      中国工业互联网研究院院长、中国电子学会副理事长兼秘书长徐晓兰表示，政策扶持应聚焦软件核心技术攻关，打造一批汇聚活跃创新主体和开发者的开源社区及平台，推动长期“卡脖子”的工业软件研发，打破高端工业软件对国外的高度依赖。
      为防止“跑部钱进”，部分专项资金可采取产业引导基金模式市场化运作，充分支持成熟商业化的软件产品和企业。全国工商联副主席陈放认为，建立专项资金外的补助机制，鼓励设立市场化运作的产业引导基金，进一步优化科技资源配置，强化软件企业技术创新主体地位，为核心关键技术发展提供优质金融服务，打造专项工程与市场投资双轮驱动的良好局面。
      在财税政策方面，工业软件企业希望优惠政策能更多落到实处。专家建议，可以考虑改变增值税“先交后退”政策，直接将工业软件开发企业的增值税减到3％；准许工业软件公司分支机构享受与总部相同的优惠政策，同样予以税收减免；废止个人以非货币性资产投资需缴纳个人所得税的政策；严格监管各地政府随意增加对企收费等。
2 推进科技成果转化
       科技成果转化是“老大难”问题，作为工业与技术结合体的工业软件，缺乏商业化更不是一般的“短板”，而是致命的“断板”。
30年来，国内积累下来的较有基础的CAD、CAE等核心工业软件技术，集中在几家大学科研院所内部。业内专家建议，鼓励骨干企业、科研院所合力攻关关键基础问题和重大共性技术，短期内将原有技术基础扎实利用起来，促进技术成果产业化，然后逐步补齐短板，向国际软件巨头看齐。
       采访中，记者了解到，国外工业软件公司也有不少脱胎于科研机构。如美国仿真软件鼻祖MSC公司，上世纪60年代从一款数字模拟结构分析软件起家，如今已成为全球仿真软件行业的龙头老大。也有些工业软件巨头原本是制造业企业，如法国达索系统诞生于达索飞机制造公司，美国UG出身于麦道公司(现被西门子收购成为PLM部门)，美国PTC公司则与美国国防工业承包商洛克希德·马丁公司关系密切。
       无论出身科研机构或制造业企业，欧美工业软件巨头的共同特点是背后始终有政府支持的影子。比如，早期承接美国国家航空航天局（NASA）、国防部、能源部等国家资助项目，对美国工业软件企业发展壮大起到巨大作用。其中MSC公司成立不久就于1965年获得NASA合同，为其改良NASA结构分析软件并获得NASA授权进行商业化开发。
3 加快突破商业化瓶颈
      欧美工业软件业发展的另一共同点，就是频繁地并购整合。行业排名前5位的仿真软件公司，在过去10年并购次数高达65次。传统工业巨头如西门子、通用电气等也多次并购软件企业，加上自身大量的工业数据积累，逐渐由“硬”转“软”。
     “目前，与其说它们是电气设备巨头，不如说其是提供工业解决方案软件的翘楚。”中国科协智能制造学会联合体智能制造研究所副所长林雪萍说：“每一次整合都会酝酿出一个更大的知识宝库。人类工业知识迅速聚集，使得这些工业软件企业成为工业界最聪明的工业公司。”
      林雪萍建议，为促进工业软件科技成果的实际应用和商业转化，主管部门的装备制造工程和项目应更大程度对国产软件开放，重大工程项目应更多与国产软件企业合作，有实力的大型工业集团也应更多地投入自主工业软件研发和商业转化。
      事实上，我国军工企业也孵化出了技术水平相当高的工业软件。如中国航空工业集团公司下属中国飞机强度研究所，其研发的大型结构分析软件HAJIF早在1985年就荣获国家科技进步奖一等奖，目前已升级到很高版本，适用性强。但却局限于内部使用，没有大规模在民用市场推广普及。
4 注重基础研发教育
     在芯片设计和生产领域，如何将越来越多的巨量单元器件以快速且最优的方式排布到芯片上，一直是个难题。如今任何一部智能手机，芯片里都集成了三四十亿的晶体管。显然，如此大规模的器件摆放和绕线无法靠手工完成，而需要电子设计自动化(EDA)软件。
     近两年，福州大学数学与计算机学院副教授陈建利提出一种新算法，无论理论证明还是实测程序都表明了其最佳性，因而成为国际EDA领域一颗冉冉升起的新星。他在2017年6月获得DAC(设计自动化大会)最佳论文奖、11月夺得ICCAD(国际计算机辅助设计大会)的CAD竞赛冠军，都是大陆学者首次。他还有一篇论文获得ICCAD2018最佳论文提名奖。
     因此，中航工业集团信息技术中心原首席顾问宁振波建议，督促各大高校注重基础研发教育，加大基础研发人才培养力度，为工业软件企业提供人才支撑。同时，改变单纯考核论文发表的评价体系，鼓励科技人员投身基础科研。
     北京索为系统技术股份有限公司副总裁阎丽娟也表示，中国IT人员目前约有500万人，工程技术人员有四五千万人之巨，应充分调动这些人开展工业软件研发的积极性。
5 借力云计算实现赶超
      采访中，专家也表示，尽管国产核心工业软件较国际领先水平有30年差距，但是大数据、云计算、人工智能等新技术为我国实现赶超提供了机会。
      近几年，在线仿真平台兴起。如上海数巧的Simright云仿真平台、北京蓝威的EasyCAE云计算平台、北京云道智造、杭州远算科技的云格物平台，以及压铸领域的北京适创科技等。在线仿真是新兴市场，美国也有Welsim平台等，都试图在在线领域打破传统软件巨头的垄断。
林雪萍认为，一方面在线平台无法盗版，可以较好地避开盗版问题；另一方面，其全新的架构设计和快速的服务响应更符合中小企业需求。建议鼓励在线仿真平台等工业软件的新业态、新模式发展，利用大数据、云计算、人工智能等新兴科技实现赶超。
      阎丽娟也建议，在发展工业软件的同时，应注重发展工业软件平台，即在一个平台上连接、集成各种工业软件，建立统一的数字模型，通过中性指令集(不依赖于某一种工业软件的指令)驱动各种工业软件。她表示，原来从事复杂制造的工程师需要使用几十种功能不同的软件方可完成一项复杂设计任务，学习强度和工作强度都很大。工业软件平台可以驱动上百种工业软件，取代工程师重复性劳动，工作效率能够提高10倍，并且中间的设计、运算过程可追溯，提供了产品研发过程的证据支持。