2020中国工业软件产业白皮书.pdf

中国工业软件产业白皮书（2020）中国工业技术软件化产业联盟2021 年 5 月工业技术软件化系列成果物工业技术软件化系列成果物I编写说明软件是新一代信息技术产业的灵魂。工业软件是工业技术软件化的结果，是智能制造、工业互联网的核心内容，是工业化和信息化深度融合的重要支撑，是推进我国工业化进程的重要手段。在“十四五”期间，工业和信息化部组织实施产业基础再造工程，将工业软件中的重要组成部分工业基础软件与传统“四基”（即关键基础材料、基础零部件、先进基础工艺以及产业技术基础）合并为新“五基”。在全球工业进入新旧动能加速转换的关键阶段，工业软件已经渗透和广泛应用于几乎所有工业领域的核心环节，工业软件是现代产业体系之“魂”，是工业强国之重器。失去工业软件市场，将失去产业发展主导权，而掌握工业软件市场，则会极大地增加中国工业体系的韧性和抗打击性，为工业强国打下了坚实基础。2020 年 12 月中央经济工作会议提出，要增强产业链供应链自主可控能力，产业链供应链安全稳定是构建新发展格局的基础，要统筹推进补齐短板和锻造长板，针对产业薄弱环节，实施好关键核心技术攻关工程，尽快解决一批“卡脖子”问题，在产业优势领域精耕细作，搞出更多独门绝技。我国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要中强调，坚持经济性和安全性相结合，补齐短板、锻造长板，分行业做好供应链战略设计和精准施策，形成具有更强创新力、更高附加值、更安全可靠的产业链供应链。工业软件已经在过去两年的贸易战中被外方用作断供、中国工业技术软件化产业联盟II“卡脖子”的具体手段，直接关系到中国大批企业和重点产品的生存与发展，关系到产业链供应链安全稳定，关系到中国工业实现创新驱动转变的成败与否。本白皮书写作组经过梳理后发现，我国工业软件存在关键技术缺失、高端人才短缺、产业规模较小、核心竞争力较差、发展生态环境脆弱、软件缺乏质量保证体系等问题。尽管合作共赢是国际主旋律，全球化分工是主要发展模式，但是，在某些关键产业和领域过度依赖国外工业软件，失去的不仅是工业软件市场，更存在丧失产业发展主动权和影响产业信息安全的风险。本白皮书旨在通过分析工业软件产业发展现状，对比国内外典型企业发展案例，找出我国工业软件发展中存在的问题，并研判工业软件发展趋势，最终提出促进我国工业软件发展、摆脱“卡脖子”困境的建议。本白皮书在工业和信息化部信息技术发展司的指导下，凝聚业界专家力量，对不同类型企业展开调研，汇总多方需求，共编写六部分内容。第一章描述了工业软件的定义特点、分类和重要性；第二章阐述了我国工业软件的发展现状以及面临的问题；第三章开展国外工业软件产业发展经验研究；第四章提出我国工业软件发展形势研判；第五章提出促进我国工业软件发展的建议；第六和第七部分作为附录，列出部分工业软件厂商、产品以及行业应用案例。本白皮书的编写受到社会各界专家、企业及科研单位的关注和大力支持，在此特别感谢工业和信息化部信息技术发展司谢少锋司长、王建伟副司长、杨宇燕副司长、王威伟处中国工业技术软件化产业联盟III本白皮书对工业软件分类、数据统计以及技术架构等方面的研究尚有诸多不足之处，期待各方提供建设性意见和建议，我们将在此基础上不断修订和完善白皮书，为我国工业软件的发展贡献一份绵薄之力，共同打造工业软件的美好未来！长对白皮书的悉心指导。特别感谢赵敏对本白皮书全文的梳理、内容增补和整体结构优化，特别感谢宫琳、冷文浩、宁振波、师艳平、田锋、王赞、杨春晖等专家对白皮书架构把控和观点提炼所做的贡献。同时，也特别感谢陈立平、冯军、高曙明、郭朝晖、黄培、蒋寻涯、李开生、李利、刘务、蔺文杰、刘晓明、林雪萍、郎燕、李岩、刘昱、梅敬成、彭维、王健、解威、雍俊海、原力、朱铎先等专家提出的真知灼见和宝贵修改意见。在白皮书编写过程中，陈立辉、王蕴辉、阎丽娟等联盟领导在白皮书成稿过程中提出了许多建设性意见，在此一并致谢。（按专家姓氏首字母排序，排名不分先后）中国工业技术软件化产业联盟IV指指导导单单位位工业和信息化部信息技术发展司组组织织单单位位中国工业技术软件化产业联盟编编写写单单位位（排排名名不不分分先先后后）工业和信息化部电子第五研究所走向智能研究院安世亚太科技股份有限公司北京索为系统技术股份有限公司浪潮通用软件有限公司广州中望龙腾软件股份有限公司山东山大华天软件有限公司中国船舶重工集团公司第七二研究所苏州同元软控信息技术有限公司北京华大九天软件有限公司北京数码大方科技股份有限公司用友网络科技股份有限公司和利时科技集团有限公司浙江中控技术股份有限公司北京兰光创新科技有限公司北京亚控科技发展有限公司金航数码科技有限责任公司中国工业技术软件化产业联盟V广州赛宝腾睿信息科技有限公司安徽容知日新科技股份有限公司天津美腾科技有限公司北京中科辅龙科技股份有限公司1武汉开目信息技术股份有限公司武汉天喻软件股份有限公司武汉佰思杰科技有限公司苏州浩辰软件股份有限公司重庆诚智鹏科技有限责任公司英特工程仿真技术（大连）有限公司北京世冠金洋科技发展有限公司北京东土科技股份有限公司金蝶软件（中国）有限公司海尔数字科技有限公司中汽数据（天津）有限公司航天云网科技发展有限责任公司中国航天科工集团第九总体设计部南京国睿信维软件有限公司北京天拓智领科技有限公司银川华信智信息技术有限公司杭州新迪数字工程系统有限公司深圳华龙讯达信息技术股份有限公司1北京中科辅龙科技股份有限公司已于 2021 年 5 月更名为北京互时科技股份有限公司，因更名时间与白皮书发布时间较为相近，本白皮书仅在此处注明，正文部分不再做出修改。中国工业技术软件化产业联盟VI编编写写人人员员杨晓明刘卞孟春李书玮杜晶孙桂花韩邢健田宇潇俞瑞霞袁鹏宇王韬王贵虎涂珍兰张莉敏刘馨林军陈平吴蕾史依颖刘务中国工业技术软件化产业联盟建VII目录第一章工业软件概述.1一一、工工业业软软件件定定义义与与特特点点.1（一）工业软件的定义与判断.1（二）工业软件的基本特征.2二二、工工业业软软件件的的重重要要性性.9（一）工业软件赋能工业发展.9（二）工业软件赋智工业产品.10（三）工业软件创新工业产品.12（四）工业软件促进企业转型.12（五）工业软件推动信创发展.13三三、工工业业软软件件的的基基础础与与分分类类.15（一）传统与新型架构碰撞与共存.15（二）三足鼎立同时彼此交汇融合.17（三）工业软件现有分类方法汇总.18第二章国内工业软件产业发展现状.27一一、工工业业软软件件产产业业规规模模及及国国产产化化推推进进.27（一）中国工业软件市场规模.27（二）工业软件国产化推进情况.28二二、工工业业软软件件产产业业细细分分领领域域市市场场格格局局.29（一）研发设计类：差距较大，核心技术缺失多.31（二）生产制造类：高端乏力，细分领域有优势.34（三）运维服务类：前景广阔，国外技术仍领先.35（四）经营管理类：份额占优，高端市场待突破.36中国工业技术软件化产业联盟VIII（五）新型架构类：开疆辟土，发展潜力无限量.36三三、国国内内工工业业软软件件企企业业发发展展经经验验研研究究.37（一）研发设计类.38（二）生产制造类.43（三）运维服务类.45（四）经营管理类.47（五）新型架构类.50四四、国国产产工工业业软软件件面面临临的的问问题题.55（一）国产工业软件缺乏体系化竞争力.55（二）核心技术缺失，产品竞争力不足.56（三）工业软件人才短缺，师资严重流失.57（四）工业软件知识产权保护意识和力度不足.58（五）落后的意识观念和信息化程度延缓了产业发展59（六）工业软件和工业深度融合不足.60第三章国外工业软件产业发展研究.62一一、发发达达国国家家工工业业软软件件产产业业发发展展经经验验研研究究.62（一）美国.62（二）欧洲.65二二、国国外外典典型型工工业业软软件件企企业业发发展展经经验验研研究究.68（一）达索系统公司（DASSAULT SYSTEMES）.68（二）西门子股份公司（SIEMENS）.71（三）参数技术公司（PTC）.73（四）思爱普股份公司（SAP）.76（五）其他企业.79中国工业技术软件化产业联盟IX三三、国国外外成成功功经经验验借借鉴鉴.81（一）提升工业软件战略地位，制定可落地的政策措施.81（二）提供持续资金供给，加大资源支持.82（三）完善产学研用的机制，建立人才培养和公共服务体系.82（四）重视标准体系建设，逐步提升国际影响力.83（五）加大知识产权保护，建立完善的知识产权体系83（六）鼓励企业深耕工业领域，长期坚守主业不动摇84（七）构建良好工业软件生态，加强产业链上下游合作.85（八）鼓励企业收购并购，加快企业做大做强.85第四章我国工业软件发展形势研判.87一一、工工业业软软件件产产业业发发展展趋趋势势.87（一）从技术趋势来看，工业软件逐步走向集成化、平台化、智能化.87（二）从开发模式来看，工业软件逐步走向标准化、开放化、生态化.90（三）从市场应用来看，工业软件逐步走向工程化、大型化、复杂化.93（四）从服务方式来看，工业软件逐步走向定制化、柔性化、服务化.94二二、我我国国工工业业软软件件产产业业发发展展机机遇遇.95（一）工业升级，释放数字化及智能化需求.95中国工业技术软件化产业联盟X（二）“双循环”新发展格局，利好工业软件产业发展95（三）系列重大创新工程将为工业软件发展提供完整需求和试炼场.96（四）国内外工业水平不一，蕴含工业软件市场新机遇.97（五）政策环境优化，保障工业软件产业发展.97（六）知识产权保护力度加大，释放市场需求.98（七）人才政策完善，提升对国际高端人才的吸引力98（八）新一代信息技术发展，催生工业领域新需求.99第五章促进我国工业软件发展的建议.100一一、政政府府侧侧.100（一）持续优化政策环境.100（二）夯实产业发展基础.101（三）组织关键技术攻关.101（四）稳步推进国产替代.102二二、企企业业侧侧.103（一）完善市场和商业生态.103（二）加速工业技术软件化进程.104（三）优化企业成长模式.104（四）积极拓展海内外市场.105三三、高高校校科科研研机机构构侧侧.106（一）加强工业软件人才培养.106（二）注重技术创新与科技前沿.106（三）加快科技成果转化.107中国工业技术软件化产业联盟XI（四）采用开源策略服务社会.107四四、第第三三方方机机构构侧侧.107（一）加强政策宣贯沟通.107（二）促进供需有效对接.107（三）完善行业支撑服务能力建设.108结束语.109参考文献.1附录一部分工业软件厂商及产品.1一一、研研发发设设计计类类厂厂商商及及产产品品.1（一）安世亚太科技股份有限公司.1（二）广州中望龙腾软件股份有限公司.4（三）山东山大华天软件有限公司.10（四）北京数码大方科技股份有限公司.11（五）中国船舶重工集团公司第七二研究所.13（六）苏州同元软控信息技术有限公司.15（七）北京中科辅龙科技股份有限公司.18（八）苏州浩辰软件股份有限公司.21（九）武汉开目信息技术股份有限公司.23（十）武汉天喻软件股份有限公司.25（十一）北京神舟航天软件技术有限公司.26（十二）杭州新迪数字工程系统有限公司.29（十三）苏州千机智能技术有限公司.32（十四）英特工程仿真技术（大连）有限公司.34（十五）西安前沿动力软件开发有限责任公司.35中国工业技术软件化产业联盟XII（十六）上海东峻信息科技有限公司.39（十七）中汽数据（天津）有限公司.40（十八）航天云网科技发展有限责任公司.43（十九）北京华大九天软件有限公司.44（二十）金航数码科技有限责任公司.47（二十一）重庆诚智鹏科技有限责任公司.50（二十二）北京世冠金洋科技发展有限公司.52（二十三）银川华信智信息技术有限公司.56（二十四）艾迪普科技股份有限公司.58二二、生生产产制制造造类类厂厂商商及及产产品品.61（一）和利时科技集团有限公司.61（二）浙江中控技术股份有限公司.65（三）北京兰光创新科技有限公司.67（四）北京亚控科技发展有限公司.68（五）金航数码科技有限责任公司.70（六）北京东土科技股份有限公司.72（七）北京天拓智领科技有限公司.74（八）宜科（天津）电子有限公司.76（九）南京科远智慧科技集团股份有限公司.79（十）北京神舟航天软件技术有限公司.81（十一）武汉佰思杰科技有限公司简介.84三三、经经营营管管理理类类厂厂商商及及产产品品.85（一）用友网络科技股份有限公司.85（二）浪潮通用软件有限公司.87中国工业技术软件化产业联盟XIII（三）金蝶软件（中国）有限公司.88（四）金航数码科技有限责任公司.89（五）中汽数据（天津）有限公司.90（六）北京拓盛智联技术有限公司.91四四、运运维维服服务务类类厂厂商商及及产产品品.94（一）广州赛宝腾睿信息科技有限公司.94（二）金航数码科技有限责任公司.95（三）安徽容知日新科技股份有限公司.97（四）南京国睿信维软件有限公司.99五五、新新形形态态工工业业软软件件厂厂商商及及产产品品.101（一）海尔数字科技有限公司.101（二）中汽数据（天津）有限公司.103（三）中国航天科工集团第九总体设计部.105（四）航天云网科技发展有限责任公司.106（五）北京索为系统技术股份有限公司.108（六）山东华云三维科技有限公司.109（七）天津美腾科技有限公司.112（八）深圳华龙讯达信息技术股份有限公司.113（九）瀚云科技有限公司.114（十）北京智通云联科技有限公司.116（十一）沈阳安新自动化控制有限公司.118（十二）唐山报春电子商务股份有限公司.119（十三）成都软易达信息技术有限公司.121附录二工业软件行业应用案例.124中国工业技术软件化产业联盟XIV一一、航航空空航航天天行行业业应应用用案案例例.124（一）中国航天科工集团第九总体设计部固体火箭发动机数字化快速总体论证 APP.124（二）苏州同元软控信息技术有限公司.125（三）英特工程仿真技术（大连）有限公司.130（四）北京世冠金洋科技发展有限公司.132（五）金航数码科技有限责任公司.133（六）武汉开目信息技术股份有限公司航空航天行业智能制造数字化车间解决方案.139（七）安世亚太科技股份有限公司.141（八）重庆诚智鹏科技有限责任公司PDCC 在中国航发南方工业有限公司发动机零件的加工工艺规程校核中的应用.144（九）北京索为系统技术股份有限公司.146二二、船船舶舶行行业业应应用用案案例例.149（一）北京索为系统技术股份有限公司快速设计系统.149三三、机机械械行行业业应应用用案案例例.150（一）苏州浩辰软件股份有限公司浩辰 CAD.150（二）北京兰光创新科技有限公司兰光智能 MES在宁夏共享集团的应用.151（三）重庆诚智鹏科技有限责任公司.152（四）杭州新迪数字工程系统有限公司协同设计平台和 3D 电子目录项目.156中国工业技术软件化产业联盟XV（五）银川华信智信息技术有限公司.156四四、化化工工行行业业应应用用案案例例.161（一）和利时科技集团有限公司有机硅工艺 APC优化案例.161五五、石石化化行行业业应应用用案案例例.161（一）北京中科辅龙科技股份有限公司.161（二）安徽容知日新科技股份有限公司广州石化泵群状态监测解决方案.164（三）北京拓盛智联技术有限公司.165（四）南京科远智慧科技集团股份有限公司科远智慧化工解决方案.167六六、轨轨道道交交通通行行业业应应用用案案例例.168（一）苏州浩辰软件股份有限公司浩辰 CAD.168（二）和利时科技集团有限公司MACS-SCADA4 在轨道交通燕房线项目.169（三）南京国睿信维软件有限公司株洲时代电气绿荫保障平台项目.170七七、汽汽车车行行业业应应用用案案例例.172（一）广州中望龙腾软件股份有限公司中望 3D 在汽配行业中的应用.172（二）山东山大华天软件有限公司三维 CAD/CAM软件 SINOVATION.172（三）武汉天喻软件股份有限公司江淮汽车集团汽车产品维修服务图册在线发布平台应用解决方案.173中国工业技术软件化产业联盟XVI（四）和利时科技集团有限公司HOLLiAS-N 系统平台.175（五）北京亚控科技发展有限公司五菱汽车车桥厂MES 系统.176（六）北京东土科技股份有限公司工程车辆控制系统解决方案.179（七）中汽数据（天津）有限公司.181（八）航天云网科技发展有限责任公司可视化系统三维电子棋子板项目.184（九）宜科（天津）电子有限公司奇瑞汽车设备智能管理应用案例.186八八、电电子子行行业业应应用用案案例例.188（一）南京国睿信维软件有限公司中国电科集团某研究所数字化工艺系统.188（二）南京科远智慧科技集团股份有限公司科远智慧 iMIS 智能协同制造系统.190九九、能能源源行行业业应应用用案案例例.191（一）天津美腾科技有限公司斜沟选煤厂智能化解决方案.191（二）北京东土科技股份有限公司燃气站监控系统解决方案.192（三）沈阳安新自动化控制有限公司“安新云控”工业互联云数据管控平台在智慧供暖系统应用.193（四）瀚云科技有限公司瀚云 HanClouds 设备远程中国工业技术软件化产业联盟XVII运维云.195（五）唐山报春电子商务股份有限公司“云上钢铁”钢铁云电商平台的应用.197十十、环环保保行行业业应应用用案案例例.199（一）宜科（天津）电子有限公司天津咸阳路污水处理厂智能监控应用案例.199十十一一、建建材材行行业业应应用用案案例例.202（一）南京科远智慧科技集团股份有限公司科远智慧建材解决方案.202十十二二、家家具具行行业业应应用用案案例例.202（一）北京亚控科技发展有限公司亚控定制信息化系统.202十十三三、印印染染行行业业应应用用案案例例.206（一）北京亚控科技发展有限公司智能排产系统206十十四四、食食品品行行业业应应用用案案例例.208（一）北京智通云联科技有限公司乳品行业智能工厂解决方案.208十十五五、建建筑筑行行业业应应用用案案例例.210（一）成都软易达信息技术有限公司成都市城市道桥管理系统 BIM+GIS.210中国工业技术软件化产业联盟1第一章工业软件概述软件是新一代信息技术的灵魂，是关系国民经济和社会全面发展的基础性、战略性产业。在云计算、物联网、数字孪生、大数据、人工智能等未来大融合的科技环境中，软件正在定义可以定义的一切。工业软件本身是工业技术软件化的产物，是工业化的顶级产品。它既是研制复杂产品的关键工具和生产要素，也是工业机械装备（“工业之母”）中的“软零件”“软装备”，是工业品的基本构成要素。当前，工业软件已经成为企业的研发利器和机器与产品的大脑，软件能力正在成为企业的核心竞争力之一。工业软件作为工业和软件产业的重要组成部分，是推动我国智能制造高质量发展的核心要素和重要支撑。工业软件的创新、研发、应用和普及已成为衡量一个国家制造业综合实力的重要标志之一。发展工业软件是工业智能化的前提，是工业实现要素驱动向创新驱动转变的动力，是推动我国由工业大国向工业强国转变的助推器，是提升工业国际竞争力的重要抓手，是确保工业产业链安全与韧性的根本所在。一、工业软件定义与特点（一一）工工业业软软件件的的定定义义与与判判断断目前，业界对工业软件概念的界定还没有统一，缺乏标准描述，存在多定义现象是工业软件的现状。根据工业和信息化部电子五所的“工业技术软件化研究报告”的研究结论，以及工业技术软件化联盟长达数年的调研结果，业界的基本共识是：工业软件是工业技术软件化的成果。“工业技术软中国工业技术软件化产业联盟2件化研究报告”定义：工业技术软件化是一种充分利用软件技术，实现工业技术/知识的持续积累、系统转化、集智应用、泛在部署的培育和发展过程，其成果是产出工业软件，推动工业进步。在该定义基础上，对工业软件的认识就会比较全面而深入，对工业软件的定义就会比较概括且简明。本白皮书对工业软件的简明定义是：工业软件是工业技术/知识、流程的程序化封装与复用。本白皮书对工业软件的较为全面的描述是：工业软件是工业技术/知识、流程的程序化封装与复用，能够在数字空间和物理空间定义工业产品和生产设备的形状、结构，控制其运动状态，预测其变化规律，优化制造和管理流程，变革生产方式，提升全要素生产率，是现代工业的“灵魂”。判断工业软件可以把握两点：一一是是实际内容软件中的技术/知识以工业内容为主；二二是是最终作用软件直接为工业过程和产品增值。基于此，一些可以在某种场合用于部分工业目的或业务过程的通用软件，如OFFICE、WPS、微信、钉钉、视频、图片、渲染软件、常用操作系统等，不属于工业软件。（二二）工工业业软软件件的的基基本本特特征征1、工工业业软软件件是是工工业业技技术术和和知知识识的的容容器器工业软件是工业技术/知识和信息技术的结合体，其中工业技术/知识包含工业领域知识、行业知识、专业知识、工业机理模型、数据分析模型、标准和规范、最佳工艺参数等，是工业软件的基本内涵，图形引擎、约束求解器、图形交互技术、工业知识库、算法库、模型库、过程开发语言、编译中国工业技术软件化产业联盟3器、测试环境等，虽然单独评估大多不具有工业属性，但是却都是构建工业软件必不可少的数字底座和有机组成部分，都在各自的角色上发扬光大工业软件的作用。无论上述的哪一种技术内容，都关系到工业软件本身的自主与可控。相关内容将在工业知识工程白皮书（2021）中具体展开。没有丰富的工业技术/知识和经验积累，对于只掌握计算机专业知识的工程师，难以设计出先进的工业软件。工业软件是工业技术/知识的最佳“容器”，其源于工业领域的真实需求，是对工业领域研发、工艺、装配、管理等工业技术/知识的积累、沉淀与高度凝练。工业软件可以极大增强工业技术/知识的可复用性，有效提升和放大工业经济的规模效益。2、工工业业软软件件是是对对模模型型的的高高效效最最优优复复用用模型是软件的生命力所在，没有模型就没有软件。模型来源于工业实践过程，来源于具体的工业场景，是对客观现实事物的某些特征与内在联系所作的一种模拟或抽象。模型由与其所分析问题有关的因素构成，体现了各有关因素之间的关系。工业软件的核心优势是对模型的最优复用。工业软件常用模型为机理模型和数据分析模型。一般来说，机理模型是根据对象、生产过程的内部机制或者物质流的传递机理建立起来的精确数学模型。机理模型表达明确的因果关系，是工业软件中最常用的模型。数据分析模型是在大数据分析中通过降维、聚类、回归、关联等方式建立起来的逼近拟合模型。数据分析模型表达明确的相关关系，在大数据智能兴中国工业技术软件化产业联盟4起之后，也经常以人工智能算法的形式被用于工业软件之中。本白皮书对模型的理解是：机理并不保证对错，而是为了有用。通过自学习，在特定场景下，数据分析模型通常也能达到可用状态。能用线性模型解决问题的，就不要用非线性模型；能用简单模型解决问题的，就不要用复杂模型；能用机理模型解决问题的，就不要用数据分析模型。机理模型与数据分析模型相互融合是一个发展趋势。3、工工业业软软件件与与工工业业发发展展息息息息相相关关源于工业，用于工业，优于工业，工业软件从来都带有天然的工业基因，与工业密不可分。工工业业软软件件源源于于工工业业需需求求。业界比较公认的第一款工业软件，是 1957 年出现的一款名为 PRONTO 的数控程序编制软件，由“CAD/CAM 之父”Patrick J.Hanratty 博士在 GE 工作时开发。上个世纪 60-70 年代诞生了很多知名工业软件，基本上都是工业巨头企业根据自己产品研制上的迫切需求而自己开发或重点支持的。如美国洛克希德公司开发的CADAM，美国通用电气公司开发的 CALMA，美国波音公司支持的 CV，法国达索公司开发的 CATIA，美国 NASA 支持的 I-DEAS 等等。多种类型的工业软件都是从工业领域实际需求和应用中诞生，并由工业巨头主导整个市场。这个基本格局至今没有太大变化。工工业业软软件件用用于于工工业业场场景景。新中国成立 72 年来，中国已建成门类齐全、独立完整的现代工业体系，在 B、C、D 类中国工业技术软件化产业联盟5中拥有 41 个工业大类、207 个中类、666 个小类，成为全世界唯一拥有联合国产业分类中所列全部工业大类和软件信息大类的国家；工业增加值从1952年的120亿元增加到 2019年的 38.1 万亿元，按不变价计算增长约 971 倍，年均增长11%，工业经济规模跃居全球首位。工业软件作为一个数字化的产品创新工具，自身不断吸收最新工业技术和 ICT（信息通信技术），不断快速按照工业场景的要求反复迭代，不断在工业的各个细分领域得到快速部署和应用。现在中国的规模以上工业企业，已经几乎全部用了工业软件，即使是在中小企业的工作场景中，也大部分使用了 1-2 种的工业软件。今天工业品与工业软件的基本关系是：没有交互式工业软件就没有复杂工业品的设计与开发，没有嵌入式工业软件就没有复杂工业品的生产与运行。即使是前面提到的 666 小类工业品，几乎没有哪一类在研发、生产、测试等关键环节与场景中，没有用到工业软件。工工业业软软件件优优于于工工业业打打磨磨。区别于面向个人用户的基础软件与其他应用软件，工业软件的终端用户是工业企业。工业软件既是开发出来的，也是在实战中应用出来的。工业软件开发商和工业企业深度互动，工业企业不断使用工业软件，反馈各种软件问题，并且快速迭代优化改进，是工业软件生存与发展的基本条件之一。任何一款工业软件，如果没有工业界用户的深入应用，这个软件就很难成熟例如很难发现顶层设计缺陷，很难发现机理模型的算法缺陷，很难获得适合于某种专业性的潜在研发改进需求，很难获得工业界新中国工业技术软件化产业联盟6出现的诀窍（Know-how）知识，很难获得工业界巨头的投资青睐等等。因此，工业软件不断推出新好功能，同时工业界在实践应用中对工业软件进行“反哺”和实用砥砺打磨，是一种双方长期积极互动的双赢情境。4、工工业业软软件件是是现现代代化化工工业业水水平平的的体体现现工业软件中包含“工业”和“软件”两个要素。对于工业软件，不应该仅从工业或者软件的单向角度去理解，而应该从两个要素双向相互影响的角度去理解。一一方方面面，现代化工业水平决定了工业软件的先进程度。工业软件是植根于工业基础发展起来的，脱离了工业的工业软件只能是无本之木，工业生产工艺、设备等各方面的发展程度决定了工业软件的发展程度；另另一一方方面面，工业软件的先进程度决定了工业的效率水平。现代化工业离不开工业软件全过程自动化、数字化的研发、管理和控制，工业软件是提升工业生产力和生产效率的手段，是制造业精细化和产业基础高级化发展的技术手段保证，是推动智能制造、工业互联网高质量发展的核心要素和重要支撑。5、工工业业软软件件是是先先进进软软件件技技术术的的融融合合工业软件不仅仅是先进工业技术的集中展现，更是各种先进软件技术的交汇融合。无论是软件工程、软件架构、开发技巧、开发环境，还是前面提到的图形引擎、约束求解器、图形交互技术、知识库、算法库、模型库、过程开发语言、编译器、测试环境乃至硬件等，都会加速工业软件发展。半中国工业技术软件化产业联盟7个多世纪以来，每当软件工程领域取得技术进展，都会迅速地吸收、融汇到工业软件中。以工业软件的人机图形交互界面（GUI）为例，早期人机交互界面采用“借用屏幕（如阿波罗工作站）”模式，一旦进入软件交互界面就无法执行其它操作，但是多窗口技术出现后，迅速发展成为多窗口交互技术；Web 技术发展成熟后，工业软件则随即从 C/S 部署发展到 B/S 部署；在今天云计算成熟后，又从 B/S 迅速发展到基于云的订阅式工业软件（如云 CAD 等）。算力对工业软件的支撑效果也是非常显著的，尤其是芯片计算速度提高后，或者多主机高性能并行计算技术成熟后，过去 CAE 软件需要漫长等待的复杂仿真计算问题，伴随着算力的极速提升而得到了解决。6、工工业业软软件件研研发发时时间间长长，成成本本高高，成成功功难难复复制制工业软件研发不同于一般意义的软件，研发难度大、体系设计复杂、技术门槛高、硬件条件开销大、复合型研发人才紧缺、对可靠性要求较高，导致研发周期长、研发迭代速度慢。据估计，一般大型工业软件的研发周期需要 3-5 年的时间，要被市场认可则需要 10 年左右。此外，工业软件的研发投入非常高，全球最大的 CAE 厂商 ANSYS 每年的研发投入在 20 亿人民币左右，超高额的研发投入构成了较高的行业壁垒，短时间内工业软件巨头很难被超越。另一个不得不承认的事实是，工业软件的成功经验很难复制，并不是有了足够的研发经费就可以复制某个工业软件巨头的成功过程。如何打破工业软件的现有固化格局，在激烈的市场竞争中国工业技术软件化产业联盟8中能够活下来，冲出去，不仅需要过五关斩六将的高超武艺，不仅需要口袋里有足够资金，还需要把握十年不遇、转瞬即逝的市场机会和一点点运气。7、工工业业软软件件领领域域强强者者愈愈强强、赢赢者者通通吃吃熟悉工业软件最近几十年发展历史的人都知道，工业软件的起源大多为工业巨头自身的需求驱动，工业巨头就是工业软件的从业者，他们了解自己最需要工业软件助力之处，提供企业真实的工作场景作为开发需求输入和使用验证输出，然后不断反馈修改意见，让软件快速迭代修改。国外的工业软件在上个世纪 80-90 年代，经历了群雄崛起、诸侯争霸的纷争阶段，然后工业软件的头部企业就开始有目的的并购，把一些具有某种优秀功能并且能够与自家软件形成互补的中小软件厂商买入麾下，凡是有独特功能的中小软件厂商，几乎都没有独立做大的机会，在成长到一定程度之后，就被软件巨头并购了。工业软件巨头越频繁发起并购，其体量越来越大，占有市场份额越多，就越有并购能力。总体上来说，这是一个强者愈强、赢者通吃、工业巨头主导的市场格局。半个多世纪以来，这个格局没有明显变化。当今工业软件头部企业，哪一家都至少有几十次并购记录。8、工工业业软软件件对对可可靠靠性性和和安安全全性性要要求求极极高高工业软件作为现代工业技术和 ICT 相互融合的成果，对于推动工业产品创新发展、确保产业安全、提升国家整体技术和综合实力，起着至关重要的作用。工业软件的每一行代码，在一套软件几百万、几千万行代码的程序海洋中，也许中国工业技术软件化产业联盟9微不足道，但是软件的特点决定了，恰恰是一行代码的错误，就可能因为马太效应，导致整个软件的运行结果错误，进而造成软件失效，系统宕机，甚至是某种运行装备的停工停产。因此，工业软件作为生产力工具服务于工业产品的研制和运行，在功能、性能效率、可靠性、安全性和兼容性等方面有着极高的要求。合格的工业软件产品应具备功能正确、性能效率高、可靠性强、数据互联互通等特点。因此，为研发合格工业软件产品，需要针对工业软件研制全生命周期构建测试验证体系，确保工业软件产品的质量水平。首先，工业软件作为软件产品，在工业软件研发过程中需进行“单元测试”、“部件测试”、“配置项测试”和“系统测试”，对工业软件的功能、性能效率、可靠性、安全性、兼容性、维护性等质量特性进行测试，验证各阶段成果是否符合阶段研制需求，减少软件故障、安全漏洞等软件缺陷；其次，工业软件来源并聚集于工业需求开发，“工业属性”是必须保证的最重要属性，必须对工业软件进行“工程化应用验证”，即在实际工业应用场景中对工业软件的功能、性能效率、可靠性等进行系统性的测试，从而验证工业软件是否符合用户需求，确保工业软件产品可用、好用，特别是在一些极端条件下确保软件稳定运行或者安全退出运行。二、工业软件的重要性（一一）工工业业软软件件赋赋能能工工业业发发展展工业软件对工业的发展具有极其重要的技术赋能、杠杆放大与行业带动作用。长期以来，工业软件对工业产值的杠中国工业技术软件化产业联盟10杆放大与行业带动作用一直是一个模糊不清、难以统计的数字。本白皮书仅以类比数据和业界估算数据来说明工业软件对工业发展的巨大的杠杆放大与行业带动作用。类比 1：产品设计阶段的成本仅仅占整个产品开发投入成本的 5%，但是产品设计决定了 75%的产品成本。以研发类工业软件（例如 CAX）来说，可以帮助我们在产品设计阶段从源头控制产品成本，该类比可以引申为研发类工业软件对最终产品成本有着 15 倍的杠杆效应。类比 2：在软件开发全过程中，如果在需求收集阶段修复一个所发现的缺陷需花费 1 美元，那么，在设计阶段修复该缺陷则需花费 2 美元。以此类推，如果直至产品投入使用后才发现该缺陷，修复所需的费用则将暴涨至 69 美元。该类比说明，有了软件开发工具的辅助，在产品设计阶段花费2 美元，即可从源头消灭软件缺陷，可以引申为研发类工业软件对最终产品质量有着近 35 倍的杠杆效应。综上，在产品研发的早期阶段采用工业软件即可以对最终产品的成本和质量有着 15-35 倍的杠杆效应，考虑到在产品全生命周期、订单全生命周期和工厂全生命周期中，工业软件都有几倍到几十倍的杠杆效应。因此，我们可以较为保守地认为，工业软件对工业产品至少有 10 倍的杠杆放大和行业带动作用。（二二）工工业业软软件件赋赋智智工工业业产产品品工业软件对于工业品价值提升有着重要影响，不仅仅是因为产品研发、生产等软件可以有效地提高工业品的质量和中国工业技术软件化产业联盟11降低成本，更因为软件已经作为“软零件”“软装备”嵌入了众多的工业品之中。前已述及，软件是工业技术/知识的容器，而知识来源于人脑，是人的智力思考过程与内容的结晶。因此，软件作为一个“大脑”而为其所嵌入的人造系统赋智从机器、产线、汽车、船舶、飞机等大型工业产品，到手机、血压计、测温枪、智能水杯等小型工业品，其中都内置了大量的软件。当前，一辆普通轿车的电子控制单元（Electronic Control Units，ECUs，ECU）数量多达 70-80 个，代码约几千万行，软件的价值在高端轿车中占整车价值的50%以上，代码超过 1 亿行，其复杂度已超过 Linux 系统内核。如特斯拉新能源电动车中软件价值占整车价值的 60%，目前轿车中软件代码增速远远高于其他人造系统。未来几年车载软件代码行数有可能突破 10 亿，发展趋势如图 1 所示。图 1 轿车车载软件代码发展趋势目前的工业品发展规律是，在常规物理产品中嵌入了工业软件之后，不仅可以有效地提升该产品的智能程度，也有效提高其产品附加值。而且，往往是代码数量越多，该产品的智能程度和附加值就越高。中国工业技术软件化产业联盟12（三三）工工业业软软件件创创新新工工业业产产品品发展工业软件是复杂产品研发创新之必需。今天产品的结构复杂程度、技术复杂程度以及产品更新换代的迭代速度，如果离开各类工业软件的辅助支撑，仅仅依靠人力已经是不可能实现的研发任务。诸如飞机、高铁、卫星、火箭、汽车、手机、核电站等复杂工业品，研发方式已经从“图纸+样件”的传统方式转型到完全基于研发设计类工业软件的全数字化“定义产品”的阶段。以飞机研制为例，由于采用了“数字样机”技术，设计周期由常规的 2.5 年缩短到 1 年，减少设计返工 40%，制造过程中工程更改单由常规的50006000 张减少到 1081 张，工装准备周期与设计同步，确保了飞机的研制进度。近些年，“数字样机”技术已经发展成为数字孪生技术。基于工业软件所形成的数字孪生技术，企业在开发新产品时，可以事先做好数字孪生体，以较低成本，在数字孪生体上预先做待开发产品的各种数字体验，直到在数字空间中把生产、装配、使用、维护等各阶段的产品状态都调整和验证到最佳状态，再将数字产品投产为物理产品，一次把产品做好做优。基于数字孪生的数字体验是对工业技术的极其重要的贡献与补充，是产品创新的崭新技术手段。（四四）工工业业软软件件促促进进企企业业转转型型发展工业软件是推进企业转型的重要手段。工业软件具有鲜明的行业特色，广泛应用于机械制造、电子制造、工业设计与控制等众多细分行业中，支撑着工业技术和硬件、软中国工业技术软件化产业联盟13件、网络、计算机等多种技术的融合，是加速两化融合推进企业转型升级的手段。在研发设计环节中不断推动企业向研发主体多元化、研发流程