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作為現(xiàn)代工業(yè)基礎(chǔ)的工業(yè)軟件，尤其是位于產(chǎn)業(yè)鏈上游的工業(yè)設(shè)計(jì)軟件，鮮有人關(guān)注。國產(chǎn)工業(yè)軟件發(fā)展的“軟肋”在哪？“鎧甲”又怎么建立？

01

國產(chǎn)工業(yè)軟件的“軟肋”

工業(yè)軟件本身的產(chǎn)值不高，但其對航空業(yè)、制造業(yè)、建筑業(yè)等的拉動(dòng)能產(chǎn)生數(shù)百倍的效果。這些年，智能制造和工業(yè)4.0的概念爆火，背后都離不開更為基礎(chǔ)的工業(yè)軟件。中國工程院院士譚建榮說得很直接：沒有強(qiáng)大的工業(yè)軟件，就沒有強(qiáng)大的制造業(yè)。

遺憾的是，這一領(lǐng)域長期被海外巨頭壟斷。以CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）為例，2022年中國CAD軟件市場前三被海外巨頭“包圓”、占據(jù)了國內(nèi)市場的半壁江山，國產(chǎn)廠商近兩年保持著近兩成市場份額。IDC最新數(shù)據(jù)顯示，中望市場份額位居第四，是本土廠商的領(lǐng)軍者；浩辰、數(shù)碼大方分列第六、第七；華天等典型服務(wù)商則在各自細(xì)分領(lǐng)域取得成績。

CAD軟件又分為2D CAD和3D CAD。國產(chǎn)2D CAD的產(chǎn)品性能和響應(yīng)速度已基本追平了海外公司，而與航空航天、汽車、船舶等高端制造息息相關(guān)的3D CAD領(lǐng)域則較為嚴(yán)峻，業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為還沒有與海外大廠正面抗衡的實(shí)力，存在關(guān)鍵核心技術(shù)缺失或依賴歐美企業(yè)供給等問題。

在業(yè)界看來，海外主流廠商之所以能在3D CAD的競爭中長期占據(jù)優(yōu)勢地位，很大程度上也在于，它們早在上世紀(jì)90年代就通過多次收購，掌握了一到兩種自主可控、功能完善且被市場驗(yàn)證的幾何建模引擎，完成關(guān)鍵核心技術(shù)的布局。

幾何建模引擎——也就是業(yè)界所謂“內(nèi)核”，是一款成熟的 3D 商業(yè)軟件的關(guān)鍵核心，決定著一款3D CAD軟件是否好用。以內(nèi)核為代表的核心技術(shù)，正在或已經(jīng)成為工業(yè)軟件競爭的關(guān)鍵籌碼，也是當(dāng)前本土廠商普遍存在的“軟肋”。可以說，做不到這些核心技術(shù)的“自主”，國產(chǎn)工業(yè)軟件的“可控”就無從談起。

在“核心技術(shù)自主”這條路上，國內(nèi)幾家工業(yè)軟件廠商，各有各的嘗試。

中望是國內(nèi)極少數(shù)擁有自主內(nèi)核的CAD廠商，也是唯一一個(gè)擁有CAD/CAE/CAM全矩陣產(chǎn)品體系的國產(chǎn)廠商。早早就意識(shí)到“自主內(nèi)核”的重要性，所以借鑒海外廠商的成功經(jīng)驗(yàn)，一邊自主研發(fā)，一邊兼并收購，補(bǔ)齊技術(shù)短板。2002年，中望推出了自主研發(fā)的CAD平臺(tái)軟件中望CAD，又在2010年斥資數(shù)千萬美元收購美國VX公司，獲得其全部知識(shí)產(chǎn)權(quán)和450萬行左右的源代碼，連同VX的核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)也全部加入中望，在他們的加持下，同年中望推出國產(chǎn)三維CAD軟件。如今，代碼規(guī)模已經(jīng)超過1100萬行，在對VX資產(chǎn)的繼承和活用上步伐穩(wěn)健有力。

但也有不少企業(yè)走了另外的路徑。比如新迪天工CAD實(shí)際上來自于西門子的Solid Edge，包括源代碼、知識(shí)產(chǎn)權(quán)及整套軟件測試系統(tǒng)。但業(yè)內(nèi)有消息稱，Solid Edge源代碼并不包含三維幾何建模引擎，最終還是通過授權(quán)獲得。短期內(nèi)，這種模式有助于產(chǎn)品快速進(jìn)入市場、打開局面。但潛在的風(fēng)險(xiǎn)在于：一是，內(nèi)核的授權(quán)往往限于中國市場，產(chǎn)品或無法銷往海外；二是，購買源代碼相當(dāng)于獲得一個(gè)離線版本，將跟不上原廠的迭代更新速度，高端化發(fā)展勢必受到限制；三是，內(nèi)核的源代碼掌握在海外廠商手里，理論上依然存在斷供風(fēng)險(xiǎn)。

浩辰軟件，其收入大頭在2D產(chǎn)品，3D少有涉及，他們走的則是OEM模式。招股書透露，其3D CAD主要依賴西門子的技術(shù)組件授權(quán)，雙方簽訂了 5 年期限的合同，授權(quán)一旦結(jié)束將會(huì)對銷售產(chǎn)生不利影響。此外，浩辰每年還需支付給西門子六七百萬的授權(quán)費(fèi)。考慮到浩辰在2022年的企業(yè)凈利潤僅6200多萬元，這就意味著，全公司的凈利潤十分之一要給到西門子，這對于企業(yè)持續(xù)發(fā)展、科研持續(xù)投入、產(chǎn)品定價(jià)策略或有影響。

國內(nèi)各廠商基于自身優(yōu)勢及發(fā)展階段，踏上了不同的發(fā)展道路，但無論如何，核心技術(shù)的自主可控始終是突圍路上繞不開的攔路石。

02

“軟肋”，到底為什么這么難“硬化”？

為何3D CAD的核心技術(shù)突破這么難？表面看起來，只是從二維到三維，但背后的難度卻是指數(shù)級上升。前者相當(dāng)于造兩個(gè)輪子的自行車，后者相當(dāng)于造四個(gè)輪子的汽車。

一是， 工業(yè)軟件是多學(xué)科知識(shí)的集大成，3D CAD尤甚。

CAD軟件的本質(zhì)是將大量工業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和軟件技術(shù)不斷累積、高度凝練，再通過算法、代碼沉淀，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)驗(yàn)證、長期研發(fā)迭代而成。這也是為何不見互聯(lián)網(wǎng)大廠投身工業(yè)軟件的原因，畢竟產(chǎn)品、研發(fā)、技術(shù)的難度不在同個(gè)量級。

3D CAD源自航空、汽車等高端裝備制造業(yè)的復(fù)雜設(shè)計(jì)需求，更是蘊(yùn)含了龐雜、艱深的交叉學(xué)科知識(shí)，其技術(shù)體系包含三部分內(nèi)容：底層基礎(chǔ)而深?yuàn)W的數(shù)學(xué)邏輯、深厚而專業(yè)的工程知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和代碼量繁重的計(jì)算機(jī)技術(shù)。

二是，內(nèi)核開發(fā)是系統(tǒng)性工程，但市場有限。

幾何建模引擎（或叫內(nèi)核）是三維CAD軟件最核心的技術(shù)。內(nèi)核的開發(fā)是系統(tǒng)化的工程，對功能完整度、產(chǎn)品穩(wěn)定性、能力邊界、技術(shù)組件化等方面的要求頗高，在支持參數(shù)化建模的同時(shí)，還要有好的兼容性和可擴(kuò)展性。這對內(nèi)核團(tuán)隊(duì)的產(chǎn)品、研發(fā)、技術(shù)，都是超高難度的挑戰(zhàn)與考驗(yàn)。

但內(nèi)核市場的總產(chǎn)值并不算高。《工業(yè)軟件簡史》的作者林雪萍曾評價(jià)：“這是一個(gè)拿著放大鏡也找不到的利基市場。而它卻是萬神之殿的基座。”

如果作為一個(gè)獨(dú)立的產(chǎn)品存在，往往因?yàn)槭袌鎏y以生存，即便是國際知名的兩大內(nèi)核產(chǎn)品，最終也都投入了西門子和達(dá)索等大富人家的懷抱。這種現(xiàn)實(shí)的考量也是眼下大多國內(nèi)廠商仍舊下不了決心去投入攻關(guān)的原因。

三是，懂工業(yè)又懂軟件的復(fù)合型人才稀缺。

走向智能研究院院長趙敏曾說：“沒有工業(yè)知識(shí)，沒有制造業(yè)經(jīng)驗(yàn)，只學(xué)過計(jì)算機(jī)軟件的工程師，是設(shè)計(jì)不出先進(jìn)的工業(yè)軟件的。”加上工業(yè)軟件不像大多數(shù)C端產(chǎn)品，易模塊化可進(jìn)行流水性分工作業(yè)，內(nèi)核的技術(shù)開發(fā)對研發(fā)人員跨學(xué)科復(fù)合能力及整體系統(tǒng)思維能力要求頗高。這點(diǎn)從工業(yè)軟件高端人才的緊缺就可見一斑。據(jù)賽迪《關(guān)鍵軟件人才需求預(yù)測報(bào)告》預(yù)測，到2025年，工業(yè)軟件人才缺口將達(dá)到12萬，工業(yè)軟件將成為人才緊缺度最高的領(lǐng)域之一。

四是，場景應(yīng)用仍是關(guān)鍵，產(chǎn)業(yè)生態(tài)待發(fā)展。

了解工業(yè)軟件發(fā)展史的人會(huì)發(fā)現(xiàn)，海外工業(yè)軟件巨頭幾乎來自工業(yè)強(qiáng)國。達(dá)索和西門子的工業(yè)軟件早期源于軍工和航空需求，經(jīng)過多年的演進(jìn)，成為了今天CAD領(lǐng)域的兩座山頭。

表面上企業(yè)購買的是工業(yè)軟件的“殼”，實(shí)際更是在買軟件長期沉淀、內(nèi)化的工業(yè)流程經(jīng)驗(yàn)這個(gè)“核”。強(qiáng)大的工業(yè)體系和大量用戶對工業(yè)軟件的反哺非常關(guān)鍵。缺乏企業(yè)生產(chǎn)制造等真實(shí)場景的規(guī)模化應(yīng)用，軟件將難以打磨迭代成熟。

綜上不難發(fā)現(xiàn)，三維CAD之難，不僅僅是技術(shù)的單項(xiàng)突破，更是在于其是一項(xiàng)涉及工程知識(shí)、真實(shí)場景反饋的系統(tǒng)工程。

03

國產(chǎn)工業(yè)軟件，鎧甲何來？

盡管國產(chǎn)工業(yè)軟件在3D CAD等領(lǐng)域與海外大廠相比還有不小的差距，但我們?nèi)杂凶汾s甚至超越的機(jī)會(huì)與信心。

我國是世界唯一擁有全部工業(yè)門類的國家，數(shù)智化浪潮催生了大量需求。作為基礎(chǔ)的工業(yè)軟件，3D CAD的應(yīng)用需求、尤其是在高端制造業(yè)領(lǐng)域?qū)?huì)大大激發(fā)。出于安全、長久發(fā)展的考慮，越來越多的企業(yè)傾向于國產(chǎn)品牌，是否“自主可控”成為他們選型的重要指標(biāo)。

另一方面，國家層面對工業(yè)軟件給予了更高的重視和更多的政策扶持。2020年，工信部實(shí)施產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)再造工程，將工業(yè)基礎(chǔ)軟件與基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)零部件、基礎(chǔ)工藝和產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)并列成為“五基”；2022年，工信部發(fā)布《十四五智能制造發(fā)展規(guī)劃》，明確了工業(yè)軟件對于智能制造的核心支撐作用。這也使得嗅覺靈敏的資本加速涌入工業(yè)軟件領(lǐng)域。

天時(shí)地利已經(jīng)具備，處于風(fēng)口之中的國產(chǎn)工業(yè)軟件廠商如何突圍，將是下一階段的關(guān)鍵。而其核心是聚焦于包括自主內(nèi)核引擎在內(nèi)的核心技術(shù)的攻堅(jiān)，從根上解決卡脖子的風(fēng)險(xiǎn)。

首先，要有硬碰硬的決心，投入研發(fā)攻克技術(shù)難關(guān)。

造不如買、重硬輕軟是受歷史發(fā)展局限所遺留下的問題。如今，在直面卡脖子威脅和國家制造升級需求的重要關(guān)口，攻克、掌握內(nèi)核等關(guān)鍵核心技術(shù)，成為避無可避的現(xiàn)實(shí)課題。由于行業(yè)技術(shù)壁壘高、回報(bào)周期長，想一蹴而就或是彎道超車，反而可能會(huì)導(dǎo)致造假橫行。這就要求國產(chǎn)廠商們持之以恒地，以硬碰硬的決心投入研發(fā)和創(chuàng)新，把握幾何建模引擎等關(guān)鍵技術(shù)，以夯實(shí)企業(yè)和產(chǎn)品的核心競爭力，真正形成“技術(shù)-市場”間的正向循環(huán)，才能走得更穩(wěn)更遠(yuǎn)。

可喜的是，我們看到加強(qiáng)研發(fā)投入已經(jīng)成了國內(nèi)一些廠商的共識(shí)。據(jù)公開數(shù)據(jù)，中望近幾年將30%的營收投入研發(fā)，今年前三季度的研發(fā)投入占營收比重更是高達(dá)57.03%，而2022年科創(chuàng)板公司的平均比例僅為16%。浩辰軟件的招股意向書也披露，2023年上半年其研發(fā)費(fèi)用同比增長了43.7%。真金白銀的投入，最能真實(shí)地反饋企業(yè)在做什么以及要做什么。

其次，要有越用越好的信心，在真實(shí)工業(yè)場景中不斷打磨產(chǎn)品。

CAD軟件需在豐富、真實(shí)的工業(yè)場景中得到測試、驗(yàn)證并優(yōu)化，才能修得內(nèi)功。經(jīng)過二十多年的打磨和技術(shù)積淀，國內(nèi)工業(yè)軟件的成熟度已有了巨大進(jìn)步。以國產(chǎn)CAD龍頭中望為例，其產(chǎn)品已經(jīng)賣到了90多個(gè)國家和地區(qū)，正版用戶突破了140萬，涉及工程建設(shè)、制造業(yè)等多個(gè)行業(yè)，得以在多元復(fù)雜的實(shí)際應(yīng)用場景中千錘百煉，不斷優(yōu)化性能、走向成熟。其自主Overdrive內(nèi)核不僅支持中望旗下的產(chǎn)品，更已成功對外商用，經(jīng)受住了考驗(yàn)。

最后，要有長期主義的耐心，與行業(yè)、用戶共同成長。

當(dāng)然，卡脖子難題需要行業(yè)努力、產(chǎn)業(yè)鏈加持，以及行業(yè)用戶更多的開放場景共同打磨。我們驚喜地看到，中船集團(tuán)、中車集團(tuán)、京東方等購買了中望三維CAD的產(chǎn)品，科盛隆、南京艾龍等選用了新迪三維產(chǎn)品。如此，國內(nèi)CAD廠商獲得了業(yè)界的輸血，它們在陪伴用戶、伙伴成長的過程中得以不斷成長，也能助力研發(fā)制造生產(chǎn)的提質(zhì)增效，最終形成雙向促進(jìn)的良性循環(huán)。此外，工軟行業(yè)人才的要求高、缺口大，除了從外引進(jìn)，國內(nèi)廠商還需主動(dòng)肩負(fù)起人才培養(yǎng)的重任，堅(jiān)持人才長期主義的培養(yǎng)理念。

工業(yè)軟件這個(gè)軟肋是過去幾十年被反復(fù)提及和反思的痛，未來的突圍也注定會(huì)是荊棘滿布。

但路遠(yuǎn)事難，行則將至。只不過相比于喊口號(hào)式的廉價(jià)表達(dá)，相比于花錢買授權(quán)這種抄近道的方式，腳踏實(shí)地投入自主技術(shù)的研發(fā)，堅(jiān)持與客戶共同在場景中打磨產(chǎn)品才是最有希望的路，才能軟肋變成鎧甲、破解國產(chǎn)工業(yè)軟件被卡脖子的困境。