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作為現(xiàn)代工業(yè)基礎的工業(yè)軟件，尤其是位于產(chǎn)業(yè)鏈上游的工業(yè)設計軟件，鮮有人關注。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的工業(yè)軟件。中國工程院院士譚建榮說得很直接：沒有強大的工業(yè)軟件，就沒有強大的制造業(yè)。

遺憾的是，這一領域長期被海外巨頭壟斷。以CAD（計算機輔助設計）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，是本土廠商的領軍者；浩辰、數(shù)碼大方分列第六、第七；華天等典型服務商則在各自細分領域取得成績。

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的3D CAD領域則較為嚴峻，業(yè)內人士普遍認為還沒有與海外大廠正面抗衡的實力，存在關鍵核心技術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證的幾何建模引擎，完成關鍵核心技術的布局。

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

在“核心技術自主”這條路上，國內幾家工業(yè)軟件廠商，各有各的嘗試。

中望是國內極少數(shù)擁有自主內核的CAD廠商，也是唯一一個擁有CAD/CAE/CAM全矩陣產(chǎn)品體系的國產(chǎn)廠商。早早就意識到“自主內核”的重要性，所以借鑒海外廠商的成功經(jīng)驗，一邊自主研發(fā)，一邊兼并收購，補齊技術短板。2002年，中望推出了自主研發(fā)的CAD平臺軟件中望CAD，又在2010年斥資數(shù)千萬美元收購美國VX公司，獲得其全部知識產(chǎn)權和450萬行左右的源代碼，連同VX的核心研發(fā)團隊也全部加入中望，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實際上來自于西門子的Solid Edge，包括源代碼、知識產(chǎn)權及整套軟件測試系統(tǒng)。但業(yè)內有消息稱，Solid Edge源代碼并不包含三維幾何建模引擎，最終還是通過授權獲得。短期內，這種模式有助于產(chǎn)品快速進入市場、打開局面。但潛在的風險在于：一是，內核的授權往往限于中國市場，產(chǎn)品或無法銷往海外；二是，購買源代碼相當于獲得一個離線版本，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，內核的源代碼掌握在海外廠商手里，理論上依然存在斷供風險。

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組件授權，雙方簽訂了 5 年期限的合同，授權一旦結束將會對銷售產(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費。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)品定價策略或有影響。

國內各廠商基于自身優(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。前者相當于造兩個輪子的自行車，后者相當于造四個輪子的汽車。

一是， 工業(yè)軟件是多學科知識的集大成，3D CAD尤甚。

CAD軟件的本質是將大量工業(yè)設計經(jīng)驗和軟件技術不斷累積、高度凝練，再通過算法、代碼沉淀，經(jīng)過反復試驗驗證、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)、技術的難度不在同個量級。

3D CAD源自航空、汽車等高端裝備制造業(yè)的復雜設計需求，更是蘊含了龐雜、艱深的交叉學科知識，其技術體系包含三部分內容：底層基礎而深奧的數(shù)學邏輯、深厚而專業(yè)的工程知識經(jīng)驗和代碼量繁重的計算機技術。

二是，內核開發(fā)是系統(tǒng)性工程，但市場有限。

幾何建模引擎（或叫內核）是三維CAD軟件最核心的技術。內核的開發(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、技術組件化等方面的要求頗高，在支持參數(shù)化建模的同時，還要有好的兼容性和可擴展性。這對內核團隊的產(chǎn)品、研發(fā)、技術，都是超高難度的挑戰(zhàn)與考驗。

但內核市場的總產(chǎn)值并不算高。《工業(yè)軟件簡史》的作者林雪萍曾評價：“這是一個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。”

如果作為一個獨立的產(chǎn)品存在，往往因為市場太窄而難以生存，即便是國際知名的兩大內核產(chǎn)品，最終也都投入了西門子和達索等大富人家的懷抱。這種現(xiàn)實的考量也是眼下大多國內廠商仍舊下不了決心去投入攻關的原因。

三是，懂工業(yè)又懂軟件的復合型人才稀缺。

走向智能研究院院長趙敏曾說：“沒有工業(yè)知識，沒有制造業(yè)經(jīng)驗，只學過計算機軟件的工程師，是設計不出先進的工業(yè)軟件的。”加上工業(yè)軟件不像大多數(shù)C端產(chǎn)品，易模塊化可進行流水性分工作業(yè)，內核的技術開發(fā)對研發(fā)人員跨學科復合能力及整體系統(tǒng)思維能力要求頗高。這點從工業(yè)軟件高端人才的緊缺就可見一斑。據(jù)賽迪《關鍵軟件人才需求預測報告》預測，到2025年，工業(yè)軟件人才缺口將達到12萬，工業(yè)軟件將成為人才緊缺度最高的領域之一。

四是，場景應用仍是關鍵，產(chǎn)業(yè)生態(tài)待發(fā)展。

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

表面上企業(yè)購買的是工業(yè)軟件的“殼”，實際更是在買軟件長期沉淀、內化的工業(yè)流程經(jīng)驗這個“核”。強大的工業(yè)體系和大量用戶對工業(yè)軟件的反哺非常關鍵。缺乏企業(yè)生產(chǎn)制造等真實場景的規(guī)模化應用，軟件將難以打磨迭代成熟。

綜上不難發(fā)現(xiàn)，三維CAD之難，不僅僅是技術的單項突破，更是在于其是一項涉及工程知識、真實場景反饋的系統(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等領域與海外大廠相比還有不小的差距，但我們仍有追趕甚至超越的機會與信心。

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。作為基礎的工業(yè)軟件，3D CAD的應用需求、尤其是在高端制造業(yè)領域將會大大激發(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。

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，工信部實施產(chǎn)業(yè)基礎再造工程，將工業(yè)基礎軟件與基礎材料、基礎零部件、基礎工藝和產(chǎn)業(yè)技術基礎并列成為“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)軟件領域。

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

首先，要有硬碰硬的決心，投入研發(fā)攻克技術難關。

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口，攻克、掌握內核等關鍵核心技術，成為避無可避的現(xiàn)實課題。由于行業(yè)技術壁壘高、回報周期長，想一蹴而就或是彎道超車，反而可能會導致造假橫行。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鍵技術，以夯實企業(yè)和產(chǎn)品的核心競爭力，真正形成“技術-市場”間的正向循環(huán)，才能走得更穩(wěn)更遠。

可喜的是，我們看到加強研發(fā)投入已經(jīng)成了國內一些廠商的共識。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)費用同比增長了43.7%。真金白銀的投入，最能真實地反饋企業(yè)在做什么以及要做什么。

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

CAD軟件需在豐富、真實的工業(yè)場景中得到測試、驗證并優(yōu)化，才能修得內功。經(jīng)過二十多年的打磨和技術積淀，國內工業(yè)軟件的成熟度已有了巨大進步。以國產(chǎn)CAD龍頭中望為例，其產(chǎn)品已經(jīng)賣到了90多個國家和地區(qū)，正版用戶突破了140萬，涉及工程建設、制造業(yè)等多個行業(yè)，得以在多元復雜的實際應用場景中千錘百煉，不斷優(yōu)化性能、走向成熟。其自主Overdrive內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。

最后，要有長期主義的耐心，與行業(yè)、用戶共同成長。

當然，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、中車集團、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)的提質增效，最終形成雙向促進的良性循環(huán)。此外，工軟行業(yè)人才的要求高、缺口大，除了從外引進，國內廠商還需主動肩負起人才培養(yǎng)的重任，堅持人才長期主義的培養(yǎng)理念。

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

但路遠事難，行則將至。只不過相比于喊口號式的廉價表達，相比于花錢買授權這種抄近道的方式，腳踏實地投入自主技術的研發(fā)，堅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。