中國工業軟件行業發展如何？

根據《2024-2029年中國工業軟件行業市場全景調研與發展前景預測報告》分析，軟件是新一代信息技術的靈魂，是關系國民經濟和社會全面發展的基礎性、戰略性產業。在云計算、物聯網、數字孿生、大數據、人工智能等未來大融合的科技環境中，軟件正在定義可以定義的一切。工業軟件本身是工業技術軟件化的產物，是工業化的頂級產品。它既是研制復雜產品的關鍵工具和生產要素，也是工業機械裝備（“工業之母”）中的“軟零件”“軟裝備”，是工業品的基本構成要素。當前，工業軟件已經成為企業的研發利器和機器與產品的大腦，軟件能力正在成為企業的核心競爭力之一。工業軟件作為工業和軟件產業的重要組成部分，是推動我國智能制造高質量發展的核心要素和重要支撐。工業軟件的創新、研發、應用和普及已成為衡量一個國家制造業綜合實力的重要標志之一。發展工業軟件是工業智能化的前提，是工業實現要素驅動向創新驅動轉變的動力，是推動我國由工業大國向工業強國轉變的助推器，是提升工業國際競爭力的重要抓手，是確保工業產業鏈安全與韌性的根本所在。

目前，業界對工業軟件概念的界定還沒有統一，缺乏標準描述，存在多定義現象是工業軟件的現狀。根據工業和信息化部電子五所的“工業技術軟件化研究報告”的研究結論，以及工業技術軟件化聯盟長達數年的調研結果，業界的基本共識是：工業軟件是工業技術軟件化的成果。“工業技術軟件化研究報告”定義：工業技術軟件化是一種充分利用軟件技術，實現工業技術/知識的持續積累、系統轉化、集智應用、泛在部署的培育和發展過程，其成果是產出工業軟件，推動工業進步。在該定義基礎上，對工業軟件的認識就會比較全面而深入，對工業軟件的定義就會比較概括且簡明。

工業軟件是工業技術/知識、流程的程序化封裝與復用。工業軟件的較為全面的描述是：工業軟件是工業技術/知識、流程的程序化封裝與復用，能夠在數字空間和物理空間定義工業產品和生產設備的形狀、結構，控制其運動狀態，預測其變化規律，優化制造和管理流程，變革生產方式，提升全要素生產率，是現代工業的“靈魂”。判斷工業軟件可以把握兩點：一是實際內容——軟件中的技術/知識以工業內容為主；二是最終作用——軟件直接為工業過程和產品增值。基于此，一些可以在某種場合用于部分工業目的或業務過程的通用軟件，如OFFICE、WPS、微信、釘釘、視頻、圖片、渲染軟件、常用操作系統等，不屬于工業軟件。

工業軟件按不同的應用環節，可分為運營管理類、研發設計類、生產調度和過程控制類，其中企業資源管理計劃類、計算機輔助設計類、生產制造執行系統類分別為這三個領域中的典型代表：工業軟件按不同的應用環節，可分為運營管理類、研發設計類、生產調度和過程控制類，其中企業資源管理計劃類、計算機輔助設計類、生產制造執行系統類分別為這三個領域中的典型代表：

圖表：工業軟件分類

隨著制造業的轉型升級，工業軟件的重要程度不斷提升，已經成為體現產品差異化的關鍵因素之一。工業軟件作為制造業的源頭，廣泛應用于工業互聯網的各個環節，為工業設備插上了智慧的翅膀。

工業軟件的應用貫穿企業的整個價值鏈，從研發、工藝、制造、采購、營銷、物流供應鏈到服務；從車間層的生產控制到企業運營；從企業內部到外部，實現與客戶、供應商和合作伙伴的互聯和供應鏈協同，企業所有的經營活動都離不開工業軟件的全面應用。因此工業軟件在制造業重塑中扮演的角色愈發重要。

工業軟件賦能工業發展

工業軟件對工業的發展具有極其重要的技術賦能、杠桿放大與行業帶動作用。長期以來，工業軟件對工業產值的杠桿放大與行業帶動作用一直是一個模糊不清、難以統計的數字。本白皮書僅以類比數據和業界估算數據來說明工業軟件對工業發展的巨大的杠桿放大與行業帶動作用。

類比1：產品設計階段的成本僅僅占整個產品開發投入成本的5%，但是產品設計決定了75%的產品成本。以研發類工業軟件（例如CAX）來說，可以幫助我們在產品設計階段從源頭控制產品成本，該類比可以引申為研發類工業軟件對最終產品成本有著15倍的杠桿效應。
類比2：在軟件開發全過程中，如果在需求收集階段修復一個所發現的缺陷需花費1美元，那么，在設計階段修復該缺陷則需花費2美元。以此類推，如果直至產品投入使用后才發現該缺陷，修復所需的費用則將暴漲至69美元。該類比說明，有了軟件開發工具的輔助，在產品設計階段花費2美元，即可從源頭消滅軟件缺陷，可以引申為研發類工業軟件對最終產品質量有著近35倍的杠桿效應。綜上，在產品研發的早期階段采用工業軟件即可以對最終產品的成本和質量有著15-35倍的杠桿效應，考慮到在產品全生命周期、訂單全生命周期和工廠全生命周期中，工業軟件都有幾倍到幾十倍的杠桿效應。因此，我們可以較為保守地認為，工業軟件對工業產品至少有10倍的杠桿放大和行業帶動作用。

工業軟件賦智工業產品

工業軟件對于工業品價值提升有著重要影響，不僅僅是因為產品研發、生產等軟件可以有效地提高工業品的質量和降低成本，更因為軟件已經作為“軟零件”“軟裝備”嵌入了眾多的工業品之中。前已述及，軟件是工業技術/知識的容器，而知識來源于人腦，是人的智力思考過程與內容的結晶。因此，軟件作為一個“大腦”而為其所嵌入的人造系統賦智——從機器、產線、汽車、船舶、飛機等大型工業產品，到手機、血壓計、測溫槍、智能水杯等小型工業品，其中都內置了大量的軟件。當前，一輛普通轎車的電子控制單元（Electronic Control Units，ECUs，ECU）數量多達70-80個，代碼約幾千萬行，軟件的價值在高端轎車中占整車價值的50%以上，代碼超過1億行，其復雜度已超過Linux系統內核。如特斯拉新能源電動車中軟件價值占整車價值的60%，目前轎車中軟件代碼增速遠遠高于其他人造系統。

目前的工業品發展規律是，在常規物理產品中嵌入了工業軟件之后，不僅可以有效地提升該產品的智能程度，也有效提高其產品附加值。而且，往往是代碼數量越多，該產品的智能程度和附加值就越高。

工業軟件創新工業產品

發展工業軟件是復雜產品研發創新之必需。今天產品的結構復雜程度、技術復雜程度以及產品更新換代的迭代速度，如果離開各類工業軟件的輔助支撐，僅僅依靠人力已經是不可能實現的研發任務。諸如飛機、高鐵、衛星、火箭、汽車、手機、核電站等復雜工業品，研發方式已經從“圖紙+樣件”的傳統方式轉型到完全基于研發設計類工業軟件的全數字化“定義產品”的階段。以飛機研制為例，由于采用了“數字樣機”技術，設計周期由常規的2.5年縮短到1年，減少設計返工40%，制造過程中工程更改單由常規的5000~6000張減少到1081張，工裝準備周期與設計同步，確保了飛機的研制進度。近些年，“數字樣機”技術已經發展成為數字孿生技術。基于工業軟件所形成的數字孿生技術，企業在開發新產品時，可以事先做好數字孿生體，以較低成本，在數字孿生體上預先做待開發產品的各種數字體驗，直到在數字空間中把生產、裝配、使用、維護等各階段的產品狀態都調整和驗證到最佳狀態，再將數字產品投產為物理產品，一次把產品做好做優。基于數字孿生的數字體驗是對工業技術的極其重要的貢獻與補充，是產品創新的嶄新技術手段。

工業軟件促進企業轉型

發展工業軟件是推進企業轉型的重要手段。工業軟件具有鮮明的行業特色，廣泛應用于機械制造、電子制造、工業設計與控制等眾多細分行業中，支撐著工業技術和硬件、軟件、網絡、計算機等多種技術的融合，是加速兩化融合推進企業轉型升級的手段。在研發設計環節中不斷推動企業向研發主體多元化、研發流程并行化、研發手段數字化、工業技術軟件化的轉變；在生產制造過程中，生產制造軟件的深度應用，使生產呈現敏捷化、柔性化、綠色化、智能化的特點，加強了企業信息化的集成度，提高了產品質量和生產制造的快速響應能力；在企業經營管理上推動管理思想軟件化、企業決策科學化、部門工作協同化，提高了企業經營管理能力。

工業軟件推動信創發展

工業軟件凝聚了最先進的工業研發、設計、管理的理念、知識、方法和工具。國外廠商為維護國際競爭地位，主要對外出售固化了上一代甚至上幾代技術和數據的工業軟件，甚至采取禁售或者“禁運”關鍵軟件模塊等手段進行技術保護。例如，MATLAB軟件作為全球工業自動化控制系統設計仿真、信號通信和圖像處理的標準軟件，目前已經形成國際性科學與工程通用開發軟件。2020年6月，美國通過實體清單禁止我國部分企業和高校使用MATLAB軟件，嚴重影響了我國某些企業的技術開發和某些高校的人才培養。工業軟件應用于工業生產經營過程，計算、記錄并存儲工業活動所產生的數據，工業軟件的可控程度直接影響工業數據安全。隨著云計算等新一代信息技術的發展，一些國外軟件巨頭提供訂閱式工業軟件，用戶在應用平臺產生的數據存儲在云端服務器上，隨時可掌握用戶關鍵工程領域核心數據、知識產權信息、產品生產制造等商業信息。隨著國際形勢變化，我國企業在使用國外軟件時將會面臨較大的數據泄露風險，存在極大的數據安全隱患。因此，發展自主工業軟件是實現信創的重要舉措。

全球軟件產業規模在近年來持續擴大，表現出強勁的增長勢頭。2023年全球軟件市場規模已達到約7066億美元。這一增長主要得益于數字化轉型的推動，以及云計算、大數據、人工智能等新興技術的廣泛應用。

圖表：2021-2023年全球軟件產業規模

從地域分布來看，北美和歐洲是全球軟件產業的主要市場，其中美國和歐洲的軟件市場規模分別占據全球市場的很大比重。同時，亞太地區的軟件市場也在迅速發展，特別是中國和印度等新興市場，其軟件產業規模不斷擴大，成為全球軟件產業的重要增長動力。

從軟件產品類型來看，應用軟件、系統軟件、嵌入式軟件等不同類型的軟件市場規模均有所增長。其中，應用軟件市場規模最大，占據全球軟件市場的很大比重，而系統軟件和嵌入式軟件市場也在穩步增長。

未來，隨著數字化轉型的深入推進和新興技術的不斷發展，全球軟件產業規模有望繼續保持增長態勢。同時，軟件產業也將繼續向服務化、智能化、云化等方向發展，為各行各業提供更加高效、便捷、智能的解決方案和服務。