這兩年,中國工業(yè)軟件趕上了大日子,所有的聚光燈都匯聚過來。悲天憫人者有之,涂脂抹粉者有之,恨鐵不鋼者有之。一時間,中國工業(yè)軟件似乎非神即妖,總之不是凡間物。
其實,把工業(yè)軟件放到中國工業(yè)發(fā)展歷史的大坐標中來看,會發(fā)現(xiàn)中國工業(yè)軟件其實也不過是一種再正常不過的MADE IN CHINA的工業(yè)品。中國工業(yè)軟件與其他工業(yè)品一樣,不僅具有相似的特征,也符合這個國家、社會和文化所賦予的屬性。其發(fā)展規(guī)律和成長的煩惱也與其他工業(yè)品相似,轉(zhuǎn)型過程的痛點、矛盾和糾結(jié)也大體相同。
中國工業(yè)軟件發(fā)展歷程
CAE軟件是工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)中最早出現(xiàn)的物種,大約在1970年代開始在歐美興起。中國最早且有影響力的完全自主研發(fā)的CAE軟件HAJIF也是在1970年代產(chǎn)生。國際上第一個CAD軟件AutoCAD出現(xiàn)在八十年代初,國內(nèi)唐榮錫教授的團隊也是在同期開始發(fā)展國產(chǎn)的CAD軟件。也就是說,在改革開放之前(或剛開始),中國工業(yè)軟件幾乎與國際軟件同時發(fā)力,各有千秋,難分仲伯。這是不是像極了改革開放以前的兩彈一星、解放牌汽車、上海手表這些完全國產(chǎn)的工業(yè)品?
改革開放以后,全球工業(yè)軟件全面進入中國。30年間,中國工業(yè)界逐步放棄了國產(chǎn)工業(yè)軟件,國際軟件幾乎獨霸了中國市場。我們看似有更好的工業(yè)軟件可用,但自主研發(fā)能力、意愿和勇氣也消失殆盡。其他工業(yè)品的“山寨”一詞,在工業(yè)軟件換成了“盜版”——一種更狠的山寨,利用了軟件的一大特性——復制無成本、功能不降低、質(zhì)量不下降。這是不是像極了改革開放后的其他工業(yè)產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品?但拜托“世界工廠”的身份,我國的制造類軟件MES卻毫不遜色于國際。
2015年,響徹全國的工業(yè)4.0旋律似乎也驚醒了中國工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)。工業(yè)軟件界也將換道超車作為咸魚翻身的策略,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)APP被認為是中國工業(yè)軟件的突破口。多個工業(yè)軟件企業(yè)開始發(fā)力、布局并嶄露頭角。這是不是和其他產(chǎn)業(yè)和工業(yè)品高度相似?
2019年,工業(yè)軟件“卡脖子”成為高熱詞,猶如溫水中潑進一瓢開水,青蛙一下子跳離,在鍋邊喘著粗氣,驚魂未定。這與芯片為代表的高科技工業(yè)品是不是也很像?
這一系列的“相似”和“像極”,其實是想說明一件事:工業(yè)軟件并不特別,也不神秘,其實就是中國眾多工業(yè)品的普通一員,MADE IN CHINA的典型代表。坊間有種“中國工業(yè)軟件失去三十年“的說法,我認為是缺乏依據(jù)的。很明顯,中國工業(yè)發(fā)展是收獲的三十年,與中國工業(yè)同頻共振的工業(yè)軟件,也應該是類似的評價。
國產(chǎn)工業(yè)軟件重點發(fā)力空間
事實上,工業(yè)軟件可以分為設(shè)計研發(fā)、生產(chǎn)管控、管理運營和嵌入式軟件四個大類。生產(chǎn)管理板塊軟件MES也是制造環(huán)節(jié)的卡脖子領(lǐng)域,這一點在芯片制造領(lǐng)域尤為明顯。
這是因為,芯片制造領(lǐng)域?qū)ιa(chǎn)端要求更高,當所需晶圓尺寸越大,對應的工業(yè)軟件也就要有更高的穩(wěn)定性。當芯片制造領(lǐng)域的MES面對更高的要求時,不少MES軟件就被篩選出去,可供芯片制造公司選擇的MES也就拿不到PASS卡。這種情況下,由于試錯成本和遷移成本都較高,給工廠客戶的選擇也就多加了一些嚴謹性和決策壁壘。
相比來看,工業(yè)設(shè)計研發(fā)類軟件中的CAD和EDA是近年常被提到的卡脖子部分,這兩者自2019年后因外部環(huán)境變化,呈現(xiàn)明顯依賴海外公司的狀態(tài)。然而在設(shè)計研發(fā)類軟件中,CAD和EDA分別占到了13.6%和13.4%的份額,位列同類型軟件第三和第四,是國產(chǎn)替代的重點領(lǐng)域。
而MES軟件看似應用廣泛,細化到高端制造的半導體領(lǐng)域中,可以做出產(chǎn)品的企業(yè)卻少之甚少,因此這也是國產(chǎn)替代不容忽視的重點環(huán)節(jié)?!纲惷捞亍故菄鴥?nèi)首家可以提供整套滿足12英寸晶圓全自動化生產(chǎn)的智能制造軟件方案供應商,其自研的純國產(chǎn)CIM系統(tǒng)平臺已在國內(nèi)8/12英寸晶圓量產(chǎn)廠得到成功驗證,這也是該領(lǐng)域的一個小進步。
工業(yè)軟件作為衡量制造業(yè)水平高下的度量衡之一,仍有較大增長空間。根據(jù)聯(lián)合國統(tǒng)計司數(shù)據(jù),2018年中國工業(yè)產(chǎn)值規(guī)模占全球的28.40%;前瞻經(jīng)濟學人數(shù)據(jù)顯示,我國工業(yè)軟件產(chǎn)品收入為1680億元;賽迪顧問數(shù)據(jù)顯示,全球工業(yè)軟件市場規(guī)模為4107億美元,據(jù)此測算,工業(yè)軟件市場規(guī)模占全球比重僅5.73%,和工業(yè)產(chǎn)值規(guī)模相比,增長空間近5倍。
放到中國市場,作為全球唯一完整工業(yè)體系的國家,工業(yè)軟件自給率一直不足。尤其在半導體工廠制造領(lǐng)域,一直長期被應用材料公司和美國IBM壟斷,很多芯片制造廠商不得不面臨著國外服務商帶來的價格壟斷、捆綁銷售、附加不合理條件等多方面困境。而國內(nèi)工業(yè)軟件服務商,在國際巨頭濫用市場地位的打壓下,發(fā)展也受到影響與限制。
從產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢來看,各國工業(yè)制造業(yè)的成長,均離不開本國內(nèi)工業(yè)軟件的同步壯大與發(fā)展。中國也需要自身培育的世界級公司,來補充、強化半導體及泛智能制造行業(yè)的生態(tài)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈。
與CAD、EDA等目前大家熟知的高價值工業(yè)軟件領(lǐng)域相比,MES軟件在應用中,一套軟件基本上對應整個晶圓廠的生命周期,工廠投入更多、遷移成本更高,更換工業(yè)軟件需要付出高昂的試錯成本,這既是已進入者構(gòu)筑的壁壘,但也是國內(nèi)軟件服務商具備更好發(fā)展?jié)摿Φ捏w現(xiàn)。
我國工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚需解決七大難題
首先,如何做出讓工業(yè)企業(yè)愿意用、喜歡用、用得好的工業(yè)軟件。
開發(fā)工業(yè)軟件需要長期的工業(yè)實踐經(jīng)驗積累和工業(yè)知識積淀。國產(chǎn)工業(yè)軟件面臨的并非一個全新市場,實際情況是廣大用戶企業(yè),尤其是大中型企業(yè)已經(jīng)廣泛應用了國外軟件。目前,還存在一些企業(yè)雖然購買了國產(chǎn)正版工業(yè)軟件,但依然主要應用國外工業(yè)軟件的情況。
在這種情況下,國產(chǎn)工業(yè)軟件企業(yè)要真正打開市場,讓工業(yè)企業(yè)愿意用、喜歡用、用得好,不能僅僅靠政府的扶持和指令,而是需要在軟件的設(shè)計思想、平臺架構(gòu)、系統(tǒng)功能和用戶體驗方面持續(xù)改進和大膽創(chuàng)新。工業(yè)軟件企業(yè)不僅需要高級的軟件研發(fā)人員,更需要懂細分行業(yè)、懂制造工藝、懂業(yè)務管理的實戰(zhàn)專家。
第二,工具類軟件必須解決數(shù)據(jù)格式兼容性問題。
對于CAD、CAE、EDA等工具類軟件,國產(chǎn)工業(yè)軟件企業(yè)需要最大限度地兼容用戶已經(jīng)廣泛應用的國外軟件,尤其是其數(shù)據(jù)格式,而這是一個極大的挑戰(zhàn),因為企業(yè)已經(jīng)應用這些國外主流軟件創(chuàng)建了大量的產(chǎn)品模型。在模型轉(zhuǎn)換,尤其是尺寸、公差以及工藝特征的轉(zhuǎn)換方面,如果出現(xiàn)任何問題,都是工業(yè)企業(yè)不可接受的。幾家國內(nèi)知名二維CAD軟件之所以能夠大賣,與其加入ODA和ITC開源組織,有效解決了與DWG文件和AutoCAD操作模式兼容問題有很大關(guān)系,而在三維CAD、CAE、EDA領(lǐng)域目前還缺乏類似的開源平臺,要實現(xiàn)三維特征模型準確的雙向數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換更是難上加難。
第三,管理類軟件要得到大中型企業(yè)的認可,需要在學習借鑒的基礎(chǔ)上進行創(chuàng)新。
以MES軟件為例,該領(lǐng)域國內(nèi)工業(yè)軟件廠商眾多,國產(chǎn)品牌整體的市場占有率已經(jīng)處于優(yōu)勢地位,但是國產(chǎn)MES廠商的規(guī)模不大,還需要在平臺化、系統(tǒng)架構(gòu)、開放性,與各類管理軟件,以及工業(yè)自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成等方面持續(xù)改進和提升,支持客戶企業(yè)的典型工藝和動態(tài)變化的需求。如果要進行管理類軟件的系統(tǒng)切換,就需要進行數(shù)據(jù)遷移,而由于不同軟件的數(shù)據(jù)架構(gòu)不同,因此也是一個難點問題。
第四,突破支撐細分行業(yè)和工藝的專業(yè)軟件是當務之急。
目前,政府和投資商都比較關(guān)注三維CAD、CAE、EDA等相對通用的軟件。但實際上,面向細分行業(yè)和典型工藝的設(shè)計、仿真與優(yōu)化軟件方面,我國工業(yè)軟件還有較大差距,需要迎頭趕上。例如,模流仿真軟件Moldflow、石油與化工工藝仿真與優(yōu)化軟件Aspen、沖壓工藝仿真軟件Autoform都是細分領(lǐng)域的主流軟件,蘊含著大量的行業(yè)Know-how。在這些方面,國內(nèi)雖然有類似產(chǎn)品,但還需要在系統(tǒng)功能和解決實際問題的能力方面持續(xù)改進。
此外,三維設(shè)計軟件固然重要,但三維結(jié)構(gòu)化工藝規(guī)劃軟件、DFX(可制造、可裝配、可拆卸等領(lǐng)域的分析)、公差分析、尺寸鏈分析、APS、工廠仿真等專業(yè)軟件也同樣重要,應當加速提升。
第五,明確開源平臺應用與自主創(chuàng)新的界定。
要解決卡脖子問題,當然需要大力發(fā)展自主的工業(yè)軟件。但是無論是在仿真軟件,還是在人工智能與大數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域,都需要依賴很多底層的求解器和算法引擎。這些引擎是都進行自主研發(fā),還是支持應用各類開源平臺?開源技術(shù)應用到什么程度還算自主開發(fā)?目前還沒有明確的界定。
但是,如果一家軟件企業(yè)強調(diào)自己的軟件完全是自主研發(fā),沒有應用開源技術(shù),就應當言行一致。前段時間就有網(wǎng)友吐槽,某仿真軟件公司宣傳是完全自主研發(fā)的軟件,實際上應用了OpenFOAM開源軟件。
第六,工業(yè)軟件企業(yè)之間的生態(tài)合作。
中國有句老話說“同行是冤家”。事實上,雖然在智能制造、兩化融合和工業(yè)軟件領(lǐng)域成立了聯(lián)盟,但是國產(chǎn)工業(yè)軟件企業(yè)之間的生態(tài)合作還是明顯不足,反而更多地是在打價格戰(zhàn)、相互搶奪人才,甚至出現(xiàn)銷售人員詆毀其它國內(nèi)同行的情況。
如何真正“化敵為友”,共同把市場的蛋糕做大?如何發(fā)展開發(fā)與實施服務合作伙伴?如何實現(xiàn)各類軟件之間的集成應用,形成合力?這是我國工業(yè)軟件企業(yè)的負責人需要認真思考和解決的問題。
第七,工業(yè)軟件發(fā)展的正版化環(huán)境問題。
這是個由來已久的老問題。但時至今日,在百度上隨便輸入一個國外主流工業(yè)軟件的名稱,出現(xiàn)在首頁的都有破解軟件下載的內(nèi)容。這種“不花錢”的軟件隨處可見,無疑十分不利于工業(yè)企業(yè)真正樹立正版化意識。事實上,九十年代我從事國產(chǎn)CAD軟件研發(fā)與企業(yè)運營時,最大的競爭對手不是國外軟件,而是盜版軟件。隨著知識產(chǎn)權(quán)保護的相關(guān)法律不斷健全,工業(yè)企業(yè)的正版化意識有了很大改觀,但仍然需要從源頭清理盜版軟件,促進中小企業(yè)應用正版軟件。
當前,國家對工業(yè)軟件高度重視,越來越多的工業(yè)企業(yè)也給予了國產(chǎn)軟件企業(yè)合作機會。在這種熱潮下,新興的工業(yè)軟件廠商如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)?;ヂ?lián)網(wǎng)領(lǐng)域,尤其是ToC領(lǐng)域的廠商通常是找到某種有廣泛服務需求的消費市場,開發(fā)一個APP,線上線下互動,使勁燒錢,占領(lǐng)流量入口,然后實現(xiàn)指數(shù)級增長。然而,工業(yè)軟件市場是一個ToB的市場,而且是一個還需要培育的市場,不可能有很高的增長率。因此,衷心希望進軍工業(yè)軟件市場的企業(yè),還是要保持一個平常心,做出好產(chǎn)品,畢竟“打鐵還需自身硬”,要真正有長期主義的耐性。