问题描述

工业软件是指在工业领域里应用的软件，包括系统、应用、中间件、嵌入式几大类，主要作用是提高工业研发设计、业务管理、生产调度和过程控制水平。无论是中国的“智能制造”、还是德国的“工业4.0”，或是美国的“工业互联网”，背后都离不开工业软件的支撑。

我国的工业设计软件，特别是与产品创新相关度最高的产品研发设计软件，包括计算机辅助设计(CAD)软件、计算机辅助工程(CAE)软件、计算机辅助制造(CAM)软件、产品全生命周期管理(PLM)软件、产品数据管理(PDM)软件、计算机辅助过程设计(CAPP)软件等，主要使用国外软件，缺少自主研发的性能优越的工业设计软件。造成我国的工业发展在研发设计环节即受制于人，在向制造强国、工业强国发展过程中面临基础性瓶颈。

如何发展自主可控的工业设计软件？是我国制造业发展面临的重大、紧迫现实问题。

问题背景

我国改革开放以来，制造业飞速发展，成为世界第一制造大国。但在制造业企业产品研发设计方面，应用的大部分都是国外软件，缺少自己的工业设计软件，特别是高端工业设计软件。我国工业软件发展起步晚，基础较弱，核心技术能力与发达国家相比还有差距，在产业体量、技术水平、行业人才等方面还有诸多问题亟待解决。

现实的例子，由于美国的制裁，华为的5G芯片只能当4G使用。由于华为被列入实体清单，华为被迫终止与美国射频芯片厂商的合作，买不到射频芯片，新型手机只能“望芯兴叹”。更严重的是，美国EDA软件厂商终止与华为的合作，直接从上游设计领域卡住自研芯片的脖子。EDA到底是什么，为什么那么重要？EDA是一种工业软件，它的全称叫Electronic design automation(电子设计自动化)，主要用来设计超大规模集成电路的一种软件。IC设计的高端软件EDA工具仍然基本上由Cadence、Synopsys、Mentor三家美国公司垄断，全球EDA产业已经形成了三巨头公司寡头垄断格局，在中国市场上，EDA的市场份额中三巨头更是占到了95%以上，集中度更高。EDA软件的国产化替代势在必行，但面临技术门槛高、技术集成度高、人才门槛高、知识产权保护弱等现实难题。

除了集成电路设计领域的 EDA外，机械、工程领域的CAD、CAE等也是重要的工业设计软件，这些工具都握在美国和少数欧洲国家手中。CAD软件，超过90%的市场在德国西门子、美国PTC、Autodest和法国达索手中；CAE软件市场则是Ansys、Altair和MSC三家美国公司的天下。

另外，工业领域中还有很多行业依赖于外国工业设计软件，专用和通用的产品研发设计软件，是可勾画高精准3D模型并快速建模的电脑图像CG软件modo，以及Rhinoceros、Autodesk Alias（行业标准软件之一）、Creo Element软件等；用于设计发动机、机电仪器内部零件等机械产品的精密固件工业设计软件，是Autodesk inventor、Solidworks软件等；综合类协同工业设计软件，是Catia 、Siemens NX软件等；工业产品设计辅助软件，是Techviz VR软件；快速创意塑形软件，是3Ds max软件，以及开源软件blender等，几乎都是国外品牌。虽然我国的工业软件已开始起步，但在产品研发、信息管理、生产控制、嵌入式工业软件等四大类工业软件中，产品研发类设计软件最为薄弱。这与我国当前制造业规模及未来发展极不匹配。

目前，相关国外的工业设计软件还可以继续为我所用，这种产业技术短板对我国当前工业产品的设计开发无太大影响，但是，一旦发生制裁事件，我国的工业产品设计就将面临严重困境，这间接制约了我国向制造业数字化转型发展，向制造业强国进步。

中国航空工业集团的宁振波教授指出，中国制造“大而不强”的根源在于研发不足、创新能力不强、产业协作不紧密，工业软件发展正面临“累积效应”“锁定效应”“生态效应”三大壁垒。一是工业基础薄弱带来的“累积效应”壁垒；二是因用户路径依赖、转换成本巨大构成的“锁定效应”壁垒；三是由生态化部署较少、提供整体解决方案能力弱造成的“生态效应”壁垒。

最新进展（截止问题发布年度）

虽然华为、宝钢软件、青岛海尔等工业软件企业已位列世界前十，但是我国工业产品的专业设计软件（包括建筑设计软件）使用国际软件的情况总体上没有发生根本性改变。主要因为国际软件更为成熟、使用方便、效率更高，有些软件采取开源策略，积累了大量工业用户和外围开发者，在全球竞争中取得较大的优势，由于市场、技术等各方面的风险，国内企业投巨资开发此类软件的意愿明显较低，政府应当对该类软件的开发给予政策支持。

自行开发面临的关键难点是设计软件的性价比，即软件的性能是否优越和质量是否稳定？与其它设计软件兼容性如何？价格是否低廉？

在工业设计软件领域，我国有部分企业在坚持和追赶，例如北京数码大方、广州中望。北京数码大方科技股份有限公司是CAD和PLM软件供应商，拥有自主知识产权的系列化的CAD、CAPP、CAM、DNC、PDM、MPM等软件产品和解决方案。广州中望龙腾软件股份有限公司专注于CAD平台软件研发，是CAD/CAM软件与服务提供商，在2018年开始进军CAE领域，成为国内首家横跨二维CAD、三维CAD/CAM、仿真CAE的国产工业软件厂商，为全球用户提供All-in-One CAx解决方案。

重要意义

我国已经是全球最大制造业国家，而且规模还在不断扩大，因而大量工业行业需要研发新产品开拓新市场、从事技术革新。小到零配件设计，大到大型设备的设计，都离不开工业设计软件。如果有了自己的产品研发类设计软件，不仅可以提高设计效率和设计质量，而且在国际竞争升级时，可以提高制造业的竞争底气，不必担忧被制裁。

我国必然从制造大国走向制造强国，大量机械设备、加工设备、产品、零部件研发创新的技术含量越来越高，外型和内部结构越来越复杂，现有国际软件能否永远适用？估计会有一定问题。如果我们拥有性能优越自主研制的产品研发设计软件，这些企业就可与用户共同调整创新，使产品研发类工业设计软件不断适应制造业发展新需求。虽然国际品牌软件也可根据我们的需求不断改进，但进度和价格不可控，且始终存在被卡脖子的担忧。我们拥有自己的产品研发类设计软件，只要性能价格比高，不仅可保障大国重器掌握在自己手中，还可辅助制造业上新台阶。

我国要发展数字经济，实现产业数字化和数字产业化，发展全方位的工业软件包括产品研发类设计软件，是十分重要的一环。