“工業(yè)軟件開發(fā)模型十分重要，工業(yè)仿真軟件的應(yīng)用價(jià)值非常重要。比如大飛機(jī)項(xiàng)目，波音777首先做計(jì)算機(jī)模擬，很多時(shí)間都是用計(jì)算機(jī)來模擬大飛機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)行為。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、主力和升力、扭矩，飛機(jī)到一定震動(dòng)時(shí)的AVH，實(shí)際上，工業(yè)仿真軟件非常重要。”中國(guó)科學(xué)院院士、深圳十灃有限公司首席顧問陳十一指出，“中國(guó)自主工業(yè)軟件是中國(guó)科技攻堅(jiān)的戰(zhàn)略要地，是中國(guó)制造業(yè)持續(xù)創(chuàng)新升級(jí)的最強(qiáng)助力，工業(yè)仿真軟件必須發(fā)展自己的核心技術(shù)和自主軟件。”

陳十一院士指出，據(jù)中國(guó)工業(yè)技術(shù)軟件產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示，2021年中國(guó)工業(yè)仿真軟件市場(chǎng)增長(zhǎng)率20%，三年內(nèi)可以達(dá)到200億市場(chǎng)規(guī)模，但自主軟件“短板”突出。2019年國(guó)內(nèi)ACE（計(jì)算機(jī)輔助工程，是廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造業(yè)產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)過程中的一 種技術(shù)軟件）軟件市場(chǎng)前十大供應(yīng)商中，沒有一家自主軟件企業(yè)。目前國(guó)產(chǎn)CAE的滲透率11%。

工業(yè)軟件市場(chǎng)的前五大廠商和發(fā)展趨勢(shì)

據(jù)悉，2020年，全球CAE市場(chǎng)被前三大供應(yīng)商所主導(dǎo)，分別是西門子、ANSYS和達(dá)索，市占率共計(jì)47%，前五大CAE供應(yīng)商中另兩名分別是Altair和Hexagon。中國(guó)CAE市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)化率不足5%，主要廠商為安世亞太、中望和安懷信，國(guó)內(nèi)企業(yè)技術(shù)上與國(guó)外差距較大。

陳十一院士認(rèn)為，雖然中國(guó)目前工業(yè)軟件企業(yè)與國(guó)外企業(yè)有技術(shù)差距，未來有很大空間可以跟上先進(jìn)廠商的步伐。據(jù)筆者調(diào)研，國(guó)際工業(yè)軟件已經(jīng)進(jìn)入發(fā)展的第三階段，外資企業(yè)西門子、達(dá)索和ANSYS為代表，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了軟件本身的技術(shù)積累。并在國(guó)家工業(yè)化的實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)軟件的應(yīng)用協(xié)同，實(shí)現(xiàn)流程串通和優(yōu)化。這些巨頭均在向“軟件+服務(wù)”的整體解決方案升級(jí)。而中國(guó)的工業(yè)軟件行業(yè)目前處于第一階段，大量的設(shè)計(jì)、制造等核心工業(yè)軟件被外國(guó)品牌占據(jù)，中國(guó)企業(yè)屈指可數(shù)，總體可以概括為“管理軟件強(qiáng)，工業(yè)軟件弱，低端軟件多，高端軟件少”。在中國(guó)制造業(yè)智能升級(jí)當(dāng)下，中國(guó)工業(yè)企業(yè)軟件升級(jí)需求廣，給予國(guó)內(nèi)廠商充分發(fā)展空間。

西門子最近展示了南京原生數(shù)字化工廠的案例。因?yàn)閺囊?guī)劃建設(shè)到運(yùn)營(yíng)管理，這家工廠都依靠西門子原生數(shù)字化技術(shù)和理念，支持工廠從無到有，由虛到實(shí)，“數(shù)字孿生”覆蓋整個(gè)產(chǎn)品線，以及工廠的完整生命周期，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化閉環(huán)。“我們像設(shè)計(jì)產(chǎn)品一樣設(shè)計(jì)廠房和產(chǎn)線，比如在實(shí)際破土動(dòng)工之前，西門子就已經(jīng)在虛擬世界中完成了工廠的建設(shè)，Process Simulate模擬仿真單臺(tái)設(shè)備、人機(jī)配合、機(jī)器人工作、細(xì)化生產(chǎn)單元，各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)集成在Teamcenter平臺(tái)，方便成員共享與協(xié)作。” 西門子負(fù)責(zé)人表示，新工廠可以同時(shí)生產(chǎn)電子和電機(jī)制造兩大類從原材料、生產(chǎn)設(shè)備到工藝流程截然不同的產(chǎn)品。

在投產(chǎn)之后，其產(chǎn)能將提高近2倍，生產(chǎn)效率提升20%，柔性生產(chǎn)能力提升30%，產(chǎn)品上市時(shí)間縮短近20%，空間利用率提升40%，物流流轉(zhuǎn)效率提升50%。

據(jù)悉，在德國(guó)漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上，西門子展示了工業(yè)5G專用網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用案例：一款通過5G連接的自動(dòng)導(dǎo)引車（AGV）。在生產(chǎn)過程中的內(nèi)部物流應(yīng)用該款A(yù)GV與移動(dòng)機(jī)器人等移動(dòng)設(shè)備時(shí)，能夠有效提升生產(chǎn)靈活性。可靠的無線通信為其穩(wěn)定和安全運(yùn)行提供保證。西門子現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)通過5G專網(wǎng)傳輸Profinet IO協(xié)議，從而為工業(yè)應(yīng)用實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)。這項(xiàng)突破由西門子SCALANCE 5G路由器實(shí)現(xiàn)。中央控制器可以通過5G專網(wǎng)傳輸Profinet，與自動(dòng)導(dǎo)引車（AGV）等移動(dòng)設(shè)備上的分布式I/O模塊進(jìn)行通信，無需再對(duì)每個(gè)單獨(dú)的移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行局部控制，節(jié)省成本、減少維護(hù)。

中國(guó)工業(yè)軟件發(fā)展之路：國(guó)產(chǎn)替代指向替換和迭代

中國(guó)的工業(yè)軟件行業(yè)目前處于第一階段，大量的設(shè)計(jì)、制造等核心工業(yè)軟件被外國(guó)品牌占據(jù)，中國(guó)企業(yè)屈指可數(shù)，總體可以概括為“管理軟件強(qiáng)，工業(yè)軟件弱，低端軟件多，高端軟件少”。在中國(guó)制造業(yè)智能升級(jí)當(dāng)下，中國(guó)工業(yè)企業(yè)軟件升級(jí)需求廣，給予國(guó)內(nèi)廠商充分發(fā)展空間。

陳十一院士指出，發(fā)展自主工業(yè)仿真軟件，目前面對(duì)三大挑戰(zhàn)：一是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)幾乎被國(guó)外廠商壟斷；二、工業(yè)軟件行業(yè)需要復(fù)合型人才，目前國(guó)內(nèi)人才缺口大。據(jù)《關(guān)鍵軟件人才需求報(bào)告》預(yù)測(cè)，到2025年，中國(guó)關(guān)鍵軟件人才缺口達(dá)到83萬，其中工業(yè)軟件人才缺口為12萬；三、國(guó)產(chǎn)算力平臺(tái)技術(shù)亟待提高。

當(dāng)然，中國(guó)工業(yè)軟件企業(yè)也面臨三大機(jī)遇。首先，中國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)，政策重視空間。第二、新科技革命，中國(guó)與世界同步。優(yōu)化計(jì)算速度和成本，集成仿真工作流程，提高產(chǎn)品易用性，而且AI+大數(shù)據(jù)將大幅度縮短求解時(shí)間，提高求解速度。IIoT+數(shù)字孿生，使得跨流程和系統(tǒng)構(gòu)建更復(fù)雜的仿真系統(tǒng)成為可能。

近日，在2022年華為開發(fā)者大會(huì)上，華為鯤鵬計(jì)算業(yè)務(wù)總裁張熙偉表示，經(jīng)過3年的發(fā)展，鯤鵬生態(tài)日益繁榮。截至目前，整機(jī)伙伴出貨占比已超過90%，歐拉發(fā)貨已超過170萬套，高斯的社區(qū)下載量累計(jì)超過80萬次，4000多家伙伴一起孵化了超過11000個(gè)解決方案。鯤鵬已經(jīng)在各個(gè)行業(yè)得到了規(guī)模應(yīng)用，成為行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的首選。

在賦能工業(yè)制造方面，去年，華為與寶德、拓維信息、長(zhǎng)江計(jì)算、依瞳科技、中科弘云、華睿科技、沃德普、凌華科技、研華科技、東聲智能共同發(fā)布了昇騰智造解決方案。針對(duì)質(zhì)檢效率低、柔性差、精度不足等制造企業(yè)痛點(diǎn)問題，昇騰智造解決方案基于華為南方工廠AI應(yīng)用的成熟實(shí)踐，打造AI質(zhì)檢解決方案，致力加速AI規(guī)模化服務(wù)于數(shù)字工廠。

“工業(yè)軟件除了在傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計(jì)，還有一個(gè)很大的是在數(shù)字經(jīng)濟(jì)跟人工智能跟數(shù)據(jù)采集一起來發(fā)展。發(fā)展自主工業(yè)軟件的路很長(zhǎng)，未來5年到10年，我們需要人才和市場(chǎng)，廣東非常好，華為帶頭，還有很多其他的企業(yè)都是參與，西方對(duì)我們采取圍堵策略，現(xiàn)在正是發(fā)展自主工業(yè)軟件最好的時(shí)代。”陳十一表示。

北京世冠金洋科技發(fā)展有限公司創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)李京燕表示，工業(yè)軟件的國(guó)產(chǎn)替代應(yīng)該是替換+迭代。對(duì)標(biāo)國(guó)外優(yōu)秀的軟件是對(duì)標(biāo)它可實(shí)現(xiàn)的功能，而不是對(duì)標(biāo)軟件本身。因?yàn)閲?guó)外的軟件走過了很長(zhǎng)的路，深厚的積累是長(zhǎng)項(xiàng)，然而歷史的包袱也是事實(shí)。比如GCKontrol采用新技術(shù)解決了Simulink仿真大模型速度慢的問題。隨著中國(guó)智能制造的升級(jí)，中國(guó)必然需要、也應(yīng)該誕生可與達(dá)索、西門子媲美的軟件巨頭，或者說形成可與之匹敵的軟件生態(tài)。


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