核心提示:當美國軟件的冷槍打向百億估值的中國企業,令加快軟件國產替代的呼聲再起。
當美國軟件的“冷槍”打向百億估值的中國企業,令加快軟件國產替代的呼聲再起。
3月12日,美國設計軟件公司Figma發布消息稱,由于中國無人機企業大疆在美國政府制定的“實體清單”中,根據美國法律,Figma將無法為大疆提供服務。在美國撤銷制裁之前,名單上相關公司賬號都將無法訪問Figma。
隨后有媒體報道稱,華為、360等公司的企業賬號也同樣遭到了該軟件的封禁。
盡管藍湖MasterGo、即時設計等國內設計軟件企業發布了導入Figma文件,實現了基本的功能平替,但作為與Adobe、Sketch一起的核心設計工具軟件,Figma對于設計師的重要性不言而喻,所以美國企業封禁做法對于國內設計行業的影響將是深遠的。
實際上,軟件一直是中國設計領域、工業領域最薄弱的一環。
雖然阿里、騰訊、字節跳動等互聯網企業一直都推出各種軟件產品,但到實際應用中,以視頻剪輯行業為例,優秀視頻創作者們使用的重要剪輯軟件,依然是Final Cut Pro、Adobe Premiere Pro、DaVinci Resolve(達芬奇)等歐美出品的軟件。
當然還有工業軟件。作為工業制造的“靈魂”載體,也是國家制造業競爭力的關鍵,過去幾十年來,國內CAD(計算機輔助設計)和CAE(計算機輔助仿真)等核心工業基礎軟件,卻一直由西門子、達索、歐特克等歐美企業研發的軟件做主導,國產工業軟件長期缺位。
2020年6月,哈爾濱工業大學、哈爾濱工程大學等多個科研機構和公司,被美國以涉軍為由列入實體清單,此后兩校師生發現無法再通過學校賬號登入海外數理分析軟件MATLAB。
更早之前的2019年5月,美國商務部將華為列入實體清單,導致其無法使用最新的芯片設計軟件工具EDA(電子設計自動化)去設計芯片。(詳見鈦媒體App前文:《國產EDA,到底能不能打破海外三巨頭壟斷?》)
這兩個事件讓國產工業基礎軟件的“卡脖子”問題浮出水面。
根據國家工信部指導發布的《中國工業軟件白皮書(2020)》調研數據顯示,在生產控制、經營管理、運維服務這三個工業制造環節,國產工業軟件在中國國內市場份額已分別達到五成、七成、三成,但在研發設計環節,海外軟件占比仍高達95%。
而工信部發布的另一組數據顯示,2020年,中國軟件業務收入竟高達人民幣81616億元,其中信息技術服務收入達到49868億元,這意味著大部分收入都被國外企業拿走。
天風證券曾預測,未來五年,中國工業軟件市場增速超五倍,長期市場空間有望達到400億美元。
“國外軟件的壟斷特別高,它是有兩個原因造成的,一個是技術,一個是生態。”設序科技創始人兼CEO吳泳榮博士接受鈦媒體App獨家專訪時表示,對于制造企業工程師來說,由于海外工業軟件長時間在學校、企業中使用,這種交互喜好習慣難以改變,所以即使國內工業軟件產品實現了國產化替代,哪怕技術上無限接近海外軟件,生態依然是很難去打破的。
聯想創投合伙人王光熙接受鈦媒體App采訪時表示,國內在一些高精尖,尤其是細分領域的工業軟件,和國外公司差距還是比較大的。其實沒有太多的捷徑可走,本質上還是要經過大量的投入,大量的積累,場景的反復打磨,才能夠真正做好。
浙江大學計算機學院教授高曙明則一針見血的指出,中國工業軟件要達到全球一流水平至少還要十年。
那么,作為亟待突破的受到限制的關鍵環節,400億的中國工業軟件市場遭遇歐美“卡脖子”,國產工業軟件如何解困?何時解困?
工業誤判、資金投入不足導致國產軟件三十年的空白
簡單來說,工業軟件是將工業知識軟件化,將企業在產品的規劃、設計、生產、銷售、服務等核心流程中的經驗積淀融合在軟件系統中,用以提升企業全流程的工作效率。
由于CAD/CAE工業軟件涉及數學、 物理、工程、計算機等多類技術,該行業的參與壁壘較高,往往需要核心客戶一起參與才能形成優勢產品。
根據產品劃分,工業軟件大致可分為設計研發、信息管理、生產控制管理、工業嵌入式軟件和工業集成平臺五大類,涉及幾十個細分門類。除了常見的CAD/CAE軟件,還有CAM(計算機輔助制造)以及大量數理分析軟件、集成核心工業經驗的軟件等。在大型項目開發中,各學科使用的軟件總數高達上百種,不同企業參與不同環節。
作為現代產業體系之“魂”,工業軟件已經滲透和廣泛應用于幾乎所有工業領域。
盡管領域眾多,但國內做工業軟件的公司數量和規模依然十分稀少,處于小而散的局面。以CAD/CAE軟件為例,目前國內頭部只有中電華大、中望軟件、數碼大方、蘇州浩辰等少數企業。
東方證券數據顯示,目前中國CAD軟件市場,達索、西門子、PTC以及Autodesk在中國市場占有率達90%以上,國內中望軟件、蘇州浩辰、數碼大方三家公司總份額不到10%。而CAE領域,美國ANSYS等占據了中國95%以上的市場份額,國內并沒有與西門子、達索這種企業規模相同的標的。
背后的原因,主要是工業軟件的技術難度大、資金投入高、研發周期長、市場有限,導致多年來國產技術發展緩慢,加上工業誤判、資金投入低、產學研生態不佳,下游企業“造不如買”,使得工業軟件沒有形成規模化效應。而國外企業自身對軟件有需求,邊做邊用,越用越好,逐漸成為了工業的核心輔助產品。
事實上,從工業軟件行業發展來看,中國也曾經歷過鼎盛時期。
20世紀80年代初,伴隨著有實力的研究所或高校的需求,昂貴的IBM大型機、VAX小型機、Apolo工作站引入到中國,而上面附帶的某些CG、CAD軟件工具,讓中國人第一次接觸到了工業軟件這一門類。而早期開發的軟件,大多數是二維CAD繪圖軟件。
“七五”到“十五”(1986年—2005年)期間,由于國家對于國產自主工業軟件的支持,以北航、清華為代表的一批高校和科研人員開始做相關的軟件開發,他們通過當時國家機械部(機電部)“CAD攻關項目”、國家科委(科技部)的“863/CIMS、制造業信息化工程”申請到了資金補助,隨即拿這筆錢投入了研發和人才搭建中。
1999年前后,中國多家科研機構成功研發出了高華CAD、CAXA電子圖版、開目CAD、浙大大天CAD、山大華天等一批工業軟件產品。即使在開發難度比較大的三維CAD領域,也出現了北航的熊貓CAD系統等。
不過自2005年開始,科技部對研發設計軟件的重點支持,轉到了三維CAD。而在“十二五”(2011年)以后,中國的信息化開始走“兩化融合”的道路,科技部也不再分管信息化工作,國家不再給科研機構的工業基礎軟件研發進行補助,對三維CAD研發的資金投入也逐年減少。
根據上?茖W院教授陸仲勛著作的《自主CAE涅槃之火》一書記載,當時有關管理部門在對直接為先進裝備制造業服務的CAD/CAE軟件核心技術的認識上產生了偏差,認為CAD/CAE工業軟件既不屬于基礎科學,又不屬于科技攻關,故而失去了必要的支持,使其發展舉步維艱。
與此同時,20世紀90年代以來,大批國外軟件涌入中國市場,西門子、歐特克等公司通過低價合作、免費搭售等措施,讓國外工業基礎軟件走進大學、政企、科研機構當中,當時人們有“造不如買”的心理,這對產學研培養造成了嚴重的沖擊,使得學生利用國外軟件來計算,自主軟件受到了強烈打壓,沒有形成核心的工業軟件生態。
而且,由于研發設計類軟件基本直接安裝于通用計算機,國外軟件企業放任了全球“盜版”IP 現象,讓更多的中國企業、機構享受到了免費的國外軟件,沒有了付費意識,海外軟件借此實現了用戶增長,生態得以持續壯大,而國內工程師就十分依賴這種生態。
自主軟件賽道長期空白,讓國外工業軟件長驅直入,直接將中國高端CAD/CAE市場領域的壟斷寶座給了PTC、UG(現在屬于西門子)、CATIA等歐美企業,中低端則由Solidworks、Autodesk、SolidEdge牢牢把控。
此外,在美國政府支持下,西門子、達索等歐美企業加快了收并購步伐,完善了產品線,并向CAD/CAE/CAM+PLM一體化邁進,以此實現了流程串通和優化。
以西門子為例:2001年到2006年,西門子相繼收購了多家MES(制造執行系統)廠商,并在此基礎上推出了自己的MES軟件SimaticIT;2007年,西門子以35億美元收購美國PLM(產品生命周期)公司UGS;2008年西門子再度收購德國Innotec軟件公司;2013年6.9億歐元收購LMS,以及德國廠商TESIS,西門子進入仿真與測試系統領域;2017年4月,西門子收購Mentor Graphics,進入到“芯片之母”、電子設計領域核心工具EAD軟件領域。
“過去二十年中,西門子在軟件方面投入了100多億美元,使我們在工業軟件方面處于領先地位。”西門子股份公司首席運營官、首席技術官、管理委員會成員博樂仁(Roland Busch)表示,如今西門子通過收并購豐富了CAX產品矩陣,并在汽車行業做深做透。
相比較而言,在十五、十一五期間,中國三維CAD軟件研發方面的總投入規模大概是4000萬—5000萬元,二維CAE則主要通過國家自然基金項目,投入資金為平均一年一千萬左右。截止十二五的三個五年計劃之中,國家對三維CAD/CAE等核心工業軟件研發的投入不足2億人民幣資金。
與西門子超700億元資本投入相比,中國工業基礎軟件的研發,不管是資金規模,還是技術投入力度,都稍顯落后。
蘇州浩辰軟件曾在招股書中坦言,公司成立起步時間相對國外龍頭廠商較晚,雖不斷完善產品體系與營銷網絡,但從發展歷程、資本實力、技術實力綜合來看,較行業國際龍頭廠商仍存在較大差距。
經歷了30多年的空窗期,如今,中國的CAD/CAE等軟件產業架構依然未建立起來。雖有些自主CAE/CRM軟件在特定范圍得到應用,但都屬于偶發的“自在”狀態,產品性能有待提升,遠未達到產業規模。
平臺不強、核心不硬,是中國在工業軟件領域亟待解決的重大問題。
需求破土,政策提振“國產替代”
雖然屢戰屢敗,但隨著中國加快制造業數字化、智能化,以及工業4.0目標的實施,AI 技術的快速進步,科學研究、經濟和國防安全等領域的需要,以及美國技術封鎖威脅,都加速了國內工業軟件的需求破土。
首先在政策方面,中國工業基礎軟件“卡脖子”問題,已經引起相關部門的重視。
據新華社報道,2021年5月,中央提到,要加強原創性、引領性科技攻關,明確提及石油天然氣、工業軟件等多個領域。
實際上,自2015年發布《國家智能制造標準體系建設指南》之后,中國陸續出臺多項政策,支持智能制造和工業互聯網的發展。
2021年6月的中國工業軟件大會上,國家工信部信息技術發展司司長謝少鋒就表示,中國將盡快發布軟件產業“十四五”發展規劃,強化對工業軟件關鍵技術軟件的重點支持。
根據“中國制造2025重點領域技術路線圖”,到2025年,中國絕大部分核心技術要取得突破,形成自主可控的操作系統與工業軟件及其標準體系,自主工業軟件市場占有率要超過50%。
有行業人士指出,工業軟件其實是一個特別需要舉國體制的地方,需要從上層標準的建立,來確定底層的開發設計邏輯。在公司層面也一樣,需要戰略先行,定好行業,然后就要持續的投入去深耕。所以很多人建議把工業軟件的發展放到航空、航天、兵工、船舶等行業同等重要的地位,破解工業軟件受制于人的局面。
王光熙認為,過去在一些關鍵的CAD/CAE等工業軟件大賽道上,中國的空缺也不能一概而論,或者說是在什么地方忽視了。
“從另一角度看,當時隨著全球化的發展,全球產業和科技也有所分工,行業上下游需要跟一些不同國家地域進行科學技術分工完成的,并不是每個國家都采取端到端的方式,完全打造一套自己獨立的系統。”王光熙對鈦媒體App表示。
受政策提振影響,工業軟件類公司也開始被資本市場所關注。
2021年3月,被譽為“國產CAD第一股”的中望軟件(688083.SH)成功登陸科創板,上市以來股價持續上漲,市盈率超100倍,如今市值達144億元左右。而芯片設計軟件EDA企業華大九天也已啟動上市計劃,同樣被市場寄予厚望。
在一級市場,最近這兩年,很多工業軟件初創企業如雨后春筍冒出來,例如,專注于CAD/PLM軟件的數碼大方、由中科院院士陳十一創立的CAD仿真軟件廠商“十灃科技”、做國產求解器軟件的“杉數科技”、做工業EDA軟件的“芯華章科技”、吳泳榮博士創立的“設序科技”等。
國產化依然任重道遠
2020年,從上海同濟大學畢業、曾在蔚來汽車負責工廠端AI技術應用的吳泳榮博士決定要成立“設序科技”。
起初他并沒有想做國產的CAD替代,而是希望用 AI 技術幫助汽車工程師做設計研發,用智能技術解決工人重復勞動問題。隨后,吳泳榮領導的設序團隊,研發出了市場上首款AI+CAD的工業研發設計類軟件——設序DO-Design V1.0,以此幫助企業的高效運作,解決重復勞動問題。
與此同時,這款產品卻意外得到了行業其他企業的訂單需求,讓其對CAD市場充滿了信心,從而更加專注于AI+CAD領域。
今年2月24日,設序科技宣布完成A輪投資,年內累計融資過億元,投資方包括字節跳動、聯創永浚、SIG、險峰長青、高榕資本、聯想創投等。
作為設序科技投資方之一,王光熙告訴鈦媒體App,聯想創投布局設序這家公司是押注了兩個點:一是工業軟件的國產化發展,二是設序這個項目,本質上是針對智能制造、智慧工業,這些智能化時代的新事物,它不同于過去工業軟件的邏輯,用到了新的算力。這種利用 AI 實現的制造企業自動化,高效化,智能化,覆蓋到一些新的場景。
在王光熙看來,過去國產工業軟件碰到的最大挑戰,也是今天的機會點所在。畢竟中國還是一個工業制造大國,有大量的需求,大量的客戶,大量的場景數據,這個其實跟消費互聯網有異曲同工之妙。
吳泳榮告訴鈦媒體App,設序科技所提供的智能工業設計SaaS軟件,已用于汽車焊裝夾具設計及沖壓模具設計領域,提供以“智能推薦、智能交互、智能制圖、零件工廠”為核心技術功能的一體化解決方案?蛻舴答伭己茫斎灰灿刑嵘臻g。預計今年春季,設序將發布新版智能工業設計SaaS軟件。
“我們的創新主要在AI 技術上,投入了很多力量去做數據的清洗、復用以及訓練輸出,在垂直場景效率方面有一定優勢;而相對于國外軟件企業來說,我們是中國企業,在文化和協作上都有很大的優勢,安全性更好。”吳泳榮表示,設序軟件產品的商業化采用訂閱模式,而非買斷式收費。
除了民企,軍用領域也不斷推行從硬件到軟件的全面國產化替代。鈦媒體App從多位投資人、行業人士、企業高管處了解到,目前國內已大規模采購中國電子科技集團投資的企業產品。相關人士表示,2018年開始,軍用的國產替代需求明顯多了。
此外,央企、國企對于工業軟件的需求也呈現增長態勢。
據工業軟件企業“杉數科技”介紹,隨著中美關系惡化,公司突然發現,很多國企開始主動找上門來,希望將美國軟件替換出去,而杉數科技也迅速瞄準了這一龐大的國產替代市場,客戶包括六國化工、某省的國家電網、某211高校、北京某科技信息機構等。
杉數科技是由四名美國斯坦福大學博士創立,向客戶提供國產求解器。作為基礎軟件,杉數利用“求解器”和AI 機器學習引擎,以“企業決策大腦”優化中臺為支撐,可對復雜的現實問題進行數學建模,幫助客戶(企業)在各種復雜問題下完成最優決策。
(詳見鈦媒體App前文:《超越阿里達摩院成績,這個斯坦福團隊用“國產求解器”助中國企業實現智能決策》)
杉數科技聯合創始人&CSO葛冬冬此前接受鈦媒體App獨家專訪時提及,他們利用自研的“COPT數學優化求解器”,可使工廠生產排程訂單滿足率提高20%,產能損失率降低30%。在電力系統優化方面,杉數產品可以起到國產替代的初步效果。
不過,高曙明教授卻給出比較悲觀的評價。
他指出,整體來看,民用工業領域的工業軟件國產替代大潮尚未來臨。目前大部分中國制造企業的產品創新度不夠高,需求自然較少。
高曙明舉了個例子,國產CAD軟件在復雜曲面構建與處理上還面臨一些技術障礙,核心建模操作可靠性還不夠。而這種技術難點的缺失,使得產品無法得到市場的認同。
國內工業軟件企業“索為系統”董事長李義章曾指出,工業軟件的開發需要投入,不能全靠國家,長期或良性的市場競爭,還得靠行業龍頭和社會資本。而商業模式投入了之后,如何加速技術創新,產生效益,形成良性循環,依然是國產化亟待解決的重要課題。
吳泳榮對鈦媒體App表示,未來工業軟件賽道,企業需要學習西門子、達索軟件的發展路徑,不斷通過收并購發展壯大。
王光熙表示,中國依然是有工程師紅利。他認為從人才儲備、市場環境,客戶環境,加上資本到位,中國是有機會有能力迎頭趕上的。
但不管這個機會的窗口有多么好,還是要戒驕戒躁,因為工業軟件發展確實沒有捷徑。我們希望,中國企業能夠借鑒很多之前的經驗,同時運用一些新的IT手段,去縮短這個路程,減少這個走彎路的過程。”他說。
3月12日,美國設計軟件公司Figma發布消息稱,由于中國無人機企業大疆在美國政府制定的“實體清單”中,根據美國法律,Figma將無法為大疆提供服務。在美國撤銷制裁之前,名單上相關公司賬號都將無法訪問Figma。
隨后有媒體報道稱,華為、360等公司的企業賬號也同樣遭到了該軟件的封禁。
盡管藍湖MasterGo、即時設計等國內設計軟件企業發布了導入Figma文件,實現了基本的功能平替,但作為與Adobe、Sketch一起的核心設計工具軟件,Figma對于設計師的重要性不言而喻,所以美國企業封禁做法對于國內設計行業的影響將是深遠的。
實際上,軟件一直是中國設計領域、工業領域最薄弱的一環。
雖然阿里、騰訊、字節跳動等互聯網企業一直都推出各種軟件產品,但到實際應用中,以視頻剪輯行業為例,優秀視頻創作者們使用的重要剪輯軟件,依然是Final Cut Pro、Adobe Premiere Pro、DaVinci Resolve(達芬奇)等歐美出品的軟件。
當然還有工業軟件。作為工業制造的“靈魂”載體,也是國家制造業競爭力的關鍵,過去幾十年來,國內CAD(計算機輔助設計)和CAE(計算機輔助仿真)等核心工業基礎軟件,卻一直由西門子、達索、歐特克等歐美企業研發的軟件做主導,國產工業軟件長期缺位。
2020年6月,哈爾濱工業大學、哈爾濱工程大學等多個科研機構和公司,被美國以涉軍為由列入實體清單,此后兩校師生發現無法再通過學校賬號登入海外數理分析軟件MATLAB。
更早之前的2019年5月,美國商務部將華為列入實體清單,導致其無法使用最新的芯片設計軟件工具EDA(電子設計自動化)去設計芯片。(詳見鈦媒體App前文:《國產EDA,到底能不能打破海外三巨頭壟斷?》)
這兩個事件讓國產工業基礎軟件的“卡脖子”問題浮出水面。
根據國家工信部指導發布的《中國工業軟件白皮書(2020)》調研數據顯示,在生產控制、經營管理、運維服務這三個工業制造環節,國產工業軟件在中國國內市場份額已分別達到五成、七成、三成,但在研發設計環節,海外軟件占比仍高達95%。
而工信部發布的另一組數據顯示,2020年,中國軟件業務收入竟高達人民幣81616億元,其中信息技術服務收入達到49868億元,這意味著大部分收入都被國外企業拿走。
天風證券曾預測,未來五年,中國工業軟件市場增速超五倍,長期市場空間有望達到400億美元。
“國外軟件的壟斷特別高,它是有兩個原因造成的,一個是技術,一個是生態。”設序科技創始人兼CEO吳泳榮博士接受鈦媒體App獨家專訪時表示,對于制造企業工程師來說,由于海外工業軟件長時間在學校、企業中使用,這種交互喜好習慣難以改變,所以即使國內工業軟件產品實現了國產化替代,哪怕技術上無限接近海外軟件,生態依然是很難去打破的。
聯想創投合伙人王光熙接受鈦媒體App采訪時表示,國內在一些高精尖,尤其是細分領域的工業軟件,和國外公司差距還是比較大的。其實沒有太多的捷徑可走,本質上還是要經過大量的投入,大量的積累,場景的反復打磨,才能夠真正做好。
浙江大學計算機學院教授高曙明則一針見血的指出,中國工業軟件要達到全球一流水平至少還要十年。
那么,作為亟待突破的受到限制的關鍵環節,400億的中國工業軟件市場遭遇歐美“卡脖子”,國產工業軟件如何解困?何時解困?
工業誤判、資金投入不足導致國產軟件三十年的空白
簡單來說,工業軟件是將工業知識軟件化,將企業在產品的規劃、設計、生產、銷售、服務等核心流程中的經驗積淀融合在軟件系統中,用以提升企業全流程的工作效率。
由于CAD/CAE工業軟件涉及數學、 物理、工程、計算機等多類技術,該行業的參與壁壘較高,往往需要核心客戶一起參與才能形成優勢產品。
根據產品劃分,工業軟件大致可分為設計研發、信息管理、生產控制管理、工業嵌入式軟件和工業集成平臺五大類,涉及幾十個細分門類。除了常見的CAD/CAE軟件,還有CAM(計算機輔助制造)以及大量數理分析軟件、集成核心工業經驗的軟件等。在大型項目開發中,各學科使用的軟件總數高達上百種,不同企業參與不同環節。
作為現代產業體系之“魂”,工業軟件已經滲透和廣泛應用于幾乎所有工業領域。
工業軟件類別一覽(由鈦媒體App制圖)
盡管領域眾多,但國內做工業軟件的公司數量和規模依然十分稀少,處于小而散的局面。以CAD/CAE軟件為例,目前國內頭部只有中電華大、中望軟件、數碼大方、蘇州浩辰等少數企業。
東方證券數據顯示,目前中國CAD軟件市場,達索、西門子、PTC以及Autodesk在中國市場占有率達90%以上,國內中望軟件、蘇州浩辰、數碼大方三家公司總份額不到10%。而CAE領域,美國ANSYS等占據了中國95%以上的市場份額,國內并沒有與西門子、達索這種企業規模相同的標的。
背后的原因,主要是工業軟件的技術難度大、資金投入高、研發周期長、市場有限,導致多年來國產技術發展緩慢,加上工業誤判、資金投入低、產學研生態不佳,下游企業“造不如買”,使得工業軟件沒有形成規模化效應。而國外企業自身對軟件有需求,邊做邊用,越用越好,逐漸成為了工業的核心輔助產品。
事實上,從工業軟件行業發展來看,中國也曾經歷過鼎盛時期。
20世紀80年代初,伴隨著有實力的研究所或高校的需求,昂貴的IBM大型機、VAX小型機、Apolo工作站引入到中國,而上面附帶的某些CG、CAD軟件工具,讓中國人第一次接觸到了工業軟件這一門類。而早期開發的軟件,大多數是二維CAD繪圖軟件。
“七五”到“十五”(1986年—2005年)期間,由于國家對于國產自主工業軟件的支持,以北航、清華為代表的一批高校和科研人員開始做相關的軟件開發,他們通過當時國家機械部(機電部)“CAD攻關項目”、國家科委(科技部)的“863/CIMS、制造業信息化工程”申請到了資金補助,隨即拿這筆錢投入了研發和人才搭建中。
1999年前后,中國多家科研機構成功研發出了高華CAD、CAXA電子圖版、開目CAD、浙大大天CAD、山大華天等一批工業軟件產品。即使在開發難度比較大的三維CAD領域,也出現了北航的熊貓CAD系統等。
不過自2005年開始,科技部對研發設計軟件的重點支持,轉到了三維CAD。而在“十二五”(2011年)以后,中國的信息化開始走“兩化融合”的道路,科技部也不再分管信息化工作,國家不再給科研機構的工業基礎軟件研發進行補助,對三維CAD研發的資金投入也逐年減少。
根據上?茖W院教授陸仲勛著作的《自主CAE涅槃之火》一書記載,當時有關管理部門在對直接為先進裝備制造業服務的CAD/CAE軟件核心技術的認識上產生了偏差,認為CAD/CAE工業軟件既不屬于基礎科學,又不屬于科技攻關,故而失去了必要的支持,使其發展舉步維艱。
與此同時,20世紀90年代以來,大批國外軟件涌入中國市場,西門子、歐特克等公司通過低價合作、免費搭售等措施,讓國外工業基礎軟件走進大學、政企、科研機構當中,當時人們有“造不如買”的心理,這對產學研培養造成了嚴重的沖擊,使得學生利用國外軟件來計算,自主軟件受到了強烈打壓,沒有形成核心的工業軟件生態。
而且,由于研發設計類軟件基本直接安裝于通用計算機,國外軟件企業放任了全球“盜版”IP 現象,讓更多的中國企業、機構享受到了免費的國外軟件,沒有了付費意識,海外軟件借此實現了用戶增長,生態得以持續壯大,而國內工程師就十分依賴這種生態。
自主軟件賽道長期空白,讓國外工業軟件長驅直入,直接將中國高端CAD/CAE市場領域的壟斷寶座給了PTC、UG(現在屬于西門子)、CATIA等歐美企業,中低端則由Solidworks、Autodesk、SolidEdge牢牢把控。
此外,在美國政府支持下,西門子、達索等歐美企業加快了收并購步伐,完善了產品線,并向CAD/CAE/CAM+PLM一體化邁進,以此實現了流程串通和優化。
以西門子為例:2001年到2006年,西門子相繼收購了多家MES(制造執行系統)廠商,并在此基礎上推出了自己的MES軟件SimaticIT;2007年,西門子以35億美元收購美國PLM(產品生命周期)公司UGS;2008年西門子再度收購德國Innotec軟件公司;2013年6.9億歐元收購LMS,以及德國廠商TESIS,西門子進入仿真與測試系統領域;2017年4月,西門子收購Mentor Graphics,進入到“芯片之母”、電子設計領域核心工具EAD軟件領域。
截止2016年的西門子工業軟件收購里程(來源:華泰證券)
“過去二十年中,西門子在軟件方面投入了100多億美元,使我們在工業軟件方面處于領先地位。”西門子股份公司首席運營官、首席技術官、管理委員會成員博樂仁(Roland Busch)表示,如今西門子通過收并購豐富了CAX產品矩陣,并在汽車行業做深做透。
相比較而言,在十五、十一五期間,中國三維CAD軟件研發方面的總投入規模大概是4000萬—5000萬元,二維CAE則主要通過國家自然基金項目,投入資金為平均一年一千萬左右。截止十二五的三個五年計劃之中,國家對三維CAD/CAE等核心工業軟件研發的投入不足2億人民幣資金。
與西門子超700億元資本投入相比,中國工業基礎軟件的研發,不管是資金規模,還是技術投入力度,都稍顯落后。
蘇州浩辰軟件曾在招股書中坦言,公司成立起步時間相對國外龍頭廠商較晚,雖不斷完善產品體系與營銷網絡,但從發展歷程、資本實力、技術實力綜合來看,較行業國際龍頭廠商仍存在較大差距。
經歷了30多年的空窗期,如今,中國的CAD/CAE等軟件產業架構依然未建立起來。雖有些自主CAE/CRM軟件在特定范圍得到應用,但都屬于偶發的“自在”狀態,產品性能有待提升,遠未達到產業規模。
平臺不強、核心不硬,是中國在工業軟件領域亟待解決的重大問題。
需求破土,政策提振“國產替代”
雖然屢戰屢敗,但隨著中國加快制造業數字化、智能化,以及工業4.0目標的實施,AI 技術的快速進步,科學研究、經濟和國防安全等領域的需要,以及美國技術封鎖威脅,都加速了國內工業軟件的需求破土。
首先在政策方面,中國工業基礎軟件“卡脖子”問題,已經引起相關部門的重視。
據新華社報道,2021年5月,中央提到,要加強原創性、引領性科技攻關,明確提及石油天然氣、工業軟件等多個領域。
實際上,自2015年發布《國家智能制造標準體系建設指南》之后,中國陸續出臺多項政策,支持智能制造和工業互聯網的發展。
工業軟件行業涉及的政策名稱(來源:天風證券研究)
2021年6月的中國工業軟件大會上,國家工信部信息技術發展司司長謝少鋒就表示,中國將盡快發布軟件產業“十四五”發展規劃,強化對工業軟件關鍵技術軟件的重點支持。
根據“中國制造2025重點領域技術路線圖”,到2025年,中國絕大部分核心技術要取得突破,形成自主可控的操作系統與工業軟件及其標準體系,自主工業軟件市場占有率要超過50%。
有行業人士指出,工業軟件其實是一個特別需要舉國體制的地方,需要從上層標準的建立,來確定底層的開發設計邏輯。在公司層面也一樣,需要戰略先行,定好行業,然后就要持續的投入去深耕。所以很多人建議把工業軟件的發展放到航空、航天、兵工、船舶等行業同等重要的地位,破解工業軟件受制于人的局面。
王光熙認為,過去在一些關鍵的CAD/CAE等工業軟件大賽道上,中國的空缺也不能一概而論,或者說是在什么地方忽視了。
“從另一角度看,當時隨著全球化的發展,全球產業和科技也有所分工,行業上下游需要跟一些不同國家地域進行科學技術分工完成的,并不是每個國家都采取端到端的方式,完全打造一套自己獨立的系統。”王光熙對鈦媒體App表示。
受政策提振影響,工業軟件類公司也開始被資本市場所關注。
2021年3月,被譽為“國產CAD第一股”的中望軟件(688083.SH)成功登陸科創板,上市以來股價持續上漲,市盈率超100倍,如今市值達144億元左右。而芯片設計軟件EDA企業華大九天也已啟動上市計劃,同樣被市場寄予厚望。
在一級市場,最近這兩年,很多工業軟件初創企業如雨后春筍冒出來,例如,專注于CAD/PLM軟件的數碼大方、由中科院院士陳十一創立的CAD仿真軟件廠商“十灃科技”、做國產求解器軟件的“杉數科技”、做工業EDA軟件的“芯華章科技”、吳泳榮博士創立的“設序科技”等。
國產化依然任重道遠
2020年,從上海同濟大學畢業、曾在蔚來汽車負責工廠端AI技術應用的吳泳榮博士決定要成立“設序科技”。
起初他并沒有想做國產的CAD替代,而是希望用 AI 技術幫助汽車工程師做設計研發,用智能技術解決工人重復勞動問題。隨后,吳泳榮領導的設序團隊,研發出了市場上首款AI+CAD的工業研發設計類軟件——設序DO-Design V1.0,以此幫助企業的高效運作,解決重復勞動問題。
與此同時,這款產品卻意外得到了行業其他企業的訂單需求,讓其對CAD市場充滿了信心,從而更加專注于AI+CAD領域。
今年2月24日,設序科技宣布完成A輪投資,年內累計融資過億元,投資方包括字節跳動、聯創永浚、SIG、險峰長青、高榕資本、聯想創投等。
作為設序科技投資方之一,王光熙告訴鈦媒體App,聯想創投布局設序這家公司是押注了兩個點:一是工業軟件的國產化發展,二是設序這個項目,本質上是針對智能制造、智慧工業,這些智能化時代的新事物,它不同于過去工業軟件的邏輯,用到了新的算力。這種利用 AI 實現的制造企業自動化,高效化,智能化,覆蓋到一些新的場景。
在王光熙看來,過去國產工業軟件碰到的最大挑戰,也是今天的機會點所在。畢竟中國還是一個工業制造大國,有大量的需求,大量的客戶,大量的場景數據,這個其實跟消費互聯網有異曲同工之妙。
吳泳榮告訴鈦媒體App,設序科技所提供的智能工業設計SaaS軟件,已用于汽車焊裝夾具設計及沖壓模具設計領域,提供以“智能推薦、智能交互、智能制圖、零件工廠”為核心技術功能的一體化解決方案?蛻舴答伭己茫斎灰灿刑嵘臻g。預計今年春季,設序將發布新版智能工業設計SaaS軟件。
“我們的創新主要在AI 技術上,投入了很多力量去做數據的清洗、復用以及訓練輸出,在垂直場景效率方面有一定優勢;而相對于國外軟件企業來說,我們是中國企業,在文化和協作上都有很大的優勢,安全性更好。”吳泳榮表示,設序軟件產品的商業化采用訂閱模式,而非買斷式收費。
除了民企,軍用領域也不斷推行從硬件到軟件的全面國產化替代。鈦媒體App從多位投資人、行業人士、企業高管處了解到,目前國內已大規模采購中國電子科技集團投資的企業產品。相關人士表示,2018年開始,軍用的國產替代需求明顯多了。
此外,央企、國企對于工業軟件的需求也呈現增長態勢。
據工業軟件企業“杉數科技”介紹,隨著中美關系惡化,公司突然發現,很多國企開始主動找上門來,希望將美國軟件替換出去,而杉數科技也迅速瞄準了這一龐大的國產替代市場,客戶包括六國化工、某省的國家電網、某211高校、北京某科技信息機構等。
杉數科技是由四名美國斯坦福大學博士創立,向客戶提供國產求解器。作為基礎軟件,杉數利用“求解器”和AI 機器學習引擎,以“企業決策大腦”優化中臺為支撐,可對復雜的現實問題進行數學建模,幫助客戶(企業)在各種復雜問題下完成最優決策。
(詳見鈦媒體App前文:《超越阿里達摩院成績,這個斯坦福團隊用“國產求解器”助中國企業實現智能決策》)
杉數科技聯合創始人&CSO葛冬冬此前接受鈦媒體App獨家專訪時提及,他們利用自研的“COPT數學優化求解器”,可使工廠生產排程訂單滿足率提高20%,產能損失率降低30%。在電力系統優化方面,杉數產品可以起到國產替代的初步效果。
不過,高曙明教授卻給出比較悲觀的評價。
他指出,整體來看,民用工業領域的工業軟件國產替代大潮尚未來臨。目前大部分中國制造企業的產品創新度不夠高,需求自然較少。
高曙明舉了個例子,國產CAD軟件在復雜曲面構建與處理上還面臨一些技術障礙,核心建模操作可靠性還不夠。而這種技術難點的缺失,使得產品無法得到市場的認同。
國內工業軟件企業“索為系統”董事長李義章曾指出,工業軟件的開發需要投入,不能全靠國家,長期或良性的市場競爭,還得靠行業龍頭和社會資本。而商業模式投入了之后,如何加速技術創新,產生效益,形成良性循環,依然是國產化亟待解決的重要課題。
吳泳榮對鈦媒體App表示,未來工業軟件賽道,企業需要學習西門子、達索軟件的發展路徑,不斷通過收并購發展壯大。
王光熙表示,中國依然是有工程師紅利。他認為從人才儲備、市場環境,客戶環境,加上資本到位,中國是有機會有能力迎頭趕上的。
但不管這個機會的窗口有多么好,還是要戒驕戒躁,因為工業軟件發展確實沒有捷徑。我們希望,中國企業能夠借鑒很多之前的經驗,同時運用一些新的IT手段,去縮短這個路程,減少這個走彎路的過程。”他說。