今年“两会”期间，在科技自立自强、制造业转型升级的大背景下，解决工业软件“卡脖子”成为代表委员们的高频提案，也成为社会各界讨论的热门话题。比如，全国政协委员许进表示，工业软件亟需尽快突破“卡脖子”问题。他说，“目前，我国90%以上工业软件仍需进口，部分自主软件模块在国外的基础软件平台上进行二次开发，对于工业发展具有不自主可控性。”又如，全国政协委员王明凡指出，要让“卡脖子”技术实现国产替代。他称，“当前，我国工业基础领域面临一些‘卡脖子’问题，特别是在基础工业软件、关键材料和高端装备等方面对进口的依赖较为严重。”
“两会”代表们深度关切背后，是中国工业软件面临的严峻现实。据工信部指导的2020年《中国工业软件产业白皮书》数据显示，中国在CAD、CAE、EDA等研发设计类工业软件的市场占有率仅为5%，工业软件的供应链韧性受到极大挑战。长期关注这个领域的人当不陌生，实际上我国工业软件薄弱的状况持续已久。业界在工业软件大类的每个细分领域，虽然已经开展了一些创新，但总体成效不算很突出，未能其他领域一样做出换道超车的壮举。工业软件国产替代究竟难在哪里？这个领域到底存不存在换道超车？如果存在，什么样的道才能跨越西方巨头百年沉淀设置的障碍？趁着工业软件“卡脖子”问题再次惊动社会各界的时节，让我们做一些探讨。
工业软件供应链安全问题凸显
首先必须明确的是，随着科技竞争和贸易摩擦加剧，我国工业软件自立自强刻不容缓！这一点再怎么强调也不为过。据不完全统计，从2018年3月到2021年12月，美国政府及其职能部门共把600多家中国公司、机构及个人纳入“实体清单”。最近两年来美方更是变本加厉，不断分批“拉长”这个清单，套索越收越紧。具体到被称为工业“灵魂”的工业软件领域，近年来便接连发生了Figma、MATLAB、EDA断供等数次被“卡脖子”的事件，以至于中国工程院院士倪光南大声疾呼，“遏制我国制造业发展的最大短板是工业软件。”这其中，2022年8月发生的“芯片之母”EDA工具限令影响面最为广泛。该禁令限制可以被用于3nm及以下先进半导体制程工艺芯片设计的EDA软件的对华出口，阻断了中国芯片设计厂商向更先进制程升级的通路，破坏力比直接的芯片断供有过之而无不及。
而从整体看，IDC数据显示，2019年中国工业软件营收占全球工业软件营收的5.1%，但主要集中在生产管理类工业软件，核心的CAD、CAE和CAM等研发设计类软件营收只占全世界的0.6%，几乎都被美欧巨头所垄断。与之相对应，我国已连续十多年登顶世界第一制造大国，产业规模与生产工具之间的“剪刀差”十分巨大。在当下这个工业4.0、智能制造转型升级的当口，解决工业软件供应链安全问题、确保供应链韧性的意义别提有多么重大！
自主替代需要跨越多重障碍
既然自主替代势在必行，那么具体要怎么做呢？近年来国产工业软件从业者们痛定思痛再出发，从过去的经验教训中总结了几大关键挑战，包括产品竞争力不强、技术研发投入不够、行业经验沉淀少、生态系统薄弱等，导致我们无法突破欧美巨头长期构建起来的竞争壁垒。复盘国外工具软件巨头崛起的历程不难发现，起步早、“买买买”、圈生态是它们制胜的几大法宝。国产工业软件想要迎头赶上，必须知己知彼、有的放矢，克服或绕过多重障碍。
首先，国外工业软件大多脱胎于工业巨头，从而往往拥有几十上百年的工业制造经验沉淀。比如法国工业巨头达索系统（Dassault Systemes）脱胎于著名的航空制造商达索集团（DassaultGroup），后者成立于1945年，是世界主要军用飞机制造商之一。其次，拥有工业巨头雄厚资本支持的国外工业软件企业，热衷于通过并购整合补强和补全产品链，以形成协同效应，掌握更多产业链控制权。比如ANSYS、西门子等，均通过同行并购或软硬整合，成为行业巨头。
再次，由于起步早和产品全，国外工业软件企业在服务制造业客户的过程中，积累了丰富的应用生态，从而能够不断向平台注入行业经验，吸引更多伙伴（包括客户和开发者），形成滚雪球效应。而客户一旦适应了它们的平台生态，就很难迁移到陌生的环境。相比之下，我国工业制造由于起步较晚，在孕育工业软件方面先天就吃了亏；接着由于重应用轻基础，遭遇了“失去的30年”；直到近年来形势所迫，才重新回到聚光灯下，开启新征程。在奋起直追的过程中，国内主要工业软件参与者也走出了多条路径，包括瞄准一个细分领域纵向突破；围绕一个大的类别横向扩张；以及统一标准开放重构整个体系等，以期抓住市场及政策机遇，实现自主创新。
电子散热仿真行业传来大消息
就在近日，电子散热仿真行业传来一个大消息——国内CAE头部企业云道智造与华为云携手，将自研的伏图电子散热软件加入华为云工业仿真工具链云服务CraftArts SIM，成为其关键组件之一，联合为工业制造企业客户提供新一代电子散热仿真工具。电子散热仿真专为散热设计方案提供数据支撑，以便从源头上指导优化散热设计，解决电子产品发热问题，确保人们的手机、电脑、平板等各种电子设备高效健康运行。作为CAE的关键组成部分，目前这个市场占主导地位的毫无意外又是外国公司——德国FloTHERM和美国Icepak两家占据了90%左右的市场份额，国产化率不足10%。
资料显示，云道智造深耕CAE仿真十余年，独立打造自主可控的通用仿真引擎，开发通用多物理场仿真PaaS平台伏图（Simdroid），并基于该根技术平台开发伏图电子散热等多个垂直领域专用仿真模块，全面对标国际仿真软件。而华为云工业仿真工具链云服务 CraftArts SIM脱胎于华为仿真实践，融合“云计算+仿真+AI”关键元素，汇聚优质仿真生态产品，可为用户提供一站式自主创新的仿真赋能方案，帮助用户在云上完成常见的工业CAE仿真。双方的这一合作意味着，国产工业软件中的“单项冠军”与开放平台携手，加快了“向云端”共建新一代工业软件体系的步伐。新体系以云为核心，通过“平台+应用”的模式提供服务，能够更好地支撑企业快速、多变、弹性的仿真需求。可预见，融入华为云工业仿真工具链云服务CraftArts SIM的伏图电子散热，与其他多款精品仿真工具一道，在云端构建完备的服务链条，定将能够充分发挥按需订阅、云端协同、弹性扩缩等优势，为用户提供全面丰富又极具个性化的服务体验。与此同时，这种基于统一标准与开放体系的创新模式，也料定能够更好地集众智、汇众力，以开放生态之力完成对既有封闭生态的超越。一如当年Wintel之于MacOS的竞争格局一样，开放的活力终将战胜封闭的阴沉！
工业软件换道超车行胜于言
当然，说易行难，工业软件想要换道超车，除了需要正确的方向，更需要务实的实干。好消息是，在“天时”、“地利”的加持下，最近几年无论是纵向突破、横向扩张，还是体系重构，我们都能够真切地感受到中国工业软件行业的原力觉醒。尤其是，国产工业软件业界已经深知“人和”的重要性，意识到只有核心技术、产品方案与产业生态的协同共进，将中国完善的工业门类所蕴含的宝贵行业经验沉淀到自己的根技术平台上，才有可能突破欧美巨头长期构建起来的竞争壁垒，构建属于我们自己的新工业软件体系。
最典型的事件莫过于，在去年11月举行的2023工业软件生态大会上，数十家工具软件企业与华为携手共建硬件开发生产线CraftArts，基于统一的数据底座，汇聚多方的开发工具能力，提供设计、开发、仿真、试制等作业的一站式IT工具链，在云上全面共建新一代工业软件体系，共同服务电子、汽车、装备、新能源等千行万业。而在这背后，轰轰烈烈的智造升级为国产工业软件的“换道超车”提供了空前的时代机遇。工业制造场景与云计算、大数据、AI等“新质生产力”融合发展，将催生巨大的“智改数转”机会。国产工业软件以根技术为牵引，采用云化软件架构和SaaS化服务模式，促进行业整体协同作战，沉淀数据验证和经验积累，是极有希望实现“换道超车”的！历史已经表明，中国可以在汽车智能化方面“换道超车”。相信在产业各方的通力协作下，背靠工业大市场、智能化大机遇的中国工业软件产业，也能够上演后来居上的好戏，为制造业企业提供更优质的解决方案和更高效的服务，全面赋能制造业数字化转型与高质量发展，引领生产力智能化时代！