為什麼工業軟體難

A. 國產工業軟體真的很重要嗎目前存在哪些問題

一、工業軟體行業概述
工業軟體是指專用於或主要用於工業領域，為提高工業企業研發、製造、生產管理水平和工業管理性能的軟體。工業軟體利用信息技術將工業過程的控制邏輯化、管理流程代碼化，從而驅動裝備和管理業務按照既定的邏輯自動高效地運行，並實現預先設定的功能。工業軟體用以提高產品價值、降低企業成本進而提升企業的核心競爭力，是現代工業裝備的大腦。
在2019中國軟體產業年會上，工信部副部長陳肇雄指出，軟體是新一代信息技術產業的靈魂；2019年3月7日，工信部副部長王江平在全國政協十三屆二次會議上提出規劃「整芯助魂」工程，軟體是「整芯助魂」工程規劃的一個重要主題。軟體行業的一個重要應用場景就是智能製造行業，具體表現為各種工業軟體。
從產業鏈條來看，上游主要是為工業軟體產品製造提供基礎服務的軟硬體。其中硬體主要為計算機設備，主要廠商包括聯想、惠普、戴爾、蘋果、宏碁、神舟等企業。在軟體方面可以分為操作系統、開發工具和中間件，其中操作系統中微軟和蘋果系統佔比較高；開發工具軟體中微軟、甲骨文、Genuitec等企業有著較為領先的優勢；在中間件領域，IBM、BEA以及我國的金蝶、東方通科技等企業擁有著較為豐富的經驗。
從下游來看，工業軟體可以廣泛應用於工業製造的多個領域和各個要素與環節之中。經過多年的努力，我國工業軟體產品門類已經比較齊全，覆蓋汽車、工程機械、航空航天、電子、家電、國防軍工、裝備行業等多個領域，具備了一定的產業技術研發能力和服務支持能力。

B. 軟體在工業的應用有多廣泛可為企業減少多少成本是否好用

正如工業產品智能互聯的發展使得軟體成為產品的核心一樣，工業軟體現在已經成為製造企業的核心之一。在德國、美國和日本等製造大國中，工業軟體被視為現代工業的基礎。

工業軟體的下一個發展方向

在過去30年的製造業信息化過程中，製造企業通過沉澱和積累，構建了一系列的工業軟體(包括各種工具和系統)，覆蓋了R&D、製造、營銷、服務等產品的整個價值鏈，幫助企業實施產品R&D系統等管理體系和流程。

但與此同時，由於缺乏整體頂層規劃，各領域的信息孤島和壁壘逐漸形成，也使得過程驅動系統運行緩慢，其與快速變化的市場需求和企業不確定性的矛盾越來越突出。因此，如何構建一個數據驅動的企業，以面向服務的方式，在正確的時間、正確的地點，將各個系統中的數據發送給正確的人，幫助用戶做出正確的決策，是工業軟體下一步發展的主要方向。也可以簡單理解為，如何通過數字平台將整個價值鏈的數據和所有因素互聯起來，構建基於平台的各種行業應用，根據場景和角色使用，並與行業知識深度融合，從而快速靈活地做出決策，是未來enterprise 工業軟體 construction的重點。所以在我看來，基於平台的架構，基於角色的使用，基於場景的應用，敏捷開發是工業軟體。

製造業是實體經濟的主體，是高質量經濟發展的關鍵。從概念到實現，工業領域的每一個產品都離不開工業軟體。對於一個製造企業來說，CAD軟體可以幫助企業更好地進行輔助設計，而CAE軟體可以幫助企業用數字樣機進行模擬分析，PLM可以幫助企業進行全球協同研發，組裝世界上最好的零部件，ERP系統可以幫助企業管理好人、錢、物，CRM軟體可以管理從機會到付款的全過程，OT系統可以管理所有的生產環節。這些工業軟體尤其是R&D軟體將企業的R&D設計知識和經驗數字化，並通過這些數字化的知識進行創新，使製造企業不再處於「微笑曲線」的底部。

以5G、工業互聯網、人工智慧、AR/VR為代表的新工業軟體技術，可以進一步幫助製造業實現從數量到質量的新階段。IT可以將OT設備與IT系統連接起來，從而更好地促進基於數據的資源的配置和優化，提高企業的運營水平。

C. 國內外工業軟體的差距在哪如何趕上

差距：

產品結構單一，對手強勁

近幾年，在中美貿易爭端中，美國通過技術出口限制等措施精準打擊中興、華為等國內高科技公司，意圖將我國5G通信、晶元等產業扼殺在搖籃中。

措施：

升級改造，進軍高端市場

將在現有CAD產品基礎上，持續投入研發，對產品進行技術升級改造，縮小與國際一流CAD產品的差距。最終形成可以和國外一流CAD產品相媲美的、自主可控的國產化2D、3DCAD平台。

積極開發，拓寬產品領域

為了應對產品結構過於單一所帶來的風險，其積極拓寬產品領域。目前，浩辰CAD產品已經成功覆蓋了工業設計、工業製造、建築設計等關鍵領域。

D. 工業軟體的特點

工業軟體除具有軟體的性質外，還具有鮮明的行業特色，隨著自動化產業的不斷發展，通過不斷積累行業知識，將行業應用知識作為發展自動化產業的關鍵要素，逐漸成為企業調整經濟結構，轉變經濟增長方式的主要因素。
1、工業軟體離不開工藝的支持
不同行業的工業控制軟體，其服務對象均不相同，鋼鐵行業針對的是冶金工業，其控制軟體很難適用機械行業，反之亦然。一套好的工業控制軟體，不僅能夠滿足當前工藝的需要，而且在控制思想上，還有一定的超前意識，在一定時間內不會落後。
2、工業軟體要有行業數據知識庫做支撐
行業數據知識庫，是指對行業控制軟體起支撐作用的行業生產過程中經驗積累的集合。特別需要指出的是行業生產過程中關鍵知識、軟體、訣竅及數據等知識的匯集，也是我國自動化控制系統裝上「中國腦」的基礎。其主要內容包括：生產過程中採集到各種數據後，經驗計算公式、技術訣竅、各種事故處理經驗及各種操作經驗，操作手冊、技術規范、工藝模型、演算法參數、系數及權重比例分配等。既包括以文檔形式存在的技術規范，操作規范，國家標准等，也包括經驗公式、模型演算法等軟體核心內容及解決工具。目前針對不同行業的工業控制軟體產品的開發與生產正在興起，各個行業的數據知識庫正在成為工業控制軟體的核心性，基礎性要素的發展與壯大，這樣也是我們的優勢所在，建設好行業數據知識庫，將使行業知識變成行業工業控制軟體發展的動力，並推動我國工業控制軟體的技術水平更好的完成由低端向著高端的轉換。

E. 2020年很多筆記本電腦為什麼安裝不了工業軟體

①、系統位數！從win7系統開始，就有系統位數的區分：32位和64位！win7之前的系統，都屬於32位系統！
②、運行內存！工業軟體的文件容量不小！需要的運行內存不夠用，肯定也不行！！

F. 國內外工業軟體的差距在哪如何趕上

1. 由於國產工業軟體起步比較晚，用戶界面、軟體功能、系統架構和平台化、開放性等方面與國外大型軟體公司的軟體產品存在一定差距。
2. 國外一些老牌的工業軟體企業往往有深厚的工業背景，在實踐當中總結出需求，再研發工業軟體。而國內多數軟體公司，「從實際中來，到實踐中去」的功課做得還不夠，限於生存的壓力，比較追求短平快，甚至把一些沒有認真測試的軟體也部署到客戶現場，使一些客戶企業成為「小白鼠」。長此以往，導致一些大中型工業企業形成了對本土工業軟體的「鄙視鏈」。
3. 由於缺乏對工業實踐的總結，又缺乏品牌競爭力，軟體的平台化水平不高，不少國內工業軟體企業往往會答應客戶很多個性化定製開發的需求，長期陷在項目之中，形成很多企業的版本，卻沒有一個統一規劃的版本，被客戶牽著鼻子走，而客戶滿意度反而不高。最後，往往由於需求變更，實施拖期，還賺不到錢。
4. 國外工業軟體公司在創業階段往往非常專注於某個核心技術，向縱深發展，樹立樣板客戶，而且是行業標桿客戶，形成自己的「獨門絕技」。最後，要麼單獨融資、上市，要麼被大公司「娶入豪門」。而國內很多工業軟體公司規模不大，產品涉及的領域卻很廣，廣而不深，競爭力不強。有些的公司過於注重短期行為，什麼賺錢做什麼，比如沒有專業團隊去實施國外大型軟體，卻貿然湊個班子去簽單，結果反而大虧。
5. 一些國內工業軟體公司，尤其是高校和科研院所背景的軟體公司很不重視市場宣傳，甚至沒有專門的市場部，沒人去研究和總結客戶需求，撰寫客戶案例，沒有人去認真做市場調查、市場分析，也不舉辦或參加市場活動，卻投入很大資源爭取政府項目，或者幫助大客戶去拿政府項目，然後分一杯羹。這種做法短期內往往能夠拿到不少政府支持，但長此以往卻制約了企業的市場意識。
6. 還有一些國內工業軟體企業往往營銷能力很強，有某個行業，或者某些大企業的背景。但是，這些企業這種背景和資源往往也會成為企業發展壯大的制約因素。大部分從大型製造企業發展起來的軟體公司主要業務還是服務母公司和集團內相關企業。
7. 有些技術背景比較資深的工業軟體企業負責人往往不是通過市場調研來分析客戶需求，而是憑借自己的經驗和感覺來開發新產品，實際上經常試錯，難以實現軟體的產品化和產業化。

G. 工業軟體 很難嗎國外領先

工業軟體中幾乎最難啃的三座大山，就是CAD、CAE和EDA，大山中間還穿插了許多小的丘陵，如CAM、拓撲優化、工程資料庫等。工業軟體這三座大山，是人類基礎學科和工程知識的集大成者。
盡管它支撐了整個工業的體系，但它的市場份額卻小的可憐，不拿顯微鏡，是找不到它的存在。然而它自身的構成，分別是令人望而生畏的數學、物理、計算機和工程經驗。沒有一種產值如此微不足道的工業產品，卻需要有如此漫長的生命軌跡。從大學的數學方程式開始出發，經過漫長的物理機理的冶煉、計算機科學與技術的萃取，最後還必須經過工程知識的淬火，才能成為一個成熟可用的工業軟體產品。

四大技術圖譜就像四座護法金剛，形成了深不可測的技術鴻溝。這對於任何一個工業軟體企業，十年發展的沉澱，那還只是開始。這條路，太漫長了。

數學基礎需要扎實

工業軟體首先要有良好的數學基礎。計算機輔助設計軟體CAD這個學科的淵起和發展，主要是數學的一個分支微分幾何突破之後，進化出了一個新學科——計算幾何，孔斯、弗格森、貝塞爾等為CAD，CAE，EDA等軟體所依賴的3D幾何造型提供了強有力的理論基礎，在此基礎上發展起來的NURBS相關曲線曲面理論和演算法是目前大部分商用軟體所使用幾何引擎的關鍵技術。

而模擬分析軟體CAE無論對於數據的前處理和後處理，還是各種求解器，對數學也有很高的要求。

前處理不僅僅是數據導入、模型修復和顯示，很大一塊是網格剖分的能力，這部分的技術門檻不低。算是CAE領域後起之秀Altair作為有幾十產品的上市公司，至今前處理軟體HyperMesh還是最重要的旗艦產品，貢獻了公司最多的收入，也是在CAE領域站穩腳的基石。後處理在大規模的數據處理和直觀、動態、炫酷可視化展示方面也有很多需要研發的內容，尤其是在B/S架構下，如何通過Web頁面快速高質量載入巨大的CAE計算結果，會是一個巨大的挑戰。

工業強度的網格生成演算法不僅有很深的理論問題，也有很大的程序開發工作量。德國的斯杭博士在德國開發Tetgen，從2000年左右開始一直只做這樣的一件事情，堅持了20年，才有了和商業四面體引擎ghs3d競爭的能力。同樣法國Distene公司開發的MeshGems系列網格剖分系統被廣泛用於商業CAE軟體，最早來源於INRIA（法國國家信息與自動化研究所），十幾個研發人員也專注開發了近20年。

工業軟體這條路上，盡是寂寞的黑夜中的探索。

在NASA公布的CFD VISION2030戰略咨詢報告中，網格生成是單列的五項關鍵領域之一，並被認為是達成2030願景的主要瓶頸。就在這樣一個高難度的領域，國內很多軟體都是裸奔，依靠Gmsh之類開源演算法無法滿足客戶定製改進的要求，很難做到工業應用主流中去。

優化也是普遍性的數值方法，包括優化理論、代理模型等，是求解復雜工程問題的基礎，更不用說對各種路徑規劃所涉及的矩陣理論、泛函分析、動態規劃、圖論等等，無不是多約束條件下的多目標自動解空間尋優，背後都是數學王國建構的基礎之基。

各種CAE、EDA軟體中需要多種計算數學理論和演算法，包括線性方程組、非線性方程組求解、偏微分方程求解、特徵值特徵向量求解、大規模稀疏矩陣求解等都需要非常深厚的數學基礎。如果不能熟練運用各種數學工具，對物理場的建模也就無從談起。

物理場面臨著多種挑戰

頭疼的數學之後，接著是頭疼的物理。這是模擬軟體、EDA軟體需要突破的地方。工業技術的源頭，是對材料及其物理特性的開發與利用。因此，對多物理場及相互耦合的描述與建模是各種模擬分析軟體的核心。

而工業軟體由於要解決的是真實的大千世界，所有看得見、看不見的物理場，都在按照各自的機理自由游盪。工業軟體必須要跨越十分寬廣的學科光譜，跨越了錢學森科學技術體系的基礎科學、技術科學、工程科學、工程技術，而且也會包含大量的經驗、訣竅等「前科學」知識。具體而言，任何CAE軟體在市場上存身的根本都是其解決結構、流體、熱、電&磁、光、聲、材料、分子動力學等物理場問題的能力，每種物理場都包含豐富的分支學科。

模擬分析軟體CAE的求解器由物理演算法組成，每個專業領域都有一堆問題求解演算法，不同領域如電磁、結構、流體的求解器處理機制，完全不同，基本沒法通用；另外一方面，跟FEA有限元方法有關，採用的單元類型不同，問題求解演算法也不同。因此，雖然也有第三方的求解器，但無法像三維CAD軟體領域那樣形成通過出售幾何建模引擎和幾何約束求解引擎獲利的商業模式。

以結構為例，為解決結構設計的問題，有可能會涉及到理論力學，分析力學，材料力學，結構力學，彈性力學，塑性力學，振動力學，疲勞力學，斷裂力學等一系列學科。在這個基礎上，主流的CAE軟體都支持結構優化功能。相對於傳統的CAE的僅限於評估設計是否滿足要求，結構優化軟體在創成式設計等先進技術支持下可自動生成更好的結構輕，性能優、裝配件少的更優設計。

由於現實世界的發展要求，產品的智能化提高導致的復雜度提高，往往產品本身涉及多場多域問題。物理場有太多的組合，相互之間又干擾不清。這些復雜的問題，既要深刻理解學科自身的物理特性，並對這些學科物理特性所沉澱的學科方程，如電磁的麥克斯韋方程、流體力學的伯努利方程、納維-斯托克斯方程等等，深刻理解之外，還要對實際工程應用領域的多物理場交織耦合環境能夠快速解耦，讓不同學科不同特質的特徵參數迭代過程中能夠互為方程組求解的輸入輸出，以便對多場多域的工程問題進行優化。

隨著現在需要處理的模型規模越來越大，模型本身也越來越復雜，現有國際上大型商業CAD、CAE、EDA中使用的幾何建模引擎和幾何約束求解商業化組件產品（包括InterOp、CGM、ACIS、CDS、Parasolid、D-Cubed等）廠商達索系統、西門子等也在不斷跟進最新的計算機技術。比如最近也在採用多線程技術不斷改進之前的演算法，用於大幅提升模型導入、模型修復、縫合、實體建模、布爾運算、面片化以及約束求解的效率。

H. 中國工業軟體現狀

工業軟體廣泛應用於工業領域各個要素和環節之中，與業務流程、工業產品、工業裝備密切結合，全面支撐企業研發設計、生產製造、經營管理等各項活動，是信息化與工業化的融合劑。在推進「工業化」和「信息化」融合、產業升級、新型工業化、工業發展轉型等國家戰略的道路上，工業軟體都扮演著極為重要的角色。2019年我國工業軟體產品實現收入1720億元，2020年進一步增長，有望突破1800億元，工業軟體行業正處在起飛的前夜。

工業軟體發展階段分析

國內工業軟體發展大概分為三個階段：第一階段，是軟體本身的發展階段，在純軟體階段，國外企業稱霸市場;

第二階段，是軟體的協同應用階段，在這個階段，業務流程進行串通和優化，國內廠商開始加快發展步伐，逐步追趕國外廠商;

第三個階段是「工業雲」的階段，在這個階段，軟體不再是單一的軟體，而是集成多種軟體，並提供「軟體+服務」的整體解決方案，在這個階段，國內廠商基於中國工業發展實情，加快本土軟體服務水平的提升，開始逐步超越國際廠商。但是目前我國正處在工業軟體協同應用末期「工業雲」前期之間，國內廠商整體尚未能在技術與服務水平上超越國際巨頭。

—— 更多本行業研究分析詳見前瞻產業研究院《中國工業軟體行業市場前景預測與投資戰略規劃分析報告》