工業軟體為什麼這么難做

❶ 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》

❷ 為什麼阿里、騰訊這樣的公司不去研發被卡脖子的工業軟體呢

曾經在一家建築預算的軟體公司就職，只呆了兩個多月，是我的一個學生推薦我進的這家
公司，而這名學生當初是拿著我簽字的推薦信進的這家公司，有點亂了，學生在我那裡實習，然後
我給他寫了一封推薦信，他進了這家公司，後來成了骨幹，而我失業了，學生推薦我進了他們
公司。這下清楚了。
我在這家公司接受了兩個多月的計算機語言培訓，之前我已經寫了4到5個軟體應用系統，我是項目
負責人哦但是我還是規規矩矩地接受培訓。

這里的一名項目負責帶領組員們去做應用需求調研，找了幾家建築項目，人家也很客氣地接待了他們，回
來他們開了匯報會，我聽了下，基本上還是原則上的東西。
不久我有了新的邀約，去與部門領導談辭職，一開始他們也無所謂，本來嗎，我那時已經41歲了，
和一群20來歲的小孩一起接受培訓，挺滑稽的。
臨了，我說在公司呆了倆個多月，學了不少東西，無以回報，這是發的培訓軟體框架，裡面那些公
共應用功能，我培訓時已經給做好了，留給你們吧，算一點貢獻。

四、互聯網底層做框架，做中間件，做操作系統的程序員，雖然技術含量也很深，但是他們的技能樹還
是更局限於計算機科學當中。 需要額外的3d數學和物理知識的游戲引擎開發，當前在我國的發展也
並不樂觀。工業軟體中的難點是研發設計類軟體。例如，CAD計算機輔助設用輔助二維三維的機械制
圖、建築設計制圖、電路圖、其他各種形式的設計。CAE計算機輔助工程 模擬可以模擬分
析、驗證和改善產品設計。EDA電子設計自動化 用於晶元的功能設計、驗證、物理設計等流
程，是我們被卡脖子的一個領域。雖然研發設計類軟體在工業產值中的佔比不大，但是各個都
是硬骨頭，說它們是工業皇冠上明珠之一也不為過。

❸ 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。

❹ 瞭望 | 工業軟體人才之憂

工業軟體人才奇缺的背後，是人才培養難、「造血」差、行業待遇低等原因

現在許多大學僅講授國外知名軟體的使用操作，就像是小學生本來要學會計算能力，但卻變成讓他們學怎麼用計算器

工業軟體商要聯合工業企業摸索一套規范化、流程化培養機制，建設工業軟體實訓中心，助力復合型人才的培養和團隊建設

在軟體行業中，工業軟體是一個小眾產業，卻是工業製造的大腦和神經，在產業鏈中發揮關鍵作用，堪稱工業領域的皇冠。高端工業軟體更是皇冠上的明珠。

多名業內人士表示，我國工業軟體自主程度較低，既缺皇冠又少明珠。這背後，是工業軟體人才「斷供」的嚴峻現實。具體來看，我國工業軟體人才培養面臨難度大、周期長、待遇低等瓶頸。

今年6月，教育部和工信部聯合印發《特色化示範性軟體學院建設指南（試行）》（下稱《建設指南》），聚焦工業軟體人才培養。工業軟體人才「斷供」現象會有所緩解嗎？

工業軟體人才「斷供」

這家公司在招聘時遭遇的問題，一定程度上折射出目前工業軟體行業面臨的人才窘境。《建設指南》顯示，去年我國軟體和信息技術服務業從業人數達673萬人，同比增長4.7%，但整體仍存在較大缺口，且結構性矛盾突出。其中，關鍵基礎軟體和大型工業軟體這兩個領域的人才短缺尤其嚴重。

工業軟體包含研發設計類（EDA、CAD、CAE等）、生產調度和過程式控制制類（MES、SCADA等）、業務管理類（ERP、SCM、HRM等）三大領域，其中研發設計類最為核心和關鍵。方正證券研報顯示，目前國內從事電子設計自動化（EDA）軟體研發的人員約1500人，真正為本土EDA研發服務的只有約300人。

工業軟體研發人才極度匱乏，導致國產工業軟體難以自主開發，國外巨頭幾乎壟斷我國工業軟體市場。據走向智能研究院的研究評估，在我國計算機輔助設計（CAD）類軟體市場，法國達索、德國西門子、美國PTC以及美國Autodesk公司市場佔有率達90%以上。CAE模擬軟體市場領域，美國ANSYS、ALTAIR、NASTRAN等公司占據了95%以上的市場份額。

廣州中望龍騰公司研發人員正在討論技術問題 廣州中望龍騰公司供圖

人才培養遇三難

其一，培養難。業內人士介紹，工業軟體人才需同時具備掌握工業知識的能力和將工業知識軟體化的能力。

朗坤智慧 科技 股份有限公司董事長武愛斌表示，工業軟體的發展需要信息技術與運營技術的融合，在軟體設計和研發過程中，需要既懂信息化又懂工業機理的復合型人才，「但目前情況是，工廠的業務人員懂工業流程，但不懂軟體設計。IT人才懂軟體設計，卻不懂工業製造業務。」

其二，「造血」差。高校科研院所在培養工業軟體人才方面，本應講述工業軟體理論、演算法、程序設計與實現等研發知識，但現在許多高校僅講授國外知名軟體的使用操作，難以培養出合格的工業軟體研發人才。工業和信息化部電子第五研究所軟體與系統研究部主任楊春暉表示，這樣就像小學生本來要學會計算能力，但卻變成讓他們學怎麼用計算器，沒有掌握真正的計算能力。

廣東工業大學機電工程學院教授黃運保表示，工業軟體最核心的內容是底層的方程求解，是最難啃的骨頭。「現在學校引進的老師，對這一塊既不懂也沒有興趣，大家更喜歡時髦的人工智慧、大數據等領域，不願意去啃工業軟體這塊硬骨頭。」黃運保說。

再者，工業軟體設計人員想獲得工業知識可從工業領域長期積累，但把知識變為軟體，考驗著軟體設計人員能否真正理解工業領域的機理和模型。「僅靠學校教學很難培養出直接上手的工業軟體設計人才，還需工業界的接力配合，但目前產教融合並不暢通。」楊春暉說。

其三，待遇低。華中 科技 大學CAD中心主任陳立平認為，國內軟體人才培養大多是做上層的應用軟體，最基礎的演算法、操作系統、軟體開發環境等領域乏人問津，很難構建起從演算法到軟體再到應用的良好生態，這其中的部分原因是做上層應用軟體的企業能提供更好的待遇。

一家工業軟體研發相關單位負責人表示，剛畢業的碩士畢業生在其單位的年薪在12萬到15萬元之間，工作七八年後的開發人員年收入也僅能達到20萬元。一些互聯網、 游戲 公司輕易就能用數倍年薪挖人，有經驗的開發人員流失，是許多企業共同的感受。

「提供一個好平台能在短期內留住人才，但積累到一定程度後他們肯定會走，因為薪資水平很難留人。」該負責人說。

需高校、行業協同發力

受訪專家認為，我國要培養自己的工業軟體人才隊伍，實現工業軟體的自主可控，需要在學生培養體系改革、深化產教融合、引導人才投入等方面著力。

第一，改革高校工業軟體人才培養方式。CAD軟體企業廣州中望龍騰軟體股份有限公司副總經理劉玉峰表示，其公司招聘的應屆畢業生，往往要培訓6～18個月才能真正有產出，這說明高校工業軟體人才培養對「工業」的針對性還不夠，應注重跨學科培養，比如在課程設計上，學工業軟體研發的學生不僅要會製作軟體，而且要懂得某項工業基礎知識，兩個專業都要學透。

針對一些高校存在把基礎理論培養變成教會學生如何使用國外工業軟體的問題，受訪專家認為必須堅決予以糾正，同時也要注重對工科學生使用工業軟體基礎原理的教育。

第二，深化產教融合，多方合力培養人才。河海大學信息學部計算機與信息學院軟體工程系主任張鵬程建議，盡量讓大學與擁有自主知識產權核心技術的標桿企業深度產教合作，設計全周期、全方位的培養模式，與企業聯合培養專業人才。武愛斌建議，工業軟體商要聯合工業企業摸索一套規范化、流程化培養機制，建設工業軟體實訓中心，助力復合型人才的培養和團隊建設。

《建設指南》亦提出要突出專業特色，圍繞關鍵基礎軟體、大型工業軟體等對人才的特色化需求，建設完善針對軟體新技術、新模式、新業態的課程和實踐能力教學體系。

第三，鼓勵更多人才投身工業軟體事業。黃運保建議國家加強引導，特別是讓大型國有企業發揮責任擔當，讓一批人願意來坐冷板凳，踏踏實實做好工業軟體研發。在高校層面，鼓勵更多教授參與工業軟體研究，並在企業和學校之間建立聯合科研實驗室。

此外，中國IT從業人員約500萬人，工程技術人員有四五千萬人之巨，應充分調動現有行業人才力量開展工業軟體研發的積極性。例如打通工業企業與軟體研發行業的溝通渠道，政府部門、大型工業企業設立獎金鼓勵軟體行業人才攻關工業軟體項目等。

在提高企業參與工業軟體研發積極性上，江蘇一家自動化企業負責人表示，希望在人才引進上給民營企業更多支持。比如在人才認定標准上，更側重肯定企業需要、有實際成果和實際效用的人才，而不一定必須是有博士學位、海外背景等。□