为什么工业软件难

A. 国产工业软件真的很重要吗目前存在哪些问题

一、工业软件行业概述
工业软件是指专用于或主要用于工业领域，为提高工业企业研发、制造、生产管理水平和工业管理性能的软件。工业软件利用信息技术将工业过程的控制逻辑化、管理流程代码化，从而驱动装备和管理业务按照既定的逻辑自动高效地运行，并实现预先设定的功能。工业软件用以提高产品价值、降低企业成本进而提升企业的核心竞争力，是现代工业装备的大脑。
在2019中国软件产业年会上，工信部副部长陈肇雄指出，软件是新一代信息技术产业的灵魂；2019年3月7日，工信部副部长王江平在全国政协十三届二次会议上提出规划“整芯助魂”工程，软件是“整芯助魂”工程规划的一个重要主题。软件行业的一个重要应用场景就是智能制造行业，具体表现为各种工业软件。
从产业链条来看，上游主要是为工业软件产品制造提供基础服务的软硬件。其中硬件主要为计算机设备，主要厂商包括联想、惠普、戴尔、苹果、宏碁、神舟等企业。在软件方面可以分为操作系统、开发工具和中间件，其中操作系统中微软和苹果系统占比较高；开发工具软件中微软、甲骨文、Genuitec等企业有着较为领先的优势；在中间件领域，IBM、BEA以及我国的金蝶、东方通科技等企业拥有着较为丰富的经验。
从下游来看，工业软件可以广泛应用于工业制造的多个领域和各个要素与环节之中。经过多年的努力，我国工业软件产品门类已经比较齐全，覆盖汽车、工程机械、航空航天、电子、家电、国防军工、装备行业等多个领域，具备了一定的产业技术研发能力和服务支持能力。

B. 软件在工业的应用有多广泛可为企业减少多少成本是否好用

正如工业产品智能互联的发展使得软件成为产品的核心一样，工业软件现在已经成为制造企业的核心之一。在德国、美国和日本等制造大国中，工业软件被视为现代工业的基础。

工业软件的下一个发展方向

在过去30年的制造业信息化过程中，制造企业通过沉淀和积累，构建了一系列的工业软件(包括各种工具和系统)，覆盖了R&D、制造、营销、服务等产品的整个价值链，帮助企业实施产品R&D系统等管理体系和流程。

但与此同时，由于缺乏整体顶层规划，各领域的信息孤岛和壁垒逐渐形成，也使得过程驱动系统运行缓慢，其与快速变化的市场需求和企业不确定性的矛盾越来越突出。因此，如何构建一个数据驱动的企业，以面向服务的方式，在正确的时间、正确的地点，将各个系统中的数据发送给正确的人，帮助用户做出正确的决策，是工业软件下一步发展的主要方向。也可以简单理解为，如何通过数字平台将整个价值链的数据和所有因素互联起来，构建基于平台的各种行业应用，根据场景和角色使用，并与行业知识深度融合，从而快速灵活地做出决策，是未来enterprise 工业软件 construction的重点。所以在我看来，基于平台的架构，基于角色的使用，基于场景的应用，敏捷开发是工业软件。

制造业是实体经济的主体，是高质量经济发展的关键。从概念到实现，工业领域的每一个产品都离不开工业软件。对于一个制造企业来说，CAD软件可以帮助企业更好地进行辅助设计，而CAE软件可以帮助企业用数字样机进行仿真分析，PLM可以帮助企业进行全球协同研发，组装世界上最好的零部件，ERP系统可以帮助企业管理好人、钱、物，CRM软件可以管理从机会到付款的全过程，OT系统可以管理所有的生产环节。这些工业软件尤其是R&D软件将企业的R&D设计知识和经验数字化，并通过这些数字化的知识进行创新，使制造企业不再处于“微笑曲线”的底部。

以5G、工业互联网、人工智能、AR/VR为代表的新工业软件技术，可以进一步帮助制造业实现从数量到质量的新阶段。IT可以将OT设备与IT系统连接起来，从而更好地促进基于数据的资源的配置和优化，提高企业的运营水平。

C. 国内外工业软件的差距在哪如何赶上

差距：

产品结构单一，对手强劲

近几年，在中美贸易争端中，美国通过技术出口限制等措施精准打击中兴、华为等国内高科技公司，意图将我国5G通信、芯片等产业扼杀在摇篮中。

措施：

升级改造，进军高端市场

将在现有CAD产品基础上，持续投入研发，对产品进行技术升级改造，缩小与国际一流CAD产品的差距。最终形成可以和国外一流CAD产品相媲美的、自主可控的国产化2D、3DCAD平台。

积极开发，拓宽产品领域

为了应对产品结构过于单一所带来的风险，其积极拓宽产品领域。目前，浩辰CAD产品已经成功覆盖了工业设计、工业制造、建筑设计等关键领域。

D. 工业软件的特点

工业软件除具有软件的性质外，还具有鲜明的行业特色，随着自动化产业的不断发展，通过不断积累行业知识，将行业应用知识作为发展自动化产业的关键要素，逐渐成为企业调整经济结构，转变经济增长方式的主要因素。
1、工业软件离不开工艺的支持
不同行业的工业控制软件，其服务对象均不相同，钢铁行业针对的是冶金工业，其控制软件很难适用机械行业，反之亦然。一套好的工业控制软件，不仅能够满足当前工艺的需要，而且在控制思想上，还有一定的超前意识，在一定时间内不会落后。
2、工业软件要有行业数据知识库做支撑
行业数据知识库，是指对行业控制软件起支撑作用的行业生产过程中经验积累的集合。特别需要指出的是行业生产过程中关键知识、软件、诀窍及数据等知识的汇集，也是我国自动化控制系统装上“中国脑”的基础。其主要内容包括：生产过程中采集到各种数据后，经验计算公式、技术诀窍、各种事故处理经验及各种操作经验，操作手册、技术规范、工艺模型、算法参数、系数及权重比例分配等。既包括以文档形式存在的技术规范，操作规范，国家标准等，也包括经验公式、模型算法等软件核心内容及解决工具。目前针对不同行业的工业控制软件产品的开发与生产正在兴起，各个行业的数据知识库正在成为工业控制软件的核心性，基础性要素的发展与壮大，这样也是我们的优势所在，建设好行业数据知识库，将使行业知识变成行业工业控制软件发展的动力，并推动我国工业控制软件的技术水平更好的完成由低端向着高端的转换。

E. 2020年很多笔记本电脑为什么安装不了工业软件

①、系统位数！从win7系统开始，就有系统位数的区分：32位和64位！win7之前的系统，都属于32位系统！
②、运行内存！工业软件的文件容量不小！需要的运行内存不够用，肯定也不行！！

F. 国内外工业软件的差距在哪如何赶上

1. 由于国产工业软件起步比较晚，用户界面、软件功能、系统架构和平台化、开放性等方面与国外大型软件公司的软件产品存在一定差距。
2. 国外一些老牌的工业软件企业往往有深厚的工业背景，在实践当中总结出需求，再研发工业软件。而国内多数软件公司，“从实际中来，到实践中去”的功课做得还不够，限于生存的压力，比较追求短平快，甚至把一些没有认真测试的软件也部署到客户现场，使一些客户企业成为“小白鼠”。长此以往，导致一些大中型工业企业形成了对本土工业软件的“鄙视链”。
3. 由于缺乏对工业实践的总结，又缺乏品牌竞争力，软件的平台化水平不高，不少国内工业软件企业往往会答应客户很多个性化定制开发的需求，长期陷在项目之中，形成很多企业的版本，却没有一个统一规划的版本，被客户牵着鼻子走，而客户满意度反而不高。最后，往往由于需求变更，实施拖期，还赚不到钱。
4. 国外工业软件公司在创业阶段往往非常专注于某个核心技术，向纵深发展，树立样板客户，而且是行业标杆客户，形成自己的“独门绝技”。最后，要么单独融资、上市，要么被大公司“娶入豪门”。而国内很多工业软件公司规模不大，产品涉及的领域却很广，广而不深，竞争力不强。有些的公司过于注重短期行为，什么赚钱做什么，比如没有专业团队去实施国外大型软件，却贸然凑个班子去签单，结果反而大亏。
5. 一些国内工业软件公司，尤其是高校和科研院所背景的软件公司很不重视市场宣传，甚至没有专门的市场部，没人去研究和总结客户需求，撰写客户案例，没有人去认真做市场调查、市场分析，也不举办或参加市场活动，却投入很大资源争取政府项目，或者帮助大客户去拿政府项目，然后分一杯羹。这种做法短期内往往能够拿到不少政府支持，但长此以往却制约了企业的市场意识。
6. 还有一些国内工业软件企业往往营销能力很强，有某个行业，或者某些大企业的背景。但是，这些企业这种背景和资源往往也会成为企业发展壮大的制约因素。大部分从大型制造企业发展起来的软件公司主要业务还是服务母公司和集团内相关企业。
7. 有些技术背景比较资深的工业软件企业负责人往往不是通过市场调研来分析客户需求，而是凭借自己的经验和感觉来开发新产品，实际上经常试错，难以实现软件的产品化和产业化。

G. 工业软件 很难吗国外领先

工业软件中几乎最难啃的三座大山，就是CAD、CAE和EDA，大山中间还穿插了许多小的丘陵，如CAM、拓扑优化、工程数据库等。工业软件这三座大山，是人类基础学科和工程知识的集大成者。
尽管它支撑了整个工业的体系，但它的市场份额却小的可怜，不拿显微镜，是找不到它的存在。然而它自身的构成，分别是令人望而生畏的数学、物理、计算机和工程经验。没有一种产值如此微不足道的工业产品，却需要有如此漫长的生命轨迹。从大学的数学方程式开始出发，经过漫长的物理机理的冶炼、计算机科学与技术的萃取，最后还必须经过工程知识的淬火，才能成为一个成熟可用的工业软件产品。

四大技术图谱就像四座护法金刚，形成了深不可测的技术鸿沟。这对于任何一个工业软件企业，十年发展的沉淀，那还只是开始。这条路，太漫长了。

数学基础需要扎实

工业软件首先要有良好的数学基础。计算机辅助设计软件CAD这个学科的渊起和发展，主要是数学的一个分支微分几何突破之后，进化出了一个新学科——计算几何，孔斯、弗格森、贝塞尔等为CAD，CAE，EDA等软件所依赖的3D几何造型提供了强有力的理论基础，在此基础上发展起来的NURBS相关曲线曲面理论和算法是目前大部分商用软件所使用几何引擎的关键技术。

而仿真分析软件CAE无论对于数据的前处理和后处理，还是各种求解器，对数学也有很高的要求。

前处理不仅仅是数据导入、模型修复和显示，很大一块是网格剖分的能力，这部分的技术门槛不低。算是CAE领域后起之秀Altair作为有几十产品的上市公司，至今前处理软件HyperMesh还是最重要的旗舰产品，贡献了公司最多的收入，也是在CAE领域站稳脚的基石。后处理在大规模的数据处理和直观、动态、炫酷可视化展示方面也有很多需要研发的内容，尤其是在B/S架构下，如何通过Web页面快速高质量加载巨大的CAE计算结果，会是一个巨大的挑战。

工业强度的网格生成算法不仅有很深的理论问题，也有很大的程序开发工作量。德国的斯杭博士在德国开发Tetgen，从2000年左右开始一直只做这样的一件事情，坚持了20年，才有了和商业四面体引擎ghs3d竞争的能力。同样法国Distene公司开发的MeshGems系列网格剖分系统被广泛用于商业CAE软件，最早来源于INRIA（法国国家信息与自动化研究所），十几个研发人员也专注开发了近20年。

工业软件这条路上，尽是寂寞的黑夜中的探索。

在NASA公布的CFD VISION2030战略咨询报告中，网格生成是单列的五项关键领域之一，并被认为是达成2030愿景的主要瓶颈。就在这样一个高难度的领域，国内很多软件都是裸奔，依靠Gmsh之类开源算法无法满足客户定制改进的要求，很难做到工业应用主流中去。

优化也是普遍性的数值方法，包括优化理论、代理模型等，是求解复杂工程问题的基础，更不用说对各种路径规划所涉及的矩阵理论、泛函分析、动态规划、图论等等，无不是多约束条件下的多目标自动解空间寻优，背后都是数学王国建构的基础之基。

各种CAE、EDA软件中需要多种计算数学理论和算法，包括线性方程组、非线性方程组求解、偏微分方程求解、特征值特征向量求解、大规模稀疏矩阵求解等都需要非常深厚的数学基础。如果不能熟练运用各种数学工具，对物理场的建模也就无从谈起。

物理场面临着多种挑战

头疼的数学之后，接着是头疼的物理。这是仿真软件、EDA软件需要突破的地方。工业技术的源头，是对材料及其物理特性的开发与利用。因此，对多物理场及相互耦合的描述与建模是各种仿真分析软件的核心。

而工业软件由于要解决的是真实的大千世界，所有看得见、看不见的物理场，都在按照各自的机理自由游荡。工业软件必须要跨越十分宽广的学科光谱，跨越了钱学森科学技术体系的基础科学、技术科学、工程科学、工程技术，而且也会包含大量的经验、诀窍等“前科学”知识。具体而言，任何CAE软件在市场上存身的根本都是其解决结构、流体、热、电&磁、光、声、材料、分子动力学等物理场问题的能力，每种物理场都包含丰富的分支学科。

仿真分析软件CAE的求解器由物理算法组成，每个专业领域都有一堆问题求解算法，不同领域如电磁、结构、流体的求解器处理机制，完全不同，基本没法通用；另外一方面，跟FEA有限元方法有关，采用的单元类型不同，问题求解算法也不同。因此，虽然也有第三方的求解器，但无法像三维CAD软件领域那样形成通过出售几何建模引擎和几何约束求解引擎获利的商业模式。

以结构为例，为解决结构设计的问题，有可能会涉及到理论力学，分析力学，材料力学，结构力学，弹性力学，塑性力学，振动力学，疲劳力学，断裂力学等一系列学科。在这个基础上，主流的CAE软件都支持结构优化功能。相对于传统的CAE的仅限于评估设计是否满足要求，结构优化软件在创成式设计等先进技术支持下可自动生成更好的结构轻，性能优、装配件少的更优设计。

由于现实世界的发展要求，产品的智能化提高导致的复杂度提高，往往产品本身涉及多场多域问题。物理场有太多的组合，相互之间又干扰不清。这些复杂的问题，既要深刻理解学科自身的物理特性，并对这些学科物理特性所沉淀的学科方程，如电磁的麦克斯韦方程、流体力学的伯努利方程、纳维-斯托克斯方程等等，深刻理解之外，还要对实际工程应用领域的多物理场交织耦合环境能够快速解耦，让不同学科不同特质的特征参数迭代过程中能够互为方程组求解的输入输出，以便对多场多域的工程问题进行优化。

随着现在需要处理的模型规模越来越大，模型本身也越来越复杂，现有国际上大型商业CAD、CAE、EDA中使用的几何建模引擎和几何约束求解商业化组件产品（包括InterOp、CGM、ACIS、CDS、Parasolid、D-Cubed等）厂商达索系统、西门子等也在不断跟进最新的计算机技术。比如最近也在采用多线程技术不断改进之前的算法，用于大幅提升模型导入、模型修复、缝合、实体建模、布尔运算、面片化以及约束求解的效率。

H. 中国工业软件现状

工业软件广泛应用于工业领域各个要素和环节之中，与业务流程、工业产品、工业装备密切结合，全面支撑企业研发设计、生产制造、经营管理等各项活动，是信息化与工业化的融合剂。在推进“工业化”和“信息化”融合、产业升级、新型工业化、工业发展转型等国家战略的道路上，工业软件都扮演着极为重要的角色。2019年我国工业软件产品实现收入1720亿元，2020年进一步增长，有望突破1800亿元，工业软件行业正处在起飞的前夜。

工业软件发展阶段分析

国内工业软件发展大概分为三个阶段：第一阶段，是软件本身的发展阶段，在纯软件阶段，国外企业称霸市场;

第二阶段，是软件的协同应用阶段，在这个阶段，业务流程进行串通和优化，国内厂商开始加快发展步伐，逐步追赶国外厂商;

第三个阶段是“工业云”的阶段，在这个阶段，软件不再是单一的软件，而是集成多种软件，并提供“软件+服务”的整体解决方案，在这个阶段，国内厂商基于中国工业发展实情，加快本土软件服务水平的提升，开始逐步超越国际厂商。但是目前我国正处在工业软件协同应用末期“工业云”前期之间，国内厂商整体尚未能在技术与服务水平上超越国际巨头。

—— 更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国工业软件行业市场前景预测与投资战略规划分析报告》