你所不知道的工业软件
中国工业产能、工业出口规模已经领先世界,中国制造业增加值占比达到世界市场份额的28%以上。值得一提的是,在联合国划定的所有工业门类和细分领域(41个工业大类,191个中类,525个小类)当中,中国是工业门类最齐全的,中国的很多企业被称为重量级玩家。
可是,中国工业企业仍有一个无法回避的关键短板——工业软件。
中国目前最大的工业软件企业属于华为技术。但即使华为十分强大,但在设计产品时,仍然需要用到美国的三家软件公司Synopsys、Cadence、Mentor提供的EDA(电子设计自动化)软件工具。值得一提的是,美国软件企业的芯片设计极为复杂,芯片里面拥有几十亿个晶体管,因此,他们的EDA工具的极限设计精度是很难替代的。
国内市场在核心工业软件领域:CAD研发设计类软件市场,被法国达索、德国西门子、美国PTC以及美国Autodesk公司占据达90%以上,国内数码大方、中望软件等只占不到10%的市场。CAE仿真软件市场领域,被美国ANSYS、美国ALTAIR、美国MSC等公司占据了几乎全部市场份额。即使技术含量较低的生产管理类工业软件领域,高端市场被德国SAP与美国ORACEL公司垄断90%以上。
工业软件绝不是简单的IT软件,更不是普通的互联网公司能够涉足其中的。比如其中的代码行数,全球最大的软件公司不是微软,也不是SAP(德国的全球领先软件公司), 而是世界最大的军火商美国的洛克希德·马丁公司。
再来看下三大行业,比如制造业:AutoCAD、proIE、ug、SolidWorks、建筑业:AutoCAD、Revit、3dsMax、娱乐媒体:3dsMax、Maya、Autodesk Smoke,以上发现里面经常使用的软件,没有一个软件是我们研发的,它们全部来自国外的软件企业。
再比如国内各行各业几乎都在使用的软件AutoCAD,这是美国Autodesk(世界领先的设计软件和数字内容创建公司)的产品,它几乎垄断了中国所有的CAD工具,值得一提的是,在俄罗斯根本没有人使用AutoCAD,因为俄罗斯人使用的是nanoCAD, 是俄罗斯自己研发的CAD工具。
在工业软件领域如果缺乏核心,不亚于缺乏芯片技术一样。不过,中国管理软件和嵌入式开发做得还不错。事实上,如果要掌握工业软件核心技术,就要实现建模技术,虚拟仿真,数学运算,而这些完全依赖于数学算法,这些算法需要长时间的潜心研究及高端的人才。
德国最大的工业软件公司仍然不是西门子,也不是大众,更不是蒂森克虏伯,而是SAP SE(思爱普)。尽管只是一家软件公司,但它是一家引领着德国工业4.0国家战略的公司,虽然它在2019年世界500强中只排名427位,德国人厉害的是,世界500强中80%的公司却都是它的客户。
著名的SAP(System Applications and Products)软件就属于这家公司的产品,它是ERP(Enterprise-wide Resource Planning,芯片设计生产必备神器)解决方案的先驱,也是全球排名第一的ERP软件。可以说,几乎每分每秒,SAP软件都运行在全世界120多个国家、超过172,000家企业的机房里。有人说,一旦SAP断供,三分之一的芯片企业会死得很难看。
日本的工业软件发展相对差一些。全球第三大经济体的日本,在软件销售方面仅次于美国,因为日本本土的工业软件却没有拿得出手的品牌。日本企业更愿意在制造业的硬件方面下功夫,不愿意花太多精力去研发软件。日本人他们更青睐于软件的外包开发。全球软件外包市场规模达到1000亿美元,而日本一家就占了十分之一。
制造业的最核心技术其实就是工业软件,其中包括:逻辑编程、数据建立分析、设备驱动、程序更改、传感器应用等,这些全部都需依赖软件技术。
德国西门子、美国GE、法国施耐德之前为了维持他们传统的垄断地位,疯狂并购世界上的工业软件公司。比如2016年11月,德国西门子以45亿美元收购了全球三大电子设计自动化软件EDA之一的Mentor。
当前,进入中国工业领域的重要工业软件,包括研发类的CAD、CAE、CAM、CAPP,信息管理类的ERP、CRM、HRM,及生产控制类的MES、PCS、PLC,总共占比接近40%。此外,还有60%的嵌入式软件(嵌入特定设备的专用软件),原因是工业企业对工业智能终端、工业传感器、工业自动化装备需求巨大。时至今日,可以说几乎每一件工业品的生产、每一台工业设备的上线运行,都是最先来自于工业软件中,然后才有最终实体的产品及运行实体。
工业应用软件包括三大类:
1、支持产品研发创新的工具类和管理类软件,即产品创新数字化软件领域。
包括:1)CAD(计算机辅助设计,包括MCAD和ECAD,及计算机辅助机械和电气设计);2)CAE(工程仿真);3)CAM(计算机辅助制造,主要指数控编程软件);4)CAPP(计算机辅助工艺规划);5)EDA(电子设计自动化);6)Digital manufacturing(数字化制造);7)PDM/PLM(产品数据管理/产品全生命周期管理),以及其他专用软件,比如公差分析、软件代码管理(CASE/ALM)、MRO(大修维护管理)、三维浏览器、实验数据管理、设计成本管理、设计质量管理、三维模型检查、可制造性分析等。
2、支持业务运营的各类管理软件领域(管理软件)包括ERP(企业资源计划)、MES(制造执行系统)、CRM(客户关系管理)、SCM(供应链管理)、SRM(供应商关系管理)、EAM(企业资产管理)、HCM(人力资产管理)、BI(业务智能分析)、APS(先进生产排程)、QMS(质量管理系统)、PM(项目管理)、EMS(能源管理)、MDM(主数据管理)、LIMS(实验室管理)、BPM(业务流程管理)、协同办公与企业门户等。ERP是从MRP(物料需求计划)、MRPII(制造资源计划)发展起来的。
3、支持对设备和自动化产线进行管控、数据采集和安全运行的工控软件领域。
包括APC(先进过程控制)、DCS(集散控制系统)、PLC(可编程逻辑控制)、SCADA(数据采集与监控系统)、组态软件、DNC/MDC(分布式数控与机器数据采集),以及工业网络安全软件等。其中,DCS、PLC和SCADA的控制软件与硬件设备紧密集成,是工业物联网应用的基础。
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