国产工业软件究竟“短”在哪里?深度分析背后的玄机

如果问你世界上哪家公司编写的代码数量最多,你会想到什么? 微软、谷歌、亚马逊或者是苹果?都不是,美国电影《钢铁侠》里,托尼的父亲创办的史塔克工业公司,就是以这家公司为原型。

国产工业软件究竟“短”在哪里?深度分析背后的玄机

《钢铁侠》里的史塔克工业集团

一个市值只有腾讯1/6的美国军工企业,多年来稳坐世界军火公司的第一把交椅,常年占据美国军方30%以上的预算的洛克希德·马丁公司。

国产工业软件究竟“短”在哪里?深度分析背后的玄机

洛克希德·马丁

2020年,由于洛马向中国台湾提供总价约6.2亿的武器装备,严重干涉中国内政,我国已经采取必要措施,对其进行制裁。

对军事感兴趣的朋友一定不会陌生这家公司的产品,F22猛禽战斗机,F35战斗机,F117轰炸机,黑鸟侦察机,三叉戟系列导弹等等,

为何一个军火制造商,会成为了编写的代码最多的公司?

洛马除了开发各种武器系统之外,还有就是开发工业软件。

2020中国国际软件博览会中上,中国工程院院士倪光南,提出目前我国需要大力发展工业软件,建设制造强国,在整个制造业的价值链中,产品的设计研发,关键零件的制造等环节,目前主要由欧美国家的企业控制。

国产工业软件究竟“短”在哪里?深度分析背后的玄机

倪光南院士

所以在价值分配中非常被动,中国制造的规模虽然位居世界首位,但是我国大部分制造业还处于价值链低端,在整个世界制造业产业链中,处于中下游,倪光南院士还认为工业软件是限制我国企业进入产业链高端的最大阻力,也是目前科技领域最突出的短板。

那么究竟什么是工业软件,它为什么这么重要?

在中美贸易战期间,美国对华为、中兴等公司进行制裁,其中一个重要的手段就是针对工业软件,甚至国内著名工科高校也遭到的同样的制裁,可见工业软件的重要地位,本文我会深度分析这背后的底层逻辑。

相比中国制造占全球制造业20%份额,中国工业软件的市场份额只占全球市场总额的6%,就在这6%中,大部分市场已经被国外软件占据,这个数据背后究竟意味着什么?为何国产工业软件短板突出?

国产工业软件究竟“短”在哪里?深度分析背后的玄机

有限元分析软件CAE

工业软件离我们并不遥远,很多学工科同学大概率都会用到,比如第二维CAD,但是人们对于工业软件的认知仅仅停留在软件的工具层面,甚至很多每天使用工业软件的工程师都觉得这就是一个工具而已,为什么会成为贸易战中“卡脖子”的武器呢?

工业软件是一系列软件的集群,覆盖工业产品的研发、制造、服务等,全部环节,工业软件更像一个软件生态系统,甚至是工业文明等级的象征。

纵观人类的三次技术革命,每一次都对世界产生了深远的影响,在工业领域,第一次工业革命的主要特征是机械化,第二次工业革命电气自动化,第三次工业革命是数字化。

工业数字化的主角就是工业软件,德国作为世界先进制造业的代表,早在2013年的汉诺威工业博览会上,就正式推出了工业4.0的概念,工业4.0的重要特征就是智能化,智能化的前提就是数字化。

而工业软件就是整个人类工业文明数字化的载体,没有工业软件作为基础,工业4.0就是镜中花,水中月,换句话说,工业4.0这个科技树能否点地上去,关键要看工业软件研发水平。

我们目前市场上能看到的工业软件,是整个工业软件商业化的那一部分,也许只是冰山一角,大量地用于尖端军事领域的工业软件,都属于各国的军事机密,不可能商业化。

从目前作为商品的工业软件来看,2020年全球工业软件产业市场规模达4358亿美元,而中国产业规模约261.5亿美元,只占全球份额的6%,而目前国产工业软件的生存环境非常艰难,并且遭到国外软件围追堵截。

国产工业软件产业岌岌可危,这与中国制造业的产值占全球份额的20%,形成了强烈的反差,中国工业软件不但市场占比小,而且国产工业软件的短板很明显,经过深入的调查和思考,找到了三条主要线索。

一、欧美等西方发达国家,在科技上的先发优势,

二、中国加入WTO以及互联网的快速发展,对国产工业软件产业的冲击。

三、中西方的文明对商业的思维方式差异,这是更加底层的逻辑。

说到这里大家一定一头雾水,先别着急,且听我慢慢分析。

工业软件的本质就是工业文明数字化,所以工业软件水平其实反映了工业文明水平,18世纪中叶,英国爆发了第一次的工业革命,以瓦特改良的蒸汽机为标志,此后人们逐渐用机器替代重体力劳动。

19世纪中叶,欧洲爆发第二次技术革命,以电力的广泛应用作为标志,发电机、内燃机、无线电的技术相继出现。

20世纪中叶,在美国产生了第三次工业革命,以原子能、计算机、空间技术、生物工程等诸多新技术的发明为标志,每一次技术革命产生都对世界产生了颠覆性的影响,而工业软件就是第三次技术革命的产物。

1946年,世界上第一台电子计算机在美国产生,1950左右,美国诞生了第一台计算机绘图系统,也就我们现在CAD的最早雏形,这要早于我们所知道的任何计算机操作系统,要知道第一个计算机高级语言1952年才诞生。

也就是说按照辈分,所有软件都要叫一声爷爷,几乎与此同时,美国诞生了第一台数控机床,加工品类繁多而且结构的复杂的零部件,就需要编制数控程序,仅仅依靠人们手工编造,效率低下,于是美国开始研发计算机辅助加工的系统,简称CAM。

1961年美国开始实施阿波罗登月计划,航天技术快速发展,1965年左右,美国宇航局NASA,委托美国计算科学公司和贝尔航空系统公司开发有限元分析软件,本质就是将工程力学融入计算机软件,在虚拟的电脑环境里,模拟工程实验,得出近似的结果,后来甚至发展出了流体分析软件,这种技术后来被统称为计算机辅助工程简称CAE。

工业软件诞生背后的驱动力就是“美国与苏联的冷战”,两国之间的军备竞赛进入白热化,美国对本国的军事工业进行全面升级,出台了很多战略计划,工业软件就是其中的一个重要方向。

目的在于提高军用装备的研制效率,可靠性,并且降低研制成本,然而工业软件不仅局限于此,在整个军事工业体系中,任何一个复杂的环节,都需要工业软件的支持。

80年代中后期,随着个人电脑的普及,特别是微软Windows操作系统问世之后,大大降低了人们使用电脑的难度,与此同时,军工企业开始将工业软件商业化,原先的工业软件的研发部门,通过剥离、并购、重组等商业操作,整合成了新的公司。

把以往开发的工业软件功能,通过风险评估,不涉军事机密的功能进行标准化,集成化,打造成新的工业软件产品,作为商品进行销售,美国在发展工业软件上的先发优势,是技术领先的一个重要原因。

中国在80年代末,国产工业软件也在快速发展,但是互联网和2001加入WTO之后,国产工业软件遭到了严重的冲击。

1994年中国正式接入国际互联网,此后的几年里中国互联网用户快速增长,2001年中国加入WTO,互联网用户迎来爆炸性增长,与此同时,中国嵌入整个世界贸易体系,参与全球制造业的分工。

由于人力成本,资源和政策的优势,在巨大利润的驱动下,很多跨国企业纷纷将制造工厂转移到中国,由于中国巨大的消费市场,把生产制造环节放在中国,可以极大的降低从工厂到市场的流通成本,所以一段时间中国也称为“世界工厂”。

加入WTO是机遇与挑战并存的,是“与狼共舞”,经过20多年的发展,中国的制造业供应链体系非常完善,任何产品放在中国生产,都会大幅度降低生产成本,但是WTO带来的挑战是对工业软件的冲击。

由于这种全球产业分工,欧美企业将附加值高的环节,比如产品的研发设计,核心零部件的制造控制在本国企业手中,将制造环节向中国转移,这也造造成了,美国后来的制造业空心化,很多民用产品的制造环节被中国外包。

这也就是为什么,曾经在1969登上月球的美国,却在新冠疫情爆发的时候,口罩的产量却跟不上。

而在加入WTO之后,随着大量外企的入驻,必然带来中国供应链体系的发展,由于此时国内需求快速增长,国内的很多制造企业朝着市场驱动方向发展,而非技术驱动,所以大部分精力放在了拓展市场规模,降低销售价格的方式获得利润,时间一长就出现了恶性竞争。

正是这种外部环境,导致很多企业最后的策略就是“薄利多销”,营业额非常高,但是利润很少,一开始是没有精力投入产品研发,后来是没有利润投入研发,久而久之,很多制造企业放弃了产品研发,以山寨和仿制为主。

因为研发的周期长、风险大、而且投入产出见效慢,远不如拓展市场的速度,这种内外环境也让很多民用制造业缺乏产品的研发驱动力,所以市场需求不够强烈,到目前为止,中国工业软件的产业规模只占全球份额的6%。

只有少数企业重视产品研发,而设计研发类更是商用工业软件最成熟的环节,加入WTO之后的全球产业分工,对中国工业软件的产业规模造成了冲击。

更糟糕的是,随着互联网的普及,国产工业软件的生存空间被进一步挤压,欧美工业软件的优点是起步早,完整性和系统性强,缺点是价格也很昂贵。

但是中国互联网普及之后,欧美软件公司通过市场策略,让互联网上的盗版软件泛滥成灾,而且向很多工科类高等院校赠送软件,开设培训讲座,目的是培养大量潜在用户,本来具有价格优势的国产软件,一下子遭受了致命打击,很多国产软件开始纷纷降价,利润大打折扣。

互联网极大地降低了欧美工业软件的流通成本,当很多企业都在使用,并且产生了大量的产品研发数据的时候,欧美软件公司就会通过法务维权的手段,促进软件销售,并且提供技术服务,这是典型的“钓鱼执法”,先盗版普及使用,再通过维权进行商业化。

当时国产工业软件的生存空间究竟恶劣到什么程度呢?小米的创始人雷军早年曾经开发过二维CAD软件,但是由于当时的国内行业环境过于恶劣,雷军这样的牛人都不得不换赛道,只能退而求其次。

后来在他领导下的金山公司将目标锁定在对标微软office系列产品上,开发了WPS,学习美国模式先免费,直到后期WPS占据大量市场份额之后,才开始通过附加功能商业化收费。

其他国产工业软件为了生存,不得不开拓其他业务,此时欧美软件公司又开始在国内大量招募代理商,为了生存下来,这些公司纷纷成为欧美软件公司的国内代理商,从一开始的抵抗军变成了“伪军”。

这导致国产工业软件在国内的生存的空间被不断侵蚀,目前用于研发设计类的工业软件,95%的中国市场已经被欧美软件公司占领,在商用工业软件领域,我们已经经历了“错过的30年”。

说到这里你一定会好奇,虽然国产工业软件发展受阻,但是中国在国防科技实力绝对不逊色任何一个国家,从建国初期的“两弹一星”工程,到中国天和号空间站顺利完成对接,三名宇航员完成为期三个月的科考任务,并且顺利返航,以及各种不方便展示的黑科技,

其实目前能看到的与西方的科技水平差距,并不在科技本身,而在于科技的商业化,或者说是,科技产业化水平,因为科技发达和科技产业化水平高是两个概念,打一个不恰当的比方,一个武林绝世高手,在江湖上难逢敌手,这就是科技发达。

但是另外一个武林高手,虽然功夫不是一流,但是他开宗立派,收了很多徒弟,开了很多武馆,教授普通人防身技巧,而且他编写的书籍常年位居畅销书排行榜,不但自己赚的盆满钵满,自己的武学后继有人,那么这就是属于科技产业化水平高。

今天我们看到的工业软件短板问题也是个范畴中,从目前的我国国防科技水平来看,很多被西方国家封锁的技术,都能实现技术突破,所以我可以大胆预测,用于国防尖端领域的工业软件,我国一定是完全自主研发的,只是不可能作为软件产品出售。

我们应该有充分的理由保持制度自信,并且对我国国防科技水平充满信心,任何科学技术都离不开长时间的积累,人才的培养,资金的投入,产业的发展,法治的健全等对各维度,都不是一朝一夕可以完成的,这是任何科学技术的发展规律。

如果我们再往前走一步,就是不同文明之间对于产业化的理解差异,在近500年的人类历史中,从欧洲地理大发现开始。

资产阶级通过海洋贸易起家,用武力征服全球各地的殖民地,到今天世界格局的形成,资本主义出于对获得财富强烈的动机,从获得财富的手段上来看,主要有两种。

一个是通过战争侵略走帝国主义路线,通过暴力获取资源。

另一种是通过全球商业贸易获得巨额财富,为了配合种方式,他们开始注重,文化的传播,影响人们的心智,并且提倡自由主义,通过产品的优势获得市场,总结起来就是“巧取豪夺”。

但无论是“巧取”还是“豪夺”,都是以科技发展作为核心驱动力的,西方资本主义国家,把战争、商业贸易、科技,这三者形成了一个循环,通过战争和商业贸易,获得各种资源,包括人、财、物,技术等资源。

然后西方资本主义国家又会将这些资源,投入科技的发展,科技水平的进步又会提高了战争和商业贸易的方式和手段,强化了“巧取豪夺”的能力,

之前的英国、今天的美国本质上就是这种逻辑,在西方文明看来,“战争”和“商业贸易”的目标是获取各种利益和资源,而对科技的投入,是保持这种优势的动力源泉,商业贸易的本质是另外一种“战争”。

所以军事思想和技术与商业贸易之间的交流非常频繁和顺畅,甚至形成了一种将军事机构与工业、科研、教育等部门紧密结合起来的一种经济体制,称为“军事工业复合体”,洛克希德·马丁公司就是美国军事工业复合体的一部分。

与其类似的公司,美国还有很多,比如波音、通用动力、格鲁曼、雷神等等,从一战、二战以来,美国依靠贩卖军火,大发战争财,你甚至可以把美国看成一个伪装成国家的军火公司,美国总统更像这家军火公司的职业经理人。

所以这种军事工业复合体往往捆绑美国的国家利益,一项统计调查发现,美国企业的CEO中,从哈佛、耶鲁等常青藤名校毕业的人数相对较少,最多的其实是来自西点军校,如果在军事领域不能做到顶尖,那么西点军校的毕业生会转战企业界。

一所专门培养高级军事人才的军校,竟然成了美国企业管理层重要的人才来源,在这种“商场”即“战场”的驱动下,军用技术的商业化就是常态,很多企业也大量地运用军事技术和思想。

而中国自古以来对待军事的看法是要远高于商业的,古代就有“国之大事,唯祀与戎”,《孙子兵法》开篇就是,兵者、诡道也,死生之地,存亡之道,不可不察也。

今天中国的国防事业的终极目标,就是保家卫国,守土安邦,对此中国人不惜一切代价,不计成本,不论得失,绝不讨价还价,既是有对外军售,往往是处于政治目的,和只追求利益的商业贸易交集很少。

国内的军用和民用完全是两套体系,在工业上也遵循不同的技术标准,所以正是两种文明对于“战争”和“商业贸易”二者关系上的分歧,所以中西方技术上的差距,并不完全是科技水平的差距,而是科技产业化水平的差距。

美国在军事科技产业化的过程中,发展出了很多新的学科和理论,形成看技术加方法论的商业打发,在技术和工业软件产品功能层面,由于欧美工业软件起源于军事工业,由于军用产品的研制难度非常大,工艺流程复杂,技术难度高,应用场景足够复杂。

所以欧美工业软件更加系统性,功能非常完善,一旦商业化之后,就具备了很多优势,用于民用产品研发的时候,就能够游刃有余,就像一个退役的特种兵来到小区负责安保工作一样,瞬间整个小区的安保级别一下上了几个台阶。

除此之外还体现在方法论上的优势,因为工业软件不仅仅是一种工具,其背后蕴含着复杂的工业流程,尤其是离散型制造业,是一种深度依赖供应链的制造业,往往产品结构复杂,由多家企业提供零部件。

比如法国要研发一款战斗机,那么这架飞机的零部件可能来自欧洲各国,甚至来自美国,法国掌握核心部件的研制,比如飞机发动机,以及飞机整体设计,组装测试等,也就是说当今复杂的工业产品必然嵌入到了整个供应链体系里。

这对产品的研发,图纸和数据的管理,提出了苛刻的要求,由于产品的最终形态差别很大,比如研发战斗机的公司和研发手机虽然都是离散型制造业,但是两种性质的企业,将最终的产品推入市场之后,能够给企业带来利润,那么二者在整个产品研制流程上区别就非常大的。


产品研发理论的成型

这种强烈的需求导致,美国的产品研发研发理论快速发展,变成了一门应用科学,而且很快产业化,所以美国有大量的企业战略咨询公司,主要业务就是帮助企业进行所在行业分析,并且帮助企业构建有竞争力的商业战略。

比如著名的 麦肯锡公司、波斯顿咨询等,他们所服务的企业类型侧重不同,在计算机网络设备领域,比较著名的就是美国IBM公司,以前以生产电脑闻名于世,后来转型之后,在科技领域的咨询服务也是一流,通过自身的商业实践,IBM发展出了一套集成产品开发理论,简称IPD。

这种方法论并不是纸上谈兵,而是通过一个个具体的案例和行业解决方案实践的结果,美国科技咨询行业的发展,对工业软件产生了深远的影响,使其不仅仅停留在工具层面,而是上升到了企业研发战略体系中。

在国内最著名的案例就是华为,1998年左右,华为投入巨额资金,聘请IBM公司帮助华为进行集成产品开发(IPD)的业务梳理,并且采用众多美国工业软件进行研发体系升级。

从流程重整和产品重整两个方面来达到缩短产品上市时间、提高产品利润、更高效地进行产品研发,避免重复无效的工作,极大地提高了华为产品研发的能力,经过长达五年的研发体系升级,之后的华为可谓脱胎换骨,以强大的产品研发能力跃居世界通信行业巨头。

如今美国政府对华为的打压手段也是无所不用其极,至今孟晚舟女士已经在加拿大被困32个月,最近才获得自由。

但华为的创始人任正非先生曾经表示,他非常感谢美国的企业,这些年与美国企业一起成长,并且美国企业教会华为很多,华为绝多大数的顾问公司都在美国,可见美国产业发展的实力仍然很强劲。

知己知彼,方能百战不殆,如今的中国企业逐渐走向全球化,全球市场即战场,克服工业软件的短板问题,必须借助军事技术和战略思维,中国制造业由大到强,不单单是制造的实体产品占领市场。

而是整个工业高级化、产业化,不但向世界出口工业实体产品,而且还需要将经验、技术、方法论作为产品,占领全球市场,这是产业由大到强的必经之路。

总结

1、看待中美科技差距,需要理性,具体问题具体分析,工业软件的短板说明,在科技产业化水平上和西方的差距,产业化、科研、人类培养其实都是环环相扣,需要统一协调考虑。

2、短板往往是由于起步晚和产业分工的时代背景有关,比如今天虽然中国的互联网公司位居世界前列,但是主要还是享受用户红利上,产业的巨大优势能否孕育技术革命才是关键,互联网资本的垄断就是毒瘤,表面上有几个巨头,实则害了整个产业。

3、我国的工商业文明如何走向更加高级的方式,从规模优势转向技术优势才是关键,富而不强没有意义,1820年的中国,清朝的GDP占全球30%,但是20年后依然被英国的船舰利炮敲开国门,我们不能沉迷于规模和体量,而是在更高的维度上和对手竞争。

4、已经发展起来的巨头要投入更多的资金去用于研发,探索更高级的技术和方法论,孵化产业人才,带动高校的学科发展,将军事思想用于商业,进军全球市场,技术出海,和世界一流公司在竞争者中变成强者


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