《国产工业软件的突围之路》

  • 来源专题:智能制造
  • 编译者: icad
  • 发布时间:2023-06-19
  •        工业软件被公认为“工业制造的大脑和神经”,是数字经济时代工业领域的“皇冠”。作为制造业第一大国,我国拥有世界上最齐全的产业门类,但核心工业软件领域却是产业发展的软肋。

      导致这一现状的原因主要为我国工业软件产业整体呈“小、散、差”的发展局面。国内企业市场份额小,产业链不完整,技术水平相对落后,离自主可控仍有较大差距。

      因此,大力发展工业软件,推动核心工业软件自主可控,是中国建设“制造强国”的必由之路。

      01

      国产工业软件之殇:

      基础薄弱、理念落后、盗版猖獗

      在《软件产品分类国家标准》(国标GB/T-36475-2018)中,工业软件(Industrial Software)被定义为在工业领域辅助进行工业设计、生产、通讯、控制的软件,其被细分为研发设计、生产制造、经营管理、运维服务四大类。

      在实际应用中,工业软件可以极大地提高工业企业研发、制造、生产管理水平,提升工业管理性能和设计效率,有效节约成本,并实现可视化管理。

      不同于传统意义上的软件,工业软件更依赖于工业积累而非编程。受限于工业知识和基础科学知识沉淀不足,研发设计类工业软件国产化进度最为落后,国产化率仅为5%,且多数研发设计类工业软件仅应用于工业机理简单、系统功能单一、行业复杂度低的领域。

      业内专家表示,工业软件本质是工业的结晶,而非IT的产物。因为它的内核凝结了工业化长期积累的工业知识、诀窍与经验。而我国工业软件企业多以IT企业为主,并没有坚实的工业基础和背景,这是我国工业软件难以占领中高端市场的一大因素。

      另一方面,我国的工业企业更注重“制造”而非“研发设计”。很多工业企业都是以代工起家,这种理念及发展模式也阻碍了研发设计类工业软件的发展。

      此外,据国产工业软件厂商透露,由于知识产权保护力度不足、盗版猖獗,国产工业软件的生存环境也不容乐观。有付费能力的企业大多用国外的研发设计软件,而付不起费用的小企业都在用盗版软件。

      盗版软件的存在,一定程度上侵犯了软件厂商的利益,导致研发资金不足,对行业整体发展也极其不利。

      02

      政策支持

      国内工业软件生态进一步优化

      我国工业软件到底该如何破局?

      从海外工业强国的经验来看,工业软件的发展始于顶层设计, 政策关注的重点在于加大资金投入、优惠政策扶植、注重产学研结合、保护知识产权、促进人才发展等方面。

      反观国内,从政策情况来看,自2015年国务院发布《中国制造2025》以来,工业互联网和工业软件的相关扶持政策年年有所涉及。尤其是在2021年,国家发改委等13部门联合出台的《关于加快推动制造服务业高质量发展的意见》中提到,利用5G、大数据、云计算、人工智能、区块链等新一代信息技术,大力发展智能制造,实现供需精准高效匹配,促进制造业发展模式和企业形态根本性变革。 要加快发展工业软件、工业互联网,培育共享制造、共享设计和共享数据平台,推动制造业实现资源高效利用和价值共享。

      需求方面,2020年,我国工业增加值占全球工业增加值的22.0%,而我国工业软件的市场规模仅占全球的7.4%。对比来看,我国工业软件与工业发展存在严重错位,仍处于起步阶段。随着我国制造业正向高端化、智能化方向转型升级的发展趋势下,我国工业软件升级迫在眉睫。

      业内认为,受益于政策及市场的双重驱动,我国工业软件有望从技术、产品、商业模式和生态四个方面进行突破:

      技术 :工业互联网、微服务、低代码等新兴技术推动工业软件从原本的单一工具软件走向定制化的平台服务,目前正在朝着“上云”和“APP化”发展。

      产品 :随着国产工业软件厂商深耕行业,将增强对工业的理解和数据的积累,提高自主研发能力,国产软件的功能和性能都将逐步赶上国外软件;同时,CAD、CAE、CAM等软件由于工业流程上的衔接性,未来有望集成一体化发展。

      商业模式 :云计算催生了SaaS这样的按需提供服务商业模式,定制化服务也成为另一个发展方向。

      生态 :未来行业标准将出台,统一工业软件之间的数据格式,从而推动国产软件之间的配合;此外,国产软件一定程度的开源和开放也将推动工业软件发展更加迅速。

      03

      替代空间大

      我国工业软件飞速发展

      外部压力、市场环境、政策扶持和需求刺激四大因素正引导我国工业软件行业飞速发展,行业内一些优秀企业也开始崭露头角。

      在核心工业软件——三维CAD领域, 君联资本所投企业华天软件推出的国内首款基于云架构的三维CAD平台CrownCAD(皇冠CAD),拥有完全自主的两大CAD核心技术:三维几何建模引擎DGM和几何约束求解器DCS。CrownCAD可以解决高端制造核心技术“卡脖子”、大型模型“转不动”、协同设计“缺平台”的痛点,让中国制造的创新设计不再受制于人。截至2022年3月,CrownCAD已有8万余名用户注册使用。

      目前,华天软件已经为航空航天、核电、轨道交通等高端装备领域,以及汽车、工程机械、模具、轴承和高科技电子等通用、专用机械领域的多家企业提供全生命周期的解决方案,主要客户包括中国铁道科学研究院、商飞、TCL、潍柴动力(000338)、中车集团、中海油、中石化、中国重汽(000951)等行业领军企业。

      而 联想集团旗下联想创投所投企业数码大方则是国内早期从事工业软件研发的软件公司,也是国家级专精特新“小巨人”企业。数码大方始终坚持技术创新,自主研发了数字化设计(CAD)、产品全生命周期管理(PLM)、数字化制造(MES)软件,其“大方工业云”更是工信部“工业云”试点示范平台、国家中小企业公共服务示范平台。

      截至2021年末,数码大方已拥有近400项专利及著作权,其中软件发明专利111项,是国内同类软件中专利数量最多的企业。凭借强大的自主研发实力,数码大方已有超3万家企业用户、超40万互联网用户,服务覆盖装备、汽车、电子电器、航空航天等行业。

      对于工业软件的国产替代,数码大方曾表示,今天国产工业软件的自主可控、国产替代,本质上应该是瞄准产业未来场景的价值,而不是对技术或产品简单的跟随替代。数字转型的价值在于数字技术对产业的赋能和解构,对质量、成本、效率、周期、个性定制、降低门槛以及绿色等方面的改善升级。

      未来,数码大方、华天软件等工业软件企业将逐步成为中国经济强大韧性的重要保障。它们瞄准中国制造的短板,在细分领域上成长为“隐形冠军”,有望在专业化、精细化生产的道路上继续发展,成为推动经济高质量发展的重要动力。

  • 原文来源:http://field.10jqka.com.cn/20220414/c638331553.shtml
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  • 《自主可控加速突围,“卷”起来的工业母机》

    • 来源专题:智能制造
    • 编译者:icad
    • 发布时间:2023-06-25
    • 无论是神舟飞天、蛟龙入海,还是国产大飞机C919的成功商飞,以航空装备、海洋工程装备制造为代表的中国高端制造业发展势头迅猛,离不开有着“工业母机”之称的数控机床。近年来,在国家和地方产业政策支持、新技术革命推动以及市场需求牵引等综合作用下,我国数控机床行业步入加速成长期。 今年4月,第十八届中国国际机床展览会以参展总人次、总人数、观众人数三大指标创下历史新高的空前盛况落幕后,第三届工业母机高质量发展论坛在浙江温岭成功召开,众多重磅新品发布接踵而至,一向自带流量和关注度的机床行业,在精度、智能化程度上纷纷“内卷”起来。不仅如此,“十四五”期间,我国部分省份还提出,要依托本区域优势产业研发相关技术、重点发展高档数控机床、提升关键产业的数控化率、打造数控机床产业集群等。 工业和信息化部党组成员、副部长辛国斌表示,工业母机是“制器之器”和“自强之基”,是关系国家战略安全和发展大局的基础性产业。近年来,工业和信息化部以重大项目为抓手,开展关键核心技术攻关,推动工业母机产业发展,提升了产业总体技术水平,建立了较为完整的产业体系,培育了一批优质企业,保障了重点领域装备需求。辛国斌强调,工业和信息化部将坚持“需求导向、场景牵引、中试验证、串珠成链”,着力提升自主创新能力,推动产业提质升级,加强市场应用推广,培育完整产业生态,推动工业母机产业高质量发展。 “机床装备的未来应以智能制造为主攻方向,坚持两条腿走路。”中国工程院院士周济进一步解释道,一方面对标追赶,另一方面创新超越。通过实施机床产品高端化、机床产业基础高级化、机床制造能力数字化转型、机床企业培育壮大、机床工业技术创新体系建设五大工程,实现巩固经济型数控机床优势、占领主战型数控机床市场、走在高档型数控机床前列三大战略目标。 高端攻难提升突围“硬实力” 04专项(高档数控机床与基础制造装备科技重大专项)启动以来,强调狠抓“三个结合”(用户与机床企业的结合、主机与系统部件企业的结合、制造企业与研究机构的结合),重塑了中国机床产业创新生态,我国一批机床企业得到了长足成长,国家对数控机床行业的支持政策也经历了从“改进机床质量”到“重视数控机床”再到“大力发展高端数控机床”的变化。 “当前,国产中档机床内耗仍然严重。”中国工程院院士、西安交通大学教授卢秉恒指出,下一步,要向“专精特新”方向发展,在整机上要攻难题,向高端推;在中端,要提升品质、性能、用户针对性,企业要有自己的专攻、特色,形成良好的竞争生态。 “如今还有很多机床企业家沾沾自喜于机床‘性能价格比好’,这在以前是行得通的,可现在市场经济走向成熟,其基本规律是优质优价,也就是‘我的机床卖得贵还卖得掉’,这才是核心竞争力。”中国工程院院士、浙江大学求是特聘教授谭建荣也直击行业痛点并坦言,数控机床产品技术附加值低,关键是产品开发设计能力普遍偏低,多数数控机床制造企业设计能力弱于制造能力。“要提升数控机床设计制造质量关键技术,推动数控机床产业向高端化、智能化、拟人化、绿色化发展。” 不难发现,高端攻难、自主可控、基础创新一直是机床行业加速突围道路上的高频词。机床行业市场总量有限、产品技术细分、应用场景多样、制造和用户分散且充分竞争、产业缺少颠覆性技术或跨代发展的机会,制订产业政策、推进重大项目实施时需充分考虑其产业特点与发展规律。如何创造高端机床市场稳定预期的政策环境,抓住高端需求解决创新源头?不仅是实现产业链供应链自主可控的必然要求,也是建设现代化产业体系的关键一环。 “为投入中高端产品研发的机床企业创造稳定的市场预期,必要时可根据市场形势、产业特点出台强有力、非常规的应用配套政策。”中国机械工业联合会执行副会长罗俊杰建议,要完善创新体系,实现重点技术突破,加强研发端、制造端和用户端的结合,加大应用场景打造与维护的资源投入;加强标准与质量工作,推进产品品质升级;利用大数据、人工智能等新技术,建立关键领域创新技术、产品信息系统,加强监测、分析和预警;跟踪信息技术发展,全力推进机床行业工业互联网平台建设;加强企业间的合作和联盟,提高机床行业集中度。 集群聚力打造发展“排头兵” 高端数控机床的发展,离不开企业自身创新研发攻关的“硬实力”,更离不开产业集群所带来的技术交流与合作、规模和协同效应、市场资源共享等多项优势。对机床行业而言,产业集群并非新鲜概念,但是行业发展到今天,产业集群的内涵也在不断丰富,代表着较高的产业集聚度和配套能力,并可以提供更完整的产业链和服务链。 作为国内重要的机床工具产业集聚区,第三届工业母机高质量发展论坛的举办地——浙江温岭机床装备产业起步于上世纪七八十年代,40余年来经过了从生产简易型通用车床向经济型数控车床和高端数控机床的转变,逐步形成了以数控机床、专用机床、工量刃具为主的产业格局,以及集制造、销售、研发为一体的产业体系。不仅涌现出北平机床、东部数控、大众精机、深澳机床等一批数控机床整机企业,还引培了华中数控、三和数控等一批机床关键零部件骨干企业。目前,温岭机床装备产业集群有各类企业1200多家,产值规模超300亿元,构建了“整机、功能部件、工量刃具”的完整产业链。 “我们和国际品牌的差距,一个是数控系统,一个就是磨削工艺软件。”北平机床(浙江)股份有限公司董事长虞荣华说,必须补齐这些短板,不能被“卡脖子”。这个想法在北平机床牵头组织技术攻关联合体承接了工业母机重大短板装备专项后,变得更加坚定。如今,公司整机核心零部件的自主化率已达90%以上。近年来,每年投入产值的8%用于新产品研发,已成为北平机床的一个惯例。这些布局,剑指“核心技术可控”。 此外,在企业联合体的助力下,浙江省高档数控机床技术创新中心于今年2月落户温岭,目标也在于此,将聚力突破数控机床领域一批“卡脖子”技术,并促进重大基础研究成果产业化,带动产业链上下游企业融通创新,支撑创新型产业集群建设。 前瞻布局构筑创新“生态圈” 数控系统和功能部件是我国机床产业向高端化、智能化升级的核心,目前依然缺少高水平的研发机构和制造企业,且该领域国外竞争对手更为强大,技术、市场门槛较主机更高。因此,高端数控机床也需要依据“需求牵引、以用促研、协同创新”的原则与机制,动态跟踪重点应用领域需求变化,以重点突破打基础,以产业化应用验证为考核,不断围绕数控系统、功能部件等关键核心技术加大支持力度,促进产品迭代升级和成果转化,充分发挥已投入运行的数控机床产业大脑、机床供需对接平台的作用,合力突围打造创新生态。 “发达国家企业已经形成的市场生态圈和品牌效应,一直是国产机床行业解不开、攻不破的结。”武汉华中数控股份有限公司董事长陈吉红表示,国产机床和国产数控系统产业的发展,经历了技术引进、消化吸收、自主开发的艰难历程。虽奋起直追,国产高档数控系统仍缺乏大量应用验证、技术迭代的机会,在研发投入和技术成熟度等方面存在较大差距;虽解决了“可用”的问题,还没有根本解决“好用、耐用、易用”的问题。 当前,越来越多数控企业正在与上游芯片企业、中游数控装置/伺服驱动及电机企业、下游机床制造企业深度融合、联合攻关,促进形成整机(系统)和基础产品互动发展、上中下游互融共生的产业链协同创新“生态圈”。陈吉红介绍,今年4月,华中数控正式发布全新高端五轴数控系统产品包,将五轴加工技术与数字化、网络化、智能化技术全面融合,在高品质五轴加工、在机测量、远程运维等11项关键功能上达到国际先进五轴数控系统标准。 “科德数控已经建立起的全产业链、全人才链、全技术链发展模式,能够推动公司自身产品技术不断迭代提升,为公司产品对标国际先进产品打下坚实基础。”科德数控股份有限公司总经理陈虎表示,公司自主研制的五轴联动数控机床、高档数控系统及关键功能部件多项属国内首台套,2015年至今已向中国航空发动机集团下属多家航空发动机主力单位合计提供了近百台五轴数控机床;向广西玉柴提供了4种类型、12台卧式加工中心,组建了国内首条国Ⅵ标准乘用车发动机缸盖全自动生产线,完成了三百余个零件的加工验证及工艺节拍优化等等。