工业生产的“明珠”——工业软件是什么？前景如何？_

7月18日，据德媒商报报道，西门子已终止与北京天圣华的合作。天圣华主要在国内代理西门子研发设计类工业软件，6月12日被美列入实体名单，合作终止导致国内部分特种客户和科研院所采购西门子工业软件受到一定限制。

本次事件进一步印证工业软件国产化浪潮不可逆，伴随国内头部研发设计类工业软件基本能力逐步与海外拉齐，国产化进程或将加速。

什么是工业软件？

根据《中国工业软件产业白皮书2020》：工业软件是工业技术、流程的程序化封装与复用。工业软件的使用有助于优化制造和管理流程，提升企业生产效率、促进资源配置优化，是现代工业的“灵魂”。

工业技术包含行业专业知识、机理模型、数据分析模型、标准规范、工艺参数等。

IT包括图形引擎、约束求解器、图形交互技术、算法库、模型库、开发语言、编译器、测试环境等。

IT技术是工业软件的载体和数字底座，工业技术才是工业软件的“灵魂”。以设计软件为例，航空工业飞机强度研究所曾与索为合作开发飞机集成研发设计平台，共开发14个专业157种专业应用，集成各类软件82种，实现了军民机布局设计、三维外形建模、典型设备与装载设计、结构传力路线设计、结构打样、初步静力分析、气动设计、气动分析、进排气设计、重量设计与分析、飞行性能分析、飞行品质分析、经济性、适应性分析、RCS分析、作战效能分析、静气弹分析、载荷分析等。航空所通过研发该平台软件，将大量专业的飞机设计经验沉淀到软件之中，同时也将产品从设计、建模、结构、测试、模拟、经济性分析到生产的全生命周期的流程进行了封装，以便后续进行复用。

工业软件的行业属性和流程属性

由于不同垂直领域（航天航空、机械、汽车、消费电子、军工、制药等），工业工艺和流程环节（研发、生产、管理、协同等）等差异较大，标准化程度也不一样，因此工业软件具备极强的行业属性和流程属性。

（一）行业属性

体现在工业软件跨行业复用性较弱，如EDA仅能用来进行芯片设计，CAD龙头针对不同行业推出不同版本的产品。（即使不同产品也包含大量外挂工具组合）

图片来源：华泰证券研报

（二）流程属性

体现在工业软件在不同的环节解决不同的问题。比如研发设计类、生产控制类、经营管理类、嵌入式软件类，以及目前正在兴起的工业互联网平台类。

图片来源：华泰证券研报

智能制造产业链分为由硬件发展而来的设备、通讯、数据采集控制层，和软件发展而来的研发、管理、制造层。

1、设备层：自动化设备，实现自动化生产、“无人车间”；

例如华为的深山湖工厂，PCB贴片、附件装配、总装包装三个流程全部自动化生产等；宝马沈阳工厂，从下料、机夹、焊接、涂装，全部为自动化产线。

2、通讯控制：PLC（可编辑逻辑控制器）、伺服、变频器等；

3、数据采集和控制系统：SCADA（数据采集与监视控制系统）、DCS（分布式数字控制）；

通过PLC、中控系统等下达指令到每台设备，包括生产线设备、物流设备、工业机器人。输入工艺参数、同时将运行结果通过PLC通讯接口返回给上层系统。

4、制造执行：APS（生产计划排产）、QMS（质量管理体系）、WMS—MES—MOM（仓储管理系统—生产信息化管理系统—制造运营管理）；

5、研发管理：CAD（设计绘图）、CAE（仿真测试）、CAM、ERP（企业资源管理）、PLM（产品数据）。

由于工业软件具备独特的行业属性和流程属性，不同类别的工业软件具备极强的壁垒，尤其是长期深耕某一行业的软件公司，在短期内难以被颠覆。

以汽车为例，汽车是大规模工业化的典范，在汽车设计研发领域，除了广泛应用的CAD、CAE等软件，有许多隐藏的工业软件“独狼”。奥地利公司AVL主要做汽车动力总成系统开发和测试，旗下产品包括AVLFIRE（发动机流动力学软件）、电驱软件eSuite（电驱动总成设计）等，在国内的许多汽车制造商的研发中心都能见到他的产品。全球营业额将近20亿欧元，但中国汽车完全离不开它的设备和软件。

这些公司往往具备非常好的工程咨询背景，早已成为汽车制造商的贴身顾问，而非简单的软件提供商。在当下汽车行业从内燃机时代转向电动机、智能化时代，他们随着客户的转向，本身也在转向，AVL当前软件方向同时覆盖电动化、自动驾驶领域。

图片来源：网络公开信息

因此我们认为，工业软件追求全面的自主可控，是一件不可能也没必要的事情。

我国工业软件产值占全球比例低，存在较大提升空间

数据来源：Wind，2022年

数据来源：Wind，根据2022年年报整理

对标全球市场，国内工业软件存在较大提升空间：我国工业经济规模世界第一，制造业增加值27万亿元，占全球比重28%。但我国工业软件产业规模占全球比例仅6%，严重不匹配。

对标海外工业软件巨头，国内工业软件企业收入体量依旧较小：我国工业软件龙头收入规模远小于海外龙头。

数据来源：Wind，统计时间为2014年至2021年，2022-2026年为IDC预测

数据来源：Wind，统计时间为2014年至2021年

我国工业软件市场增速快于全球增速，保持15%左右增长：2019年，全球工业软件市场规模达到4107亿美元，近三年同比增长率均在5%以上，2012-2019年复合增长率为5.4%；而国内工业软件产业规模虽然仅占全球工业软件市场规模的6%，但国内产业规模增长速度较快，近三年同比增长率在15%左右，2012-2019年复合增长率为13%。

我们将一些主要的工业软件市场规模、差距、国产化率、代表企业简单整理如下：