发展工业软件，建设制造强国

党的十九届五中全会提出，“十四五”时期经济社会发展要以推动高质量发展为主题，要优化和稳定产业链、供应链，在关系国家安全的领域和节点构建自主可控、安全可靠的国内生产供应体系。所以，我国当前和未来一个阶段，产业发展和产业升级都有一个很重要的目标，要对产业现代化加强认识、给予重视。

产业技术高级化、产业链现代化和供给侧结构性改革目标高度一致，也和经济高质量发展的功能转变、质量提高目标高度一致，更是全面实现制造大国向制造强国根本性的转变。

发展工业软件，推动工业基础高级化

当前我国经济正由高速增长转变为高质量发展，制造业应大力发展工业产业，努力补齐工业软件的短板。关于这方面的目标，需要特别强调有关工业软件方面的问题。在《中国制造2025》中，我国对各个领域的发展进行了规划，其中就包含了“工业强基”计划。“工业强基”计划针对关键的核心基础零部件、基础工艺、产业基础设施等问题，大部分可以归入工业软件的范畴。所以“工业强基”要解决的问题，有赖于工业软件的集聚。

此外，工业基础高级化也是发展工业产业非常重要的方面。要从制造大国变成制造强国，产业链现代化是非常重要的一环。从目前的在产业链发展来看，我国大部分企业还处于价值链的低端。如从整个苹果的价值链来看，我国大部分企业处于低端制造的位置。苹果的整个价值链里，中国企业所占据的比例还不到2%。这就意味着，不管中国企业做得多么快、多么好，但是对方分配给到的价值却不到2%。如果不能通过工业软件、工业基础高级化工作，使我国企业进入价值链的高端，例如一些研发、关键原部件的制造等重要的环节，所有的工作只能处于低端位置，就只能分到微薄的利润。这就表明，要使中国进入制造强国，不仅要解决产业链现代化的问题，还要解决好产业技术高级化的问题。

我国工业软件“短板”需快速补齐

工业软件涉及的范围广、领域多，从应用领域来看，集成电路是其中一个重要的领域。集成电路有一个很重要的短板，就是芯片设计工具被国外控制，我国基本上没有。如果说，工业软件仅是我国的短板，从集成电路角度来讲，我国的设计工艺就几乎是零的存在，更是短板中的短板。此外，从工业软件角度来看，集成电路产业链的重要环节我国也没有。这两方面在我国都存在着短板。

此外，制造业可以分为流程制造和离散制造。离散制造的种类也很多，目前离散制造把工业软件大体分为CAD（辅助设计）、CAE（辅助工程）、CAM（辅助工程）三大类。

大体来看，我国目前在工业软件领域薄弱的原因，不仅是一个客观问题，跟主观方面也有关系。比如在集成电路领域，我国的工业软件、应用软件基本上都被国外企业所垄断，主要包括Cadence、Mentor和Synopsys等三大家。中国在这个领域基本上是空白状态，这也与我国过去在这方面没有发展起来有关系。

1989年“巴黎统筹委员会”（简称“巴统”）对我国施以禁令，国外软件不能进入中国，为此我国开始支持发展熊猫系列，由我国在EDA方面最大的企业华大九天承担。当时熊猫系列工作完成得不错，荣获了科技进步一等奖。但1994年开始，“巴统”取消了对中国在软件方面的禁令。这本来是一件好事，但很多人觉得既然市场上能够买到，就不用自己做了，因为软件的研发是一件很费劲、很难做的工作。所以从1994年开始，工业软件方面相应的资金、市场支持逐渐减少，发展开始走了下坡路。直到最近中美贸易摩擦，受到了禁运等相关制裁，我国的工业软件研发工作才又重新被重视起来。国内多家企业，包括华大九天开始积极发展起来。

从这方面来看，工业软件的发展滞后，与其说是客观情况的问题，不如说应归于受“造不如买、买不如租”的主观想法影响。在这种思想下走了弯路，影响了我国工业软件的发展。

事实上，我国也有很好的条件来发展工业软件。因为建筑是将来工业软件发展，一个很好的突破点，而中国拥有世界上最大的建筑市场。据统计，我国投入了约3万亿元，拥有8千万的从业人员，在建筑方面的水平较高，建筑规模和市场都很大，有待于提携我国工业软件从这方面发展上去。

但作为制造业，从流程制造和离散制造来看，我国工业软件还是非常薄弱。目前，这方面被美国的Ansys、法国达索和德国西门子三大巨头占据。以这三大巨头为代表的工业软件垄断了软件市场，中国急需突破他们的控制。这个薄弱环节在中美贸易摩擦以来，作为首当其冲的制裁，是作为“卡脖子”问题的一个很好的切入点。工业软件对我国而言是一个很大的软肋，从中兴到华为，包括我国的一些大学也无法逃脱这种制裁。Mentor禁运以后，对我国很多高校也产生了影响，所以工业软件的短板必须迅速补齐。

工业软件能够解决工业技术高级化问题

我国推进工业互联网发展正是希望能补齐工业软件方面的短板。在工业互联网中，仅仅把工业软件放在一起还远远不够，因为我国工业互联网基础薄弱，不像在消费互联网应用方面有相当大的优势，在产业链可以迅速赶上发达国家，甚至在某些方面处于领先优势。但是工业软件在我国是急需加强的领域。因为发达国家推进工业互联网有很好的基础，比如德国的工业4.0，它强调的是CPS，即信息物流融合系统。在此前的工业革命中，已经重点解决了机械化、电气化、数字化的问题，现在是第四次工业革命，重点解决智能化的问题，而德国的工业发展已经达到了这个阶段。还有作为美国工业互联网代表的GE，特别强调了数字孪生技术，希望通过数字孪生技术把制造业提高到一个更高的智能化水平。

数字孪生技术是近来被讨论的一个热门技术。数字孪生就是指世界上有两大空间，一个是物理空间，另外一个是数字空间，也就是虚拟空间。未来的车间、工厂会存在于这两大世界中。即在熟悉的物理世界，同样的工厂或者车间也存在于数字世界中。所以，理想的情况下，今后想要生产一个新产品，首先不是在物理世界中去生产，而是先在数字世界做出来。在数字世界做的过程中，可以随时调整参数，改变原料、方式、设计，观察不同情况产生的效果如何，直到满意为止。这样，可能做了一百次，甚至几百次实验、改进、试错，却不需要消耗原材料，减少产生很多废物，无论从成本角度还是环境等方面都将大量节省。所以，希望未来物理世界和数字世界能够通过数字孪生技术并行推进。

例如，要想冲压一个模具，在冲压过程中，很难一次就达到预想的要求。如果通过碰运气的方式，需要消耗大量的时间和金钱反复试验，才能达到预期的效果，可能多次冲压，质量还达不到要求。但如果运用数字孪生技术，可以在电脑上实践这个过程，减少不必要的损失和浪费。所以数字孪生技术对工业互联网来说，是一种非常重要的手段。

因此，工业软件是解决工业技术高级化问题非常重要的方面。我国将实行重大软件工程，在基础软件方面，集中力量解决“卡脖子”的问题，着力推动工业基础的软件化。其中，工业基础软件化主要体现在，用工业软件来解决数字孪生的问题、解决计算机设计辅助与制造过程的问题等。此外，在云计算方面，也将会推出很多的举措。

积极支持工业软件特别是开源软件的发展

目前，我国在推进工业互联网现代化方面，已经产生了很好的效果，但由于我國工业基础相对薄弱，在提升产业基础高级化方面还需要大力加强。工业软件属于软件的基础范畴，研发投入大、时间长，必须加大支持力度。笔者建议将工业软件列入国家重大软件工程范围，并在软件基金方面给予大力支持。而且，按照现在发展的情况，即使有软件基金的支持，还是不能完全解决软件业发展中的很多问题，比如开源代码软件的问题。

目前开源代码软件在软件界占据的比重越来越大，而且在未来会占据更大的比重。在芯片领域，新开源芯片将会出现;硬件方面，开源的形式也越来越重要。但按照现有的软件基金情况，无法支持这些开源的软件，而基金又要求需要有投资回报。笔者建议在开源基金方面、特别是在软件基金方面，要突出开源软件和开源硬件。在开源软件方面要有明确的支撑和政策，解决国家相关基金和民间广大基金投入开源软件和开源硬件的问题。只有这样，才能迅速推进我国的开源事业，才能促进我国软件业得到更大更好的发展。

（本文根据中国工程院院士倪光南在“2020第二十四届中国国际软件博览会”上的演讲整理而成。）