中国工业软件发展现状与趋势分析

代小龙

（北京璞元科技有限公司，北京 100055）

0 引言

中国工业软件起步时间较晚，发展不具备先发优势，并且美德等国在工业软件领域上长期占据着技术优势，造成中国工业软件发展受到技术限制、人才缺乏等多方面影响。

随着中国对工业软件发展重视程度提升，在政策、资源的双重支持下，工业软件行业发展已取得了一定的成绩。但仍需从问题入手，对解决路径进行深度探析。

1 工业软件概述

为全面了解工业软件需求，本文从工业软件的概念、特点及分类3个方面进行介绍。

1.1 概念

工业软件是工业领域应用软件，软件是指按照特性顺序组织的计算机数据及指令集合，通过数据指令设计实现特定功能，可按照性质分为系统软件、应用软件及中间件。工业软件既具备软件属性，又具有明确的功能定位，为工业领域发展提供技术支持，是促进工业发展的重要保障。

在工业领域发展过程中，企业要在市场中占据优势需要具备技术优势，一方面提升技术水平降低生产成本；另一方面技术发展迫使企业研发高精尖产品。工业软件在企业发展中具有重要作用，是研发高精尖产品的必要条件，也是工业技术优化发展的重要条件。但其功能不仅局限于此［1］，工业软件的研究与开发将衍生出新技术，拓展新业务，丰富中国工业经济生态链。因此，工业软件通常可划分为系统、应用、中间件、嵌入式四大组成部分。

1.2 特点

工业软件特点主要体现在行业特点、工艺支持及数据库支持等方面。

1.2.1 行业特点

中国工业领域包括原材料工业、冶炼工业、食品加工工业、化学药品制造工业等，不同工业对软件需求差异较大。因此，工业软件研发应结合产业需求，但会受到自身行业限制，不具备普适性。为此，在结合行业特点进行工业软件研发时，通常会对产业发展前景进行探析，保证软件设计的前瞻性［2］。

1.2.2 工艺支持

工业软件需要行业工艺支持，在研发过程中深入研究行业技术，结合行业特点，研发出在某一产业领域广泛应用的工业软件。并且，只有针对某一行业开展工业软件研发，才能降低软件研发、推广成本，提升软件价值。尤其当部分产业具备较为完善的产业生态网络时，针对产业研发的工业软件能在不同形态产业生态网行业中得到应用，并在不同行业形态的驱动下促使工业软件不断更新、完善。

1.2.3 数据库支撑

工业软件技术研发需要行业数据支持，只有具备数据支持才能保障工业软件研发方向的正确性。工业软件研发具有目的性，例如研发自动化控制系统，研发队伍需初步确定设计目标，然后全面收集、整理需要的数据信息，按照系统功能设置算法参数、构建工艺模型和自动化控制系统，最后整理、归集系统使用办法、功能等，保障系统顺利投入使用［3］。

1.3 产品分类

1.3.1 业务环节

工业软件按照业务环节可分为生产制造工业类、经营管理工业类、研发设计工业类、运营服务工业类等，其中生产制造工业APP 可分为生产计划管理类、生产作业管理类、物料管理类、设计管理类、工装管理类、质量管理类；经营管理工业APP 可分为采购管理类、产业链协同类、风险管控类、销售管理类、物流管理类、安全管理类、认证管理类、项目管理类、人才管理类、组织管理类、辅助决策类、企业资产类、过程优化类；研发设计工业APP 包括产品设计类、工艺流程设计类、过程控制设计类、产线设计与实现类、仿真类、试制试验类；运营服务工业APP 包括数据收集监控类、预测性维护类、应急处理类、节能服务类、健康评价类、售后服务类。

1.3.2 适用范围

按照适用范围可将工业软件分为基础公共性工业APP、行业通用工业APP、企业专用工业APP、其他工业APP。

1.3.3 知识类型

按照知识类型可将工业软件分为业务信息类、数据分析类、知识建模类。

2 中国工业软件发展

2.1 发展背景

工业发展起源于欧洲，19 世纪美国工业逐渐兴起，中国工业则是在20 世纪50 年代才逐步产生并发展，发展起步时间的差距造成中国工业软件技术相较于美德等发达国家存在一定差距。

中国工业软件在发展过程中，由于技术限制及早期工业不发达，市场规模较小，相关制度不完善，历经了一系列波折，部分工业软件企业在市场环境萎靡的情况下相继放弃了开发与研究［4］。直至近几十年，市场大环境发生改变，信息化逐渐成为工业发展新方向，工业软件行业才逐步得到发展。但由于技术差距及美德等国已占据了工业软件国际市场领先地位，造成中国工业软件发展举步维艰。

2.2 发展现状

近年来，中国工业软件行业扶持力度不断加大，促使工业软件发展状况发生改变，现阶段发展可从发展速度、政策扶持力度、业务收入、工业软件市场结构4 个方面进行解读。

2.2.1 发展速度

智能化成为工业发展新方向，工业智能相关产业快速发展。政府及地方对工业互联网等领域的扶持力度不断加大，工业软件市场格局逐步打开，市场规模逐渐扩大、速度持续增加，从业务收入、市场规模、研发资金投入、政府关注度等方面均有所体现［5］。工业软件发展速度持续加快是工业软件体系、相关制度条例逐步完善的体现，是政策支持下的成果。

2.2.2 政策扶持力度

在政策方面，工业软件发展关注度不断提升，各地区为促进工业软件行业发展出台了多项扶持政策，包括给予主编工业软件细分行业标准的企业现金奖励、对工业软件企业发展规模及发展质量达到特定标准的给予现金奖励、对于工业软件研发投入达到某一标准的给予相应补助等。部分地区还采用减免赋税、技术支持等方式全力支持工业软件行业发展。

2.2.3 业务收入

据工信部中国软件业务收入统计数据显示，2014-2021 年间软件业务收入逐年增加，从2014 年的37 026 亿元增加到2021 年的94 994 亿元，业务收入增速高达16.43%。

在软件业务发展速度持续加快的大环境下，工业软件增速也持续增加，工信部发布的中国软件产品业务收集统计数据显示，2020 年工业软件产品业务收入达到1 974 亿元，2021 年达到2 414 亿元，增速高达24.8%。2019 年中国工业软件产品业务收入为1 720 亿元，2020-2021 年增速相较于2019-2020 年实现了跨越式增长［6］，这些数据直观展现工业软件发展现状及市场影响力，对工业软件发展具有指导作用，是国家对工业软件发展进行宏观调控的依据。

2.2.4 工业软件市场结构

随着工业软件细分领域不断增加，相应领域研发速度加快，研究成果不断增多，国产工业软件市场占比发生改变。在工业软件的四大类别中，生产制造类工业软件一直在国内市场占据较大份额，经营管理、运营服务及研发设计类工业软件在软件细分的带动下取得较为突出的成绩，市场占比增加。不同类别工业软件市场结构发生变化，发展形势更均衡。

3 现存问题

目前，中国工业软件发展仍存在一系列问题限制发展速度及规模。其中，技术落后、市场成熟度低、产业链不完整、人才缺失、知识产权保护滞后最为突出。为此，本文分别从上述几个方面进行重点分析。

3.1 技术落后

中国工业软件研发时间相较于西方国家存在较大差距，造成差距的根源在于缺乏关键技术。尽管从现代技术入手，以先进的技术方法开展研究，但关键技术多处于被保护状态，对后续技术发展产生影响，造成技术差距逐渐扩大［7］。例如，研发CAD 几何内核算法及核心算法时，需要购买关键技术，不仅造成研发成本增加，而且无法从根本上得到关键技术，掌握底层逻辑。

3.2 市场成熟度较低

当前，中国工业软件市场成熟度低，主要表现为市场风险抵御能力差、市场发展结构不均衡等方面。成熟的市场需具备完整的市场体系，有效的市场机制，市场结构稳定、市场产品种类丰富、能够覆盖各层级，并且市场本身也具备自我调节能力。然而，目前中国工业软件市场结构不稳定、产品单一，产品研发上多集中在技术要求较低的软件，例如OA、CRM 等。并且，产品性能及质量稳定性较差，缺乏高质量工业软件产品，造成工业软件不足以支撑中国市场。在该情况下，一旦国际环境发生改变，工业软件市场受到影响，市场风险抵御能力不足，无法独自应对外部环境冲击。因此，只有提升技术水平，才能从根本上解决问题［8］。

3.3 产业链不完整

完整的产业链能形成相互促进的发展闭环，通过产业链各流程相互促进，确保工业软件产业有序发展。然而，目前中国工业软件产业链仍然不够完善，在技术、市场等多重限制下呈现分散状态，行业多以研发及直接对接关联工业为主，衍生行业、技术咨询服务行业、技术衍生行业的再衍生技术行业等均处于缺失状态，虽然部分行业已经出现，但在产业链的影响力较小。这与国外工业软件产业发展形成了鲜明对比，美德等国工业软件产业链已经形成生态网络，衍生技术在一定程度上能够反哺工业软件，为工业软件发展提供技术支持，这在突显产业链作用的同时也值得中国工业市场深入反思［9］。

3.4 人才缺失

人才稀缺问题一直是中国工业软件行业发展面临的重要问题。由于国外工业软件技术发达，部分人才会选择留在国外从事工业软件研究。尤其是工业软件尖端人才，是行业内各大企业争抢的对象，进而造成人才流失［10］。在人才培养方面，由于中国工业软件人才培养体系还不够完善，培养效果未能达到预期。通过分析各院校人才培养现状发现，造成院校培养人才与社会需求不对等的主要原因为以下3 个方面：①兴趣方面。学生并非在兴趣驱动下选择相关专业，造成毕业后从事其他行业。②个人追求方面。部分人才在掌握技术后以研究为追求，为了寻求更好的学习资源流转到其他国家从事科研工作。③政策支持和发展方面。尽管研究人员具有强烈的责任感及使命感，致力于技术研究，但还是会受到环境、经费、技术等因素影响，造成技术研究速度缓慢。

3.5 知识产权保护滞后

工业软件具有极大的市场价值，知识产权是营造良好市场环境的必然条件，也是促进研究工作发展的重要动力，但国内工业软件市场目前依然存在盗版、侵权现象，严重侵犯了研发高质量工业软件企业的利益。在工业软件受众中，规模较大的企业会从质量、风险等角度选择正规工业软件，但中小规模企业受资金成本限制，在经济利益趋势下选择盗版软件，进而对市场秩序产生不良影响。在发生风险问题时，中小企业未能意识盗版软件危害，反而对工业软件进行批判，形成不良舆论导向，进一步限制研究工业软件企业的发展。因此，知识产权保护是维护工业软件市场环境需要解决的重要问题。

4 工业软件发展策略

解决中国工业软件发展面临的一系列问题，需要对问题进行深入分析，寻找问题产生的根本原因。本文通过结合中国工业软件的发展现状，提出推动工业软件行业发展需要从政治经济两个方面为行业提供支持，培养人才提升技术水平。

4.1 提高核心技术水平

中国工业软件领域与国外在技术上存在差距，尚未掌握核心技术，但技术发展应打破思维限制，创新发展思路，积极寻找解决路径。为提高核心技术水平，需要从以下两方面进行。

4.1.1 促进技术与工业融合

从根源上讲，工业软件产生于工业需求，因此工业发展才是工业软件研究的基础，不能从某一行业发展情况出发，需要多角度看待技术研发问题。例如，CAD 软件最初围绕一个目标进行设计，但是由于设计公司业务较广，从其他技术中获得启示实现了技术突破，因此中国工业软件技术也应借鉴从多行业、多技术角度对技术进行研究。

4.1.2 以行业发展反哺技术发展

在技术发展兴起新型行业时，为促使工业软件形成完整的产业链条，需加大新型行业扶持力度，鼓励并推动新企业快速发展，不断拓展技术研究方向，发展衍生技术，从技术发展角度反观工行软件研发情况，为工业软件研发提供创造性意见［11］。

4.2 完善产业扶持政策

推进工业软件行业发展需要发挥国家、政府力量，完善产业扶持政策。尽管，当下部分地区已经制定了许多资金扶持政策，但仅从资金角度为工业软件发展提供支持仍然不够，还需从财税、技术、人才等角度为工业软件行业发展提供支持。

尤其应该以创新角度支持工业软件发展。例如，帮助工业软件形成完善的生态网，从其他行业发展角度促进工业软件行业发展，扶持工业软件下的新型企业，从宏观角度完善地区金融服务体系，拓展工业软件企业资金获取渠道，完善金融基础设施。此外，部分地区可构建产业园区，集中工业软件及相关企业，确保企业间形成合作共赢的关系，共同开展部分研究活动，发挥各自的优势，促进行业共同发展［12］。

4.3 创新新兴产业环节主体

新型工业软件的产生为中国工业软件发展提供新的启示，提升工业软件市场影响力可从创新型产业环节主题入手，对新型工业软件进行研究，力求在新型工业软件的开发与利用上走在工业软件市场前端。同时，工业软件企业需要结合工业发展趋势，整合新型工业产业，了解新型工业产业特性，把握新型产业智能化需求。在大数据技术快速发展前提下，企业需借助现代技术优化工业软件算法，创新算法形式，推出功能更强大的工业软件，保障工业软件使用范围，降低成本，优化操作方式，确保其在新兴产业中能够充分发挥自身优势［13］。

4.4 提升人才引进与培训力度

人才是工业软件发展的关键，需要从社会人才、院校人才培养两方面入手。在社会人才培养方面，企业需要提高人才培养重视程度，提供学习机会，采用赋能办法给予技术型人才一定的自主研发权和资源调配权，确保他们能够大胆创新创造，在技术研究上开拓进取，提升企业技术研发能力。在院校方面，需要完善人才培养机制，在开展专业课程的同时提升学生民族荣誉感及家国意识，促使学生了解工业软件开发的重要性。

4.5 建立健全相关法律法规

为保障市场稳定发展，需要建立健全相关法律法规和知识产权保护体系，加大对侵权、盗版等行为打击力度，明确工业软件企业知识产权申请流程。同时，检查企业工业软件使用情况，保障工业软件企业稳定运营。在企业研发过程中完善相关法律政策，对企业保密技术予以保护，避免恶性竞争情况发生［14］。

5 工业软件发展趋势

从工业软件发展现而言，工业软件发展具有趋势性，现从技术、投资、应用3个方面对发展趋势展开探讨［15］。

5.1 技术趋势

随着人工智能技术快速发展，当下核心技术将成为促进工业软件发展的关键技术。由于工业软件特殊性质，采用混合云方式能够确保在技术研发过程中提取符合研发要求的数据，避免混入敏感数据，因此利用大数据技术进行信息整合，混合云技术进行信息分离将成为工业软件的技术研究方向。

全面数字化将成为工业软件的研究重点。应该利用数据分析技术分析工业软件研究重点，发挥各技术自身优势。例如，利用云计算技术归集数据信息，将数据转换成具体信息，分析软件设计要求，利用相应技术优化算法，设计符合要求的工业软件。在技术驱动下，不仅需要具有专业技能，还需具备创新能力，通过创新工业软件发展思路，借助技术力量产生创新成果，促进工业软件创新发展。

5.2 投资趋势

随着工业软件行业热度增加，更多人逐渐了解工业软件行业发展前景，投资也不断增加，丰富了与工业软件行业相关的金融业务，进一步完善了关联金融体系。引入金融资源将解决工业软件资金问题，使工业软件企业增加研发投入，实现高质量发展。投资形式的变化会与工业软件发展形成良性循环，全面促进工业软件发展。由于中国工业软件处于快速发展阶段，将在未来很长一段时间内投资持续增加。

5.3 应用趋势

5.3.1 应用范围扩大

工业信息化背景下，工业软件成为工业信息化发展的有效手段。随着工业新型产业不断出现，工业软件应用范围将进一步扩大。在功能方面，为强化工业建设中各项功能，工业软件将不局限于某一业务内容，应在各项业务中均有所发挥。

5.3.2 应用专业性增强

过去一段时间，工业软件功能主要集中在业务处理方面，而管理功能较为薄弱。随着市场竞争加剧，企业对管理重视程度不断提升，管理智能化成为管理的重点研究方向，工业软件在管理智能化上能集合企业发展数据、财务状况、发展状况为企业管理行为提供建设性意见，保障管理工作的专业性。

5.3.2 商业智能发展

随着智能商业时代到来，工业软件将发挥重要作用。通过构建完善的商业系统，能从企业生产经营各环节中解决工业生产存在的问题，保障企业稳定发展。

6 结语

中国工业软件发展对工业及软件行业发展至关重要。虽然，现阶段中国工业软件存在技术落后、市场成熟度较低、产业链不完整、人才缺失、知识产权保护滞后等一系列问题亟待解决，但通过提高核心技术水平、完善产业扶持政策、创新新兴产业环节主体、提升人才引进与培训力度、建立健全相关法律法规等能有效解决以上问题，为中国工业软件发展提供保障。

未来，工业软件技术研究水平提升速度将不断加快，在投资与软件应用上不断取得突破，整体上具有广阔的发展空间。