一、本報告概要 智能制造是大勢所趨,正快速推進(jìn) 近年來我國人口紅利出現(xiàn)拐點,2018年就業(yè)人口同比下降0.07%,但我國相對美國的制造業(yè)勞動薪酬比2007年增長了2.6倍,勞動力比較優(yōu)勢減弱。同時,我國制造業(yè)長期處于中低端,制造業(yè)對于轉(zhuǎn)型升級的需求十分迫切。智能制造是我國制造業(yè)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的突破口,其在控制成本、提升效率的作用已經(jīng)得到證實,同時對高端制造更是有著重要意義。制造業(yè)地位關(guān)乎國家利潤分配,各個國家對于智能制造均給予了充分的重視,歐美日韓等發(fā)達(dá)國家紛紛推出刺激政策,我國也推出《中國制造2025》以提高制造業(yè)地位,目前智能制造在我國正在快速推進(jìn),工信部智能制造試點示范項目已經(jīng)達(dá)到305個,覆蓋92個行業(yè)類別。 工業(yè)軟件是智能制造的核心 作為新一輪的工業(yè)革命,智能制造目標(biāo)是工業(yè)知識的規(guī)模化應(yīng)用和傳承。工業(yè)體系交替的背后是制造范式的改變,工業(yè)體系的智能化轉(zhuǎn)型,關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)的自由流通和精確的工藝建模,以消除復(fù)雜系統(tǒng)的不確定性,提高資源的配置效率,其中最為代表性便是數(shù)字孿生技術(shù),而數(shù)據(jù)流通和工藝建模依賴的就是工業(yè)軟件。工業(yè)軟件建立了數(shù)字自動流動規(guī)則體系,并以此建立模型對制造的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行賦能,因此可以說智能制造中軟件定義了制造,智能制造的本質(zhì)是軟件化的工業(yè)基礎(chǔ)。 工業(yè)軟件國產(chǎn)替代勢在必行 歐美是工業(yè)軟件的起源地,也是工業(yè)軟件最大的市場,由于工業(yè)軟件在需求、知識、應(yīng)用、數(shù)據(jù)等方面依賴工業(yè)體系,工業(yè)軟件巨頭多來自于制造業(yè),如PLM領(lǐng)域的達(dá)索和西門子,由于我國還未能完全完成工業(yè)化進(jìn)程,相關(guān)企業(yè)缺乏經(jīng)驗和人才積累,我國工業(yè)軟件市場長期被先進(jìn)的海外產(chǎn)品占據(jù)。目前國內(nèi)已經(jīng)具備一定數(shù)量的工業(yè)軟件企業(yè),國內(nèi)企業(yè)已在通用軟件市場中得到充分成長,但在工業(yè)屬性更強的領(lǐng)域仍有待突破。中美技術(shù)摩擦和華為事件表明了核心技術(shù)國產(chǎn)化的重要性,未來國產(chǎn)ERP、CRM等通用類軟件進(jìn)入國內(nèi)超大型企業(yè),MES、PLM等高工業(yè)屬性軟件國產(chǎn)替代將成為趨勢。出于對先進(jìn)制造和信息安全問題的考慮,我們認(rèn)為工業(yè)軟件的國產(chǎn)化是長期趨勢,相關(guān)領(lǐng)域具備較大的投資機會。 二、工業(yè)軟件:軟件化的工業(yè)技術(shù) 工業(yè)軟件是指應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域,為提高工業(yè)研發(fā)設(shè)計、業(yè)務(wù)管理、生產(chǎn)調(diào)度和過程控制水平的相關(guān)軟件和系統(tǒng)。工業(yè)軟件是將工業(yè)技術(shù)軟件化,即工業(yè)技術(shù)、工藝經(jīng)驗、制造知識和方法的顯性化、數(shù)字化和系統(tǒng)化,是一種典型的人類使用知識和機器使用知識的技術(shù)泛在化過程。 按照用途和表現(xiàn)形式,工業(yè)軟件一般分為研發(fā)設(shè)計類軟件、信息管理類軟件、生產(chǎn)控制類軟件和嵌入式工業(yè)軟件四類,每類工業(yè)軟件均有其代表產(chǎn)品和企業(yè)。目前,信息管理類軟件的已有較高普及率,智能制造背景下,產(chǎn)品研發(fā)與生產(chǎn)控制類軟件得到大力推進(jìn),發(fā)展前景廣闊。 研發(fā)設(shè)計類軟件主要用于提升企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計與研發(fā)工作領(lǐng)域的能力和效率,CAD和PLM為其最有代表性的產(chǎn)品;生產(chǎn)控制類軟件用于提高制造過程的管控水平、改善生產(chǎn)設(shè)備的效率和利用率,其中MES 是其最具代表性的產(chǎn)品。
PLM(Product LifecycleManagement)表示產(chǎn)品生命周期管理。PLM將計算機輔助設(shè)計(CAD)、輔助分析(CAE)、輔助制造(CAM)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)無縫連接在一起,使企業(yè)能夠?qū)Ξa(chǎn)品從構(gòu)思、設(shè)計、生產(chǎn)、到最終報廢等全生命周期的設(shè)計數(shù)據(jù)及信息進(jìn)行高效和經(jīng)濟的應(yīng)用、管理。PLM以產(chǎn)品為中心,在產(chǎn)品設(shè)計、需求分析階段就開始對產(chǎn)品、市場和用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行管理,并與 ERP和MES 系統(tǒng)相連,形成持續(xù)改進(jìn)的閉環(huán)智能研發(fā)、生產(chǎn)模式,持續(xù)指導(dǎo)改善產(chǎn)品的設(shè)計、制造過程,形成往復(fù)循環(huán)、持續(xù)優(yōu)化的研發(fā)過程。 MES (Manufacturing Execution Syste)即制造企業(yè)生產(chǎn)過程執(zhí)行系統(tǒng),是一套面向制造企業(yè)車間執(zhí)行層的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)。MES 系統(tǒng)通過控制包括物料、設(shè)備、人員、流程指令和設(shè)施在內(nèi)的所有工廠資源,優(yōu)化從定單到產(chǎn)品完成的整個生產(chǎn)活動,以最少的投入生產(chǎn)出最優(yōu)的產(chǎn)品,當(dāng)工廠發(fā)生實時事件時,MES 能對次此即使做出反應(yīng)、報告,并用當(dāng)前的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)對生產(chǎn)過程做出指導(dǎo)和處理,從而實現(xiàn)連續(xù)均衡生產(chǎn),既能提高工廠及時交貨能力,改善物料的流通性能,又能提高生產(chǎn)回報率。 三、智能制造大勢所趨,正快速推進(jìn) 智能制造始于20世紀(jì)80年代人工智能在制造業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用,發(fā)展于20世紀(jì)90年代智能制造技術(shù)和智能制造系統(tǒng)的提出,成熟于21世紀(jì)基于信息技術(shù)的“IntelligentManufacturing(智能制造)”的發(fā)展。工業(yè)和信息化部將智能制造定義為基于新一代信息技術(shù),貫穿設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動各個環(huán)節(jié),具有信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決策、精準(zhǔn)控制自執(zhí)行等功能的先進(jìn)制造過程、系統(tǒng)與模式的總稱。 1、智能制造助力制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級 長期以來,充足的勞動力以及低廉的勞動成本是我國制造業(yè)的核心競爭優(yōu)勢,在全球分工的情況下,帶動了外國企業(yè)進(jìn)入中國投資建廠和本地商品的大額出口,使中國成為全球制造大國,過去制造業(yè)拉動 GDP 明顯,成功促進(jìn)了經(jīng)濟的正向發(fā)展。然而,近年來我國勞動力比較優(yōu)勢減弱,計劃生育人口轉(zhuǎn)化為勞動人口,人口紅利出現(xiàn)拐點,2018年就業(yè)人口出現(xiàn)負(fù)增長,同比下降0.07%。同時,經(jīng)濟的發(fā)展提高了勞動薪酬,2007年以來我國制造業(yè)勞動薪酬相對美國增長了2.6倍,印度與東南亞國家的制造優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn),將對我國制造業(yè)造成不小的沖擊。在制造業(yè)比較優(yōu)勢減弱的情形下,智能化轉(zhuǎn)型成為我國制造業(yè)重要出路。 我國制造業(yè)整體長期處于中低端,高端制造是我國的薄弱點。受益于經(jīng)濟全球化,憑借充足低廉勞動力與資源,我國制造業(yè)在短短幾十年便有了長足的發(fā)展,但長期處于全球價值鏈底端,從事原材料的基礎(chǔ)加工和中間產(chǎn)品的制造,在關(guān)鍵器件與核心技術(shù)上處于絕對劣勢,高附加值產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn)能力不足。但隨著我國勞動力拐點出現(xiàn),同時經(jīng)濟發(fā)展帶動勞動薪酬提升,我國制造業(yè)競爭優(yōu)勢減弱,制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級必要性凸顯,尤其是2018年中興事件與中美貿(mào)易摩擦下美國的技術(shù)封鎖后,掌握核心技術(shù)與高端制造必然是我國制造業(yè)發(fā)展方向。 智能制造以戰(zhàn)略的眼光從企業(yè)的供給端入手,加強生產(chǎn)流程與設(shè)備的整合創(chuàng)新,并從源頭識別創(chuàng)新驅(qū)動因素,通過優(yōu)化供應(yīng)鏈和價值鏈,運用智能管理等手段為企業(yè)的成本管理提供智能化的戰(zhàn)略信息,從而促進(jìn)企業(yè)競爭優(yōu)勢的形成和核心競爭力的培植。智能制造在控制成本、提升效率的作用已經(jīng)得到證實。 四年來中國工業(yè)和信息化部遴選出了305個智能制造試點示范項目,涉及92個行業(yè)類別,覆蓋全國境內(nèi)所有。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市),拉動投資超過千億元人民幣。初步統(tǒng)計下,這些項目智能化改造前后對比,生產(chǎn)效率平均提升37.6%,最高3倍以上;能源利用率平均提升16.1%,最高達(dá)到1.25倍;運營成本平均降低21.2%,產(chǎn)品研制周期平均縮短30.8%,產(chǎn)品不良率平均降低25.6%,智能制造控本提效作用明顯。 智能制造是我國制造業(yè)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的鑰匙。作為第四代工業(yè)革命,智能制造將給企業(yè)帶來的是更加靈活的制造流程和更加高效的生產(chǎn)方式,是對整個制造業(yè)競爭力的提升,對高端制造更是有著重要意義,航天、先進(jìn)設(shè)備等高端制造業(yè)對智能化有著更高的要求!中國制造2025》提出了智能制造在十大重點領(lǐng)域的集成應(yīng)用,直指高端制造。 2、發(fā)達(dá)國家開啟智能制造計劃,我國政策密集出臺 全球分工的背景下,制造業(yè)尤其是高端制造關(guān)系到國家利潤分配,智能制造作為新的產(chǎn)業(yè)趨勢,受到各個國家的重視,歐美發(fā)達(dá)國家紛紛推出刺激政策,我國也推出《中國制造2025》以提高制造業(yè)地位。 美國提出先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略計劃。2012年,美國發(fā)布了《國家先進(jìn)制造戰(zhàn)略計劃》,該計劃由美國商務(wù)部、國防部和能源部牽頭,相關(guān)聯(lián)邦部門參與,旨在協(xié)調(diào)各部門發(fā)展先進(jìn)制造的政策,從投資、勞動力和創(chuàng)新等方面提出了五大目標(biāo): 1、加速對先進(jìn)制造的投資,特別是對中小型制造企業(yè);2、開發(fā)一個更加適應(yīng)崗位技能要求的教育和培訓(xùn)系統(tǒng);3、優(yōu)化聯(lián)邦政府對先進(jìn)制造 R&D投入;4、增加公共和私營部門對先進(jìn)制造 R&D投入;5、加強國家層面和區(qū)域?qū)用嫠猩婕跋冗M(jìn)制造的機構(gòu)的伙伴關(guān)系。 德國推出工業(yè)4.0戰(zhàn)略。工業(yè)4.0在2013年在德國漢諾威工業(yè)博覽會上首次推出,是由德國政府《德國2020高技術(shù)戰(zhàn)略》中所提出的十大未來項目之一。該項目由德國聯(lián)邦教育局及研究部和聯(lián)邦經(jīng)濟技術(shù)部聯(lián)合資助,投資預(yù)計達(dá)2億歐元,旨在提升制造業(yè)的智能化水平,建立具有適應(yīng)性、資源效率及基因工程學(xué)的智慧工廠,在商業(yè)流程及價值流程中整合客戶及商業(yè)伙伴。德國的工業(yè)4.0將利用物聯(lián)信息系統(tǒng)(Cyber—PhysicaLSysteM簡稱CPS)將生產(chǎn)中的供應(yīng),制造,銷售信息數(shù)據(jù)化、智慧化,最后達(dá)到快速,有效,個人化的產(chǎn)品供應(yīng)。 我國提出《中國制造2025》。中國制造2025,是中國政府實施制造強國戰(zhàn)略的第一個十年行動綱領(lǐng),該概念在2014年被首次提出,2015年正式確認(rèn)實施!吨袊圃2025》計劃通過“三步走”實現(xiàn)制造強國的戰(zhàn)略目標(biāo):第一步,到2025年邁入制造強國行列;第二步,到2035年中國制造業(yè)整體達(dá)到世界制造強國陣營中等水平;第三步,到新中國成立一百年時,綜合實力進(jìn)入世界制造強國前列。圍繞實現(xiàn)制造強國的戰(zhàn)略目標(biāo),《中國制造2025》提出攻克五大關(guān)鍵技術(shù)裝備,推進(jìn)十大重點領(lǐng)域集成應(yīng)用。 近年來,我國制造業(yè)比較優(yōu)勢減弱,高端制造發(fā)展需求迫切,與發(fā)達(dá)國家相比,我國更加需要智能制造提升產(chǎn)業(yè)鏈地位,《中國制造2025》將智能制造放在了國家戰(zhàn)略高度,國內(nèi)配套政策也相繼出臺,各省市刺激政策也頻繁落地。智能制造試點工作也在加速推進(jìn),遴選項目逐年增加,2016-2018年項目數(shù)目分別是60、97和99個,已經(jīng)涵蓋了92個行業(yè)類別。 四、工業(yè)軟件是智能制造的核心 1、智能制造是新一輪的工業(yè)革命 從實用和廣義的角度上看,智能制造的概念可以總結(jié)為:智能制造是以智能技術(shù)為代表的技術(shù)為指導(dǎo)的先進(jìn)制造,包括以智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和自動化為特征的先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用,涉及制造過程中的設(shè)計、工藝、裝備(結(jié)構(gòu)設(shè)計和優(yōu)化、控制、軟件、集成)和管理。與此前歷次工業(yè)革命相比,制造的核心地位仍未改變,但智能化成為制造的新特征與內(nèi)涵。 工業(yè)革命逐漸解放制造人力。制造本質(zhì)上是從“原材料”到“產(chǎn)品”的過程,內(nèi)容可以簡化為工藝設(shè)計、工藝參數(shù)、過程控制、執(zhí)行四個步驟。在歷次工業(yè)革命中,制造工業(yè)走過了機械化、電氣化、自動化(數(shù)字化)、智能化的道路,在這個過程中,工具(裝備)做的事越來越多,人逐步把精力更多的投入到創(chuàng)造性的工作中。若把“制造”看作從起點到終點的出行問題,制造業(yè)歷次升級過程可以分別形象為自行車(機械化)-電動車(電氣化)-汽車(自動化)-自動駕駛(智能化),其中人更多的參與到?jīng)Q策過程中,對人力的要求越來越低,效率大幅提升。 智能制造的發(fā)展是由體系建立到精確模型建立的過程,實現(xiàn)智能制造,首先要解決智能維護(hù)大問題,再做智能預(yù)測,最后做到無憂系統(tǒng)與大價值。具體來看分為以下五個階段:第一階段:全員生產(chǎn)系統(tǒng)(TPS)。由日本提出來的,建立的5S 標(biāo)準(zhǔn)(整理、整頓、清掃、清潔、素養(yǎng))是七八十年代整個制造系統(tǒng)當(dāng)中引以為核心的標(biāo)準(zhǔn),固化在了組織和對人培訓(xùn)方面。第二階段:精益制造和6-Sigma。它的核心價值是如何以數(shù)據(jù)作為標(biāo)準(zhǔn)建立管理體系,本質(zhì)是消除浪費。在這個基從礎(chǔ)下面包括質(zhì)量管理體系、產(chǎn)品全生命周期管理體系等等。這個時候數(shù)據(jù)真正在制造使用過程中發(fā)揮作用。 第三階段:數(shù)據(jù)驅(qū)動的預(yù)測性建模分析。以數(shù)據(jù)驅(qū)動的預(yù)測性建模分析,指的是怎么把隱性的問題顯性化,顯性化之后解決隱性的問題,避免顯性問題的發(fā)生。 第四階段,以預(yù)測為基礎(chǔ)的資源有效性運營決策優(yōu)化。對于過去產(chǎn)生的關(guān)聯(lián)性都能夠建模之后,怎么根據(jù)系統(tǒng)生產(chǎn)、環(huán)境、人員多方要素變化進(jìn)行實時動態(tài)優(yōu)化。 第五階段,“信息-物理”系統(tǒng)。它是建立在對于所有設(shè)備本身運行的環(huán)境、活動目標(biāo)非常精確建;A(chǔ)上,這個時候產(chǎn)生知識的應(yīng)用和傳承問題。 智能制造最終要具備狀態(tài)感知、實時分析、自主決策、精準(zhǔn)執(zhí)行的特征,使得企業(yè)更柔性、更智能、更集成化,并且實現(xiàn)了大部分或者全部的智能化技術(shù)應(yīng)用,目標(biāo)是實現(xiàn)知識的獲取、規(guī);门c傳承。目前我國處于轉(zhuǎn)型的最重要時期,還沒有完全到達(dá)第三個階段。 2、制造范式轉(zhuǎn)型,關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)流通與工藝建模 工業(yè)體系交替的背后是制造范式的改變。從傳統(tǒng)到現(xiàn)代再到智能制造,研發(fā)生產(chǎn)流程不斷進(jìn)行重構(gòu)與組織重建,創(chuàng)新流程的邊界日漸模糊。傳統(tǒng)制造下研發(fā)/制造流程是串行的,現(xiàn)代制造下變革為并行,在未來智能制造體系下的研發(fā)/制造流程將是一體化,所有的過程是并行、并發(fā)的,數(shù)據(jù)的高速、有序的自由流通,各個環(huán)節(jié)高度互動和協(xié)同,組織是靈活動態(tài)的組織單元,由此而獲得非常高的研發(fā)效率。 智能制造是以數(shù)據(jù)的自動流動解決復(fù)雜系統(tǒng)的不確定性,提高資源配置效率。個性化定制是未來制造發(fā)展方向,產(chǎn)品越來越多,工藝越來越復(fù)雜,需求越來越復(fù)雜,以個性化定制為代表的復(fù)雜系統(tǒng)存在一系列問題,比如成本如何解決,質(zhì)量如何解決,交貨期如何解決,這些問題帶來了企業(yè)生產(chǎn)的復(fù)雜性、多樣性和不確定性,而智能制造要解決的就是在制造復(fù)雜性提高的形況下的不確定性問題。 在前三次的工業(yè)革命中,傳統(tǒng)的制造業(yè)主要圍繞五個核心要素(5M)進(jìn)行技術(shù)升級,分別是:(1)材料(Material)-包括功能、特性等;(2)機器(Machine)-包括精度、自動化、和生產(chǎn)能力等;(3)方法(Methods)-包括工藝、效率、和產(chǎn)能等;(4)測量(Measurement)-包括6-Sigma、傳感器監(jiān)測等;(5)維護(hù)(Maintenance)-包括使用率、故障率、和運維成本等。這些改善活動都是圍繞著人的經(jīng)驗開展的,人是駕馭這5個要素的核心。生產(chǎn)系統(tǒng)在技術(shù)上無論如何進(jìn)步,運行邏輯始終是:發(fā)生問題->人根據(jù)經(jīng)驗分析問題->人根據(jù)經(jīng)驗調(diào)整5個要素->解決問題->人積累經(jīng)驗。 建模是智能制造與傳統(tǒng)制造最大區(qū)別。智能制造系統(tǒng)區(qū)別于傳統(tǒng)制造系統(tǒng)的最重要的要素在于第6個M:建模(Modeling—數(shù)據(jù)和知識建模,包括監(jiān)測、預(yù)測、優(yōu)化和防范等),并通過這第6個M來驅(qū)動其他5個傳統(tǒng)要素,從而解決和避免制造系統(tǒng)的問題,消除系統(tǒng)中的不確定性。因此,智能制造運行的邏輯是:發(fā)生問題→模型(或在人的幫助下)分析問題→模型調(diào)整5個要素→解決問題→模型積累經(jīng)驗,并分析問題的根源→模型調(diào)整5個要素→避免問題,工藝模型擔(dān)任大腦的角色,成為整個制造系統(tǒng)的核心。 數(shù)字孿生技術(shù)的背后是數(shù)字模型 數(shù)字孿生體現(xiàn)的是數(shù)字模型和實體的雙向進(jìn)化過程。數(shù)字孿生是指充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數(shù)據(jù),集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程,在虛擬空間中完成映射,從而反映相對應(yīng)的實體裝備的全生命周期過程。舉例來講,導(dǎo)航軟件中城市的實體道路和軟件中的虛擬道路就是“數(shù)字孿生”。數(shù)字孿生體現(xiàn)了軟件、硬件、和物聯(lián)網(wǎng)回饋的機制,運行實體的數(shù)據(jù)是數(shù)字孿生的營養(yǎng)液輸送線,反過來,很多模擬或指令信息可以從數(shù)字孿生輸送到實體,以達(dá)到診斷或者預(yù)防的目的,是一個雙向進(jìn)化的過程。 通過產(chǎn)品數(shù)字孿生體的定義可以看出:1)產(chǎn)品數(shù)字孿生體是產(chǎn)品物理實體在信息空間中集成的仿真模型,是產(chǎn)品物理實體的全生命周期數(shù)字化檔案,并實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù)和全價值鏈數(shù)據(jù)的統(tǒng)一集成管理;2)產(chǎn)品數(shù)字孿生體是通過與產(chǎn)品物理實體之間不斷進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息交互而完善的;3)產(chǎn)品數(shù)字孿生體的最終表現(xiàn)形式是產(chǎn)品物理實體的完整和精確數(shù)字化描述;4)產(chǎn)品數(shù)字孿生體可用來模擬、監(jiān)控、診斷、預(yù)測和控制產(chǎn)品物理實體在現(xiàn)實物理環(huán)境中的形成過程和狀態(tài)。在這其中,數(shù)據(jù)流通與交換起到十分重要的作用,其為產(chǎn)品數(shù)字孿生體提供訪問、整合和轉(zhuǎn)換能力,其目標(biāo)是貫通產(chǎn)品生命周期和價值鏈,實現(xiàn)全面追溯、雙向共享/交互信息、價值鏈協(xié)同。 數(shù)字孿生是CPS 關(guān)鍵技術(shù)。CPS 通過構(gòu)筑信息空間與物理空間數(shù)據(jù)交互的閉環(huán)通道,能夠?qū)崿F(xiàn)信息虛體與物理實體之間的交互聯(lián)動。數(shù)字孿生體的出現(xiàn)為實現(xiàn)CPS 提供了清晰的思路、方法及實施途徑。以物理實體建模產(chǎn)生的靜態(tài)模型為基礎(chǔ),通過實時數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)集成和監(jiān)控,動態(tài)跟蹤物理實體的工作狀態(tài)和工作進(jìn)展(如采集測量結(jié)果、追溯信息等),將物理空間中的物理實體在信息空間進(jìn)行全要素重建,形成具有感知、分析、決策、執(zhí)行能力的數(shù)字孿生體。 3、軟件定義制造,智能制造本質(zhì)是軟件化的工業(yè)基礎(chǔ) 軟件是智能的核心。工業(yè)軟件建立了數(shù)字自動流動規(guī)則體系,操控著規(guī)劃、制作和運用階段的產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù),是數(shù)據(jù)流通的橋梁,是工業(yè)制造的大腦。同時,工業(yè)軟件內(nèi)部蘊含制造運行規(guī)律,并根據(jù)數(shù)據(jù)對規(guī)律建模,從而優(yōu)化制造過程?梢哉f,軟件定義著產(chǎn)品整個制造流程,使得整個制造的流程更加靈活與易拓展,從研發(fā)、管理、生產(chǎn)、產(chǎn)品等各個方面賦能,重新定義制造。 軟件定義制造。以信息物理系統(tǒng)為例,賽博物理系統(tǒng)(CPS)本質(zhì)是構(gòu)建一套賽博(Cyber)空間與物理(Physical)空間之間基于數(shù)據(jù)自動流動的狀態(tài)感知、實時分析、科學(xué)決策、精準(zhǔn)執(zhí)行的閉環(huán)賦能體系,解決生產(chǎn)制造、應(yīng)用服務(wù)過程中的復(fù)雜性和不確定性問題,提高資源配置效率,實現(xiàn)資源優(yōu)化。這一閉環(huán)賦能體系概括為“一硬”( 感知和自動控制)、“一軟”(工業(yè)軟件)、“一網(wǎng)”(工業(yè)網(wǎng)絡(luò))、“一平臺”(工業(yè)云和智能服務(wù)平臺)。其中工業(yè)軟件代表了信息物理系統(tǒng)的思維認(rèn)識,是感知控制、信息傳輸、分析決策背后的世界觀、價值觀和方法論,可以說是工業(yè)軟件定義了CPS。 工業(yè)軟件是對工業(yè)各類工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)規(guī)律的代碼化,支撐了絕大多數(shù)的生產(chǎn)制造過程。作為面向制造業(yè)的CPS,軟件就成為了實現(xiàn)CPS 功能的核心載體之一。工業(yè)軟件不但可以控制產(chǎn)品和裝備運行,而且可以把產(chǎn)品和裝備運行的狀態(tài)實時展現(xiàn)出來,通過分析、優(yōu)化,作用到產(chǎn)品、裝備的運行,甚至是設(shè)計環(huán)節(jié),實現(xiàn)迭代優(yōu)化。 四、工業(yè)軟件是智能制造的核心 1、智能制造是新一輪的工業(yè)革命 從實用和廣義的角度上看,智能制造的概念可以總結(jié)為:智能制造是以智能技術(shù)為代表的技術(shù)為指導(dǎo)的先進(jìn)制造,包括以智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和自動化為特征的先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用,涉及制造過程中的設(shè)計、工藝、裝備(結(jié)構(gòu)設(shè)計和優(yōu)化、控制、軟件、集成)和管理。與此前歷次工業(yè)革命相比,制造的核心地位仍未改變,但智能化成為制造的新特征與內(nèi)涵。 工業(yè)革命逐漸解放制造人力。制造本質(zhì)上是從“原材料”到“產(chǎn)品”的過程,內(nèi)容可以簡化為工藝設(shè)計、工藝參數(shù)、過程控制、執(zhí)行四個步驟。在歷次工業(yè)革命中,制造工業(yè)走過了機械化、電氣化、自動化(數(shù)字化)、智能化的道路,在這個過程中,工具(裝備)做的事越來越多,人逐步把精力更多的投入到創(chuàng)造性的工作中。若把“制造”看作從起點到終點的出行問題,制造業(yè)歷次升級過程可以分別形象為自行車(機械化)-電動車(電氣化)-汽車(自動化)-自動駕駛(智能化),其中人更多的參與到?jīng)Q策過程中,對人力的要求越來越低,效率大幅提升。 智能制造的發(fā)展是由體系建立到精確模型建立的過程,實現(xiàn)智能制造,首先要解決智能維護(hù)大問題,再做智能預(yù)測,最后做到無憂系統(tǒng)與大價值。具體來看分為以下五個階段:第一階段:全員生產(chǎn)系統(tǒng)(TPS)。由日本提出來的,建立的5S 標(biāo)準(zhǔn)(整理、整頓、清掃、清潔、素養(yǎng))是七八十年代整個制造系統(tǒng)當(dāng)中引以為核心的標(biāo)準(zhǔn),固化在了組織和對人培訓(xùn)方面。第二階段:精益制造和6-Sigma。它的核心價值是如何以數(shù)據(jù)作為標(biāo)準(zhǔn)建立管理體系,本質(zhì)是消除浪費。在這個基從礎(chǔ)下面包括質(zhì)量管理體系、產(chǎn)品全生命周期管理體系等等。這個時候數(shù)據(jù)真正在制造使用過程中發(fā)揮作用。 第三階段:數(shù)據(jù)驅(qū)動的預(yù)測性建模分析。以數(shù)據(jù)驅(qū)動的預(yù)測性建模分析,指的是怎么把隱性的問題顯性化,顯性化之后解決隱性的問題,避免顯性問題的發(fā)生。 第四階段,以預(yù)測為基礎(chǔ)的資源有效性運營決策優(yōu)化。對于過去產(chǎn)生的關(guān)聯(lián)性都能夠建模之后,怎么根據(jù)系統(tǒng)生產(chǎn)、環(huán)境、人員多方要素變化進(jìn)行實時動態(tài)優(yōu)化。 第五階段,“信息-物理”系統(tǒng)。它是建立在對于所有設(shè)備本身運行的環(huán)境、活動目標(biāo)非常精確建模基礎(chǔ)上,這個時候產(chǎn)生知識的應(yīng)用和傳承問題。 智能制造最終要具備狀態(tài)感知、實時分析、自主決策、精準(zhǔn)執(zhí)行的特征,使得企業(yè)更柔性、更智能、更集成化,并且實現(xiàn)了大部分或者全部的智能化技術(shù)應(yīng)用,目標(biāo)是實現(xiàn)知識的獲取、規(guī);门c傳承。目前我國處于轉(zhuǎn)型的最重要時期,還沒有完全到達(dá)第三個階段。 2、制造范式轉(zhuǎn)型,關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)流通與工藝建模 工業(yè)體系交替的背后是制造范式的改變。從傳統(tǒng)到現(xiàn)代再到智能制造,研發(fā)生產(chǎn)流程不斷進(jìn)行重構(gòu)與組織重建,創(chuàng)新流程的邊界日漸模糊。傳統(tǒng)制造下研發(fā)/制造流程是串行的,現(xiàn)代制造下變革為并行,在未來智能制造體系下的研發(fā)/制造流程將是一體化,所有的過程是并行、并發(fā)的,數(shù)據(jù)的高速、有序的自由流通,各個環(huán)節(jié)高度互動和協(xié)同,組織是靈活動態(tài)的組織單元,由此而獲得非常高的研發(fā)效率。 智能制造是以數(shù)據(jù)的自動流動解決復(fù)雜系統(tǒng)的不確定性,提高資源配置效率。個性化定制是未來制造發(fā)展方向,產(chǎn)品越來越多,工藝越來越復(fù)雜,需求越來越復(fù)雜,以個性化定制為代表的復(fù)雜系統(tǒng)存在一系列問題,比如成本如何解決,質(zhì)量如何解決,交貨期如何解決,這些問題帶來了企業(yè)生產(chǎn)的復(fù)雜性、多樣性和不確定性,而智能制造要解決的就是在制造復(fù)雜性提高的形況下的不確定性問題。 在前三次的工業(yè)革命中,傳統(tǒng)的制造業(yè)主要圍繞五個核心要素(5M)進(jìn)行技術(shù)升級,分別是:(1)材料(Material)-包括功能、特性等;(2)機器(Machine)-包括精度、自動化、和生產(chǎn)能力等;(3)方法(Methods)-包括工藝、效率、和產(chǎn)能等;(4)測量(Measurement)-包括6-Sigma、傳感器監(jiān)測等;(5)維護(hù)(Maintenance)-包括使用率、故障率、和運維成本等。這些改善活動都是圍繞著人的經(jīng)驗開展的,人是駕馭這5個要素的核心。生產(chǎn)系統(tǒng)在技術(shù)上無論如何進(jìn)步,運行邏輯始終是:發(fā)生問題->人根據(jù)經(jīng)驗分析問題->人根據(jù)經(jīng)驗調(diào)整5個要素->解決問題->人積累經(jīng)驗。 建模是智能制造與傳統(tǒng)制造最大區(qū)別。智能制造系統(tǒng)區(qū)別于傳統(tǒng)制造系統(tǒng)的最重要的要素在于第6個M:建模(Modeling—數(shù)據(jù)和知識建模,包括監(jiān)測、預(yù)測、優(yōu)化和防范等),并通過這第6個M來驅(qū)動其他5個傳統(tǒng)要素,從而解決和避免制造系統(tǒng)的問題,消除系統(tǒng)中的不確定性。因此,智能制造運行的邏輯是:發(fā)生問題→模型(或在人的幫助下)分析問題→模型調(diào)整5個要素→解決問題→模型積累經(jīng)驗,并分析問題的根源→模型調(diào)整5個要素→避免問題,工藝模型擔(dān)任大腦的角色,成為整個制造系統(tǒng)的核心。 數(shù)字孿生技術(shù)的背后是數(shù)字模型 數(shù)字孿生體現(xiàn)的是數(shù)字模型和實體的雙向進(jìn)化過程。數(shù)字孿生是指充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數(shù)據(jù),集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程,在虛擬空間中完成映射,從而反映相對應(yīng)的實體裝備的全生命周期過程。舉例來講,導(dǎo)航軟件中城市的實體道路和軟件中的虛擬道路就是“數(shù)字孿生”。數(shù)字孿生體現(xiàn)了軟件、硬件、和物聯(lián)網(wǎng)回饋的機制,運行實體的數(shù)據(jù)是數(shù)字孿生的營養(yǎng)液輸送線,反過來,很多模擬或指令信息可以從數(shù)字孿生輸送到實體,以達(dá)到診斷或者預(yù)防的目的,是一個雙向進(jìn)化的過程。 通過產(chǎn)品數(shù)字孿生體的定義可以看出:1)產(chǎn)品數(shù)字孿生體是產(chǎn)品物理實體在信息空間中集成的仿真模型,是產(chǎn)品物理實體的全生命周期數(shù)字化檔案,并實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù)和全價值鏈數(shù)據(jù)的統(tǒng)一集成管理;2)產(chǎn)品數(shù)字孿生體是通過與產(chǎn)品物理實體之間不斷進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息交互而完善的;3)產(chǎn)品數(shù)字孿生體的最終表現(xiàn)形式是產(chǎn)品物理實體的完整和精確數(shù)字化描述;4)產(chǎn)品數(shù)字孿生體可用來模擬、監(jiān)控、診斷、預(yù)測和控制產(chǎn)品物理實體在現(xiàn)實物理環(huán)境中的形成過程和狀態(tài)。在這其中,數(shù)據(jù)流通與交換起到十分重要的作用,其為產(chǎn)品數(shù)字孿生體提供訪問、整合和轉(zhuǎn)換能力,其目標(biāo)是貫通產(chǎn)品生命周期和價值鏈,實現(xiàn)全面追溯、雙向共享/交互信息、價值鏈協(xié)同。 數(shù)字孿生是CPS 關(guān)鍵技術(shù)。CPS 通過構(gòu)筑信息空間與物理空間數(shù)據(jù)交互的閉環(huán)通道,能夠?qū)崿F(xiàn)信息虛體與物理實體之間的交互聯(lián)動。數(shù)字孿生體的出現(xiàn)為實現(xiàn)CPS 提供了清晰的思路、方法及實施途徑。以物理實體建模產(chǎn)生的靜態(tài)模型為基礎(chǔ),通過實時數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)集成和監(jiān)控,動態(tài)跟蹤物理實體的工作狀態(tài)和工作進(jìn)展(如采集測量結(jié)果、追溯信息等),將物理空間中的物理實體在信息空間進(jìn)行全要素重建,形成具有感知、分析、決策、執(zhí)行能力的數(shù)字孿生體。 3、軟件定義制造,智能制造本質(zhì)是軟件化的工業(yè)基礎(chǔ) 軟件是智能的核心。工業(yè)軟件建立了數(shù)字自動流動規(guī)則體系,操控著規(guī)劃、制作和運用階段的產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù),是數(shù)據(jù)流通的橋梁,是工業(yè)制造的大腦。同時,工業(yè)軟件內(nèi)部蘊含制造運行規(guī)律,并根據(jù)數(shù)據(jù)對規(guī)律建模,從而優(yōu)化制造過程。可以說,軟件定義著產(chǎn)品整個制造流程,使得整個制造的流程更加靈活與易拓展,從研發(fā)、管理、生產(chǎn)、產(chǎn)品等各個方面賦能,重新定義制造。 軟件定義制造。以信息物理系統(tǒng)為例,賽博物理系統(tǒng)(CPS)本質(zhì)是構(gòu)建一套賽博(Cyber)空間與物理(Physical)空間之間基于數(shù)據(jù)自動流動的狀態(tài)感知、實時分析、科學(xué)決策、精準(zhǔn)執(zhí)行的閉環(huán)賦能體系,解決生產(chǎn)制造、應(yīng)用服務(wù)過程中的復(fù)雜性和不確定性問題,提高資源配置效率,實現(xiàn)資源優(yōu)化。這一閉環(huán)賦能體系概括為“一硬”( 感知和自動控制)、“一軟”(工業(yè)軟件)、“一網(wǎng)”(工業(yè)網(wǎng)絡(luò))、“一平臺”(工業(yè)云和智能服務(wù)平臺)。其中工業(yè)軟件代表了信息物理系統(tǒng)的思維認(rèn)識,是感知控制、信息傳輸、分析決策背后的世界觀、價值觀和方法論,可以說是工業(yè)軟件定義了CPS。 工業(yè)軟件是對工業(yè)各類工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)規(guī)律的代碼化,支撐了絕大多數(shù)的生產(chǎn)制造過程。作為面向制造業(yè)的CPS,軟件就成為了實現(xiàn)CPS 功能的核心載體之一。工業(yè)軟件不但可以控制產(chǎn)品和裝備運行,而且可以把產(chǎn)品和裝備運行的狀態(tài)實時展現(xiàn)出來,通過分析、優(yōu)化,作用到產(chǎn)品、裝備的運行,甚至是設(shè)計環(huán)節(jié),實現(xiàn)迭代優(yōu)化。 五、我國工業(yè)軟件市場前景廣闊,國產(chǎn)化勢在必行 1、歐美是工業(yè)軟件主要市場,我國市場發(fā)展迅速 歐美為工業(yè)軟件主要市場。歐美完整經(jīng)歷了三次工業(yè)革命,工業(yè)化進(jìn)程基本完成,尤其是在近年全球產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移與分工的大背景下,歐美在高端研發(fā)與制造上占據(jù)壟斷地位,歐美工業(yè)軟件市場仍冠絕全球,但亞太地區(qū)已經(jīng)成為增長主力。根據(jù)賽迪顧問數(shù)據(jù),2016年北美、歐洲和亞太工業(yè)軟件市場規(guī)模分別為1370億美元、1144億美元和840億美元,同比增長率分別為4.3%、5.2%和7.6%。 近年來,我國政府和企業(yè)逐漸意識到工業(yè)軟件在生產(chǎn)制造中的重要性,工業(yè)軟件未來規(guī)劃逐漸清晰,根據(jù)工信部和財政部發(fā)布的《智能制造發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》,計劃到2020年,傳統(tǒng)制造業(yè)重點領(lǐng)域基本實現(xiàn)數(shù)字化制造,制造業(yè)重點領(lǐng)域企業(yè)數(shù)字化研發(fā)工具普及率超過70%、關(guān)鍵工序數(shù)控化率超過50%、數(shù)字化車間/智能工廠普及率超過20%。在頂層推進(jìn)智能制造的大背景下,各省市對工業(yè)軟件的推進(jìn)政策頻出,以北京和上海為例: 北京實施“智造100”工程,建設(shè)數(shù)字化車間、智能工廠、京津冀聯(lián)網(wǎng)智能制造等約100個應(yīng)用示范項目,打造智能制造標(biāo)桿企業(yè);加強工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設(shè);成立工業(yè)大數(shù)據(jù)創(chuàng)新中心;實施京津冀大數(shù)據(jù)綜合試驗區(qū)建設(shè);組建工業(yè)技術(shù)軟件化(北京)創(chuàng)新中心。 上海推廣工業(yè)軟件領(lǐng)域的“上海品牌”;打造制造業(yè)“雙創(chuàng)”服務(wù)平臺;聚焦電子信息、裝備制造與汽車、生物醫(yī)藥、航空航天、鋼鐵化工、都市產(chǎn)業(yè)六類重點產(chǎn)業(yè),抓住制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合關(guān)鍵環(huán)節(jié),形成產(chǎn)業(yè)發(fā)展新動能;設(shè)立上海市工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展專項資金,對工業(yè)軟件、工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)功能型平臺項目等提供專項支持。 在政策刺激下,工業(yè)企業(yè)信息化意愿進(jìn)一步增強,信息化支出不斷增加,工業(yè)軟件需求不斷增長。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù),2017年中國工業(yè)軟件市場規(guī)模達(dá)到1412億元,近五年CAGR 達(dá)到14.2%。 研發(fā)設(shè)計與生產(chǎn)控制類軟件前景廣闊,中小企業(yè)客戶仍需挖掘。從各類工業(yè)軟件結(jié)構(gòu)上看,根據(jù)賽迪顧問發(fā)布的《中國工業(yè)軟件發(fā)展白皮書(2017)》,2016年嵌入式軟件銷售額遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他品類,達(dá)到786億元。趨勢上看,近年研發(fā)設(shè)計和生產(chǎn)控制軟件銷售額保持較快增速,高端裝備智能制造領(lǐng)域自主研發(fā)水平得到提升,移動智能設(shè)備增長帶來了新的信息化需求。從客戶結(jié)構(gòu)上看,2016年大型工業(yè)企業(yè)投資占比首次超過50%,中小型企業(yè)需求仍需進(jìn)一步挖掘。 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺將成為工業(yè)軟件發(fā)展的重要模式。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是面向制造業(yè)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型的需求,構(gòu)建大量數(shù)據(jù)的采集、匯聚、分析的一套體系,支撐制造資源的泛在連接、彈性供給、高效配置的云平臺,其核心是工業(yè)PaaS 平臺。PaaS 方案提供軟件部署平臺,抽象掉了硬件和操作系統(tǒng)細(xì)節(jié),可以無縫地擴展。開發(fā)者只需要關(guān)注自己的業(yè)務(wù)邏輯,不需要關(guān)注底層。云計算中心以透明化的方式提供行業(yè)應(yīng)用工業(yè)云PaaS 服務(wù),對整個制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級和工業(yè)軟件中小企業(yè)客戶的拓展有重要意義。 2、工業(yè)企業(yè)在工業(yè)軟件研發(fā)上具備先天優(yōu)勢 我們認(rèn)為,工業(yè)軟件無法脫離工業(yè)企業(yè),主要基于以下四點原因:(1)工業(yè)軟件源于工業(yè)真實需求;(2)工業(yè)知識造就工業(yè)軟件;(3)工業(yè)軟件優(yōu)化于工業(yè)應(yīng)用;(4)工業(yè)軟件依賴于工業(yè)數(shù)據(jù)。 工業(yè)軟件源于工業(yè)真實需求。工業(yè)軟件起始于企業(yè)自身復(fù)雜產(chǎn)品的研發(fā)需求,出于此,早期的工業(yè)巨頭愿意花費巨資自主研發(fā)工業(yè)軟件。 波音、洛克希德、NASA 等航天巨頭,從上個世紀(jì)60年代就開始了工業(yè)軟件的培育與研發(fā),繼而在70年代的冷戰(zhàn)時期,成為了工業(yè)軟件開發(fā)的爆發(fā)期,財大氣粗的軍火商、汽車商們,有條件獨立開發(fā)或依托某軟件商開發(fā)早期的CAX 軟件。先行者的軟件有的不斷發(fā)展和兼并,有的逐漸被市場淘汰或者自我放棄,大量的新型工業(yè)軟件不斷涌現(xiàn),軟件的專業(yè)范圍也從制造業(yè)逐漸擴大到能源、原材料等領(lǐng)域,最終逐漸演變成為了今天的工業(yè)軟件市場格局。 工業(yè)軟件依賴工業(yè)數(shù)據(jù),并為數(shù)據(jù)增值。前面提到。工業(yè)軟件的價值體現(xiàn)在制造系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流通與工藝建模,而這兩點均需要制造過程中大量真實可用數(shù)據(jù)訓(xùn)練,工業(yè)軟件要依賴工業(yè)數(shù)據(jù)才能發(fā)揮作用。同時,任何小數(shù)據(jù)和工業(yè)大數(shù)據(jù),都要依賴軟件來發(fā)揮作用,有些甚至需要特殊的工業(yè)軟件處理,數(shù)據(jù)本身既是軟件的一部分,也是其輸入與輸出,只有在工業(yè)軟件的語境下,大數(shù)據(jù)才顯示出其巨大的、戰(zhàn)略資源級的重要作用。 工業(yè)知識造就了工業(yè)軟件。工業(yè)軟件的本質(zhì)是事物運行規(guī)律的代碼化,是指導(dǎo)甚至控制物理世界高效、有序乃至創(chuàng)造性運轉(zhuǎn)的工具,是工業(yè)和商業(yè)技術(shù)體系的載體,也是人類經(jīng)驗、知識和智慧的結(jié)晶。工業(yè)知識是工業(yè)軟件的核心,將在反復(fù)應(yīng)用中沉淀和積累下來的、被證明行之有效的工業(yè)知識軟件化,以工業(yè)軟件的形式實現(xiàn)了為機器賦能。 工業(yè)軟件優(yōu)化于工業(yè)應(yīng)用。工業(yè)軟件集成了自工業(yè)革命以來人類最優(yōu)秀的工業(yè)知識和技術(shù)積累,包含了研發(fā)、工藝、裝配、業(yè)務(wù)流程、供應(yīng)鏈、員工知識、管理等各類知識,沉淀、匯聚了眾多的機理模型和先進(jìn)算法,并且每天有千百萬的企業(yè)使用者在不斷反饋使用問題和改進(jìn)建議,有千百萬的開發(fā)者在每天不斷改進(jìn)、優(yōu)化這些軟件代碼和程序,企業(yè)的深入應(yīng)用為工業(yè)軟件的改進(jìn)提供經(jīng)驗,使得工業(yè)軟件能夠不斷優(yōu)化升級,真正的與企業(yè)需求相結(jié)合。 工業(yè)企業(yè)在工業(yè)軟件研發(fā)上具備先天優(yōu)勢。基于以上特性,我們認(rèn)為工業(yè)企業(yè)在工業(yè)軟件具備先天優(yōu)勢,這也可以解釋為什么海外優(yōu)秀的工業(yè)軟件大部分出自工業(yè)企業(yè),而且多在生產(chǎn)流程繁瑣且技術(shù)要求高的高新行業(yè),例如在PLM領(lǐng)域,國際上三大主流廠商為法國達(dá)索 Enovia(航空)、德國西門子的 Teamcenter(汽車、通用機械)和PTC的 Windchill(船舶、電子)。其中,達(dá)索本是飛機制造商,在產(chǎn)生自用工業(yè)軟件需求后開始研發(fā)工業(yè)系統(tǒng)并推向商用,西門子PLM也是由工業(yè)企業(yè)研發(fā)并被西門子收購。然而,工業(yè)背景不是工業(yè)軟件的必要條件,在低工業(yè)屬性領(lǐng)域如 ERP、CRM,仍有以 SAP、Oracle 為代表的 IT 公司擁有優(yōu)秀的工業(yè)軟件產(chǎn)品。但無論哪種公司的軟件,在大規(guī)模應(yīng)用反饋后的改進(jìn)是必須的,長達(dá)幾十年的服務(wù)經(jīng)驗與改進(jìn)產(chǎn)品是他們最強的護(hù)城河。 3、歐美企業(yè)占據(jù)市場,國產(chǎn)工業(yè)軟件開始發(fā)力 歐美企業(yè)是國內(nèi)工業(yè)軟件市場主體力量。歐美工業(yè)歷經(jīng)幾百年發(fā)展,經(jīng)歷三次工業(yè)革命,完成了工業(yè)化進(jìn)程,在幾百年的時間里充分試錯,總結(jié)了大量經(jīng)驗,其工業(yè)軟件無論從發(fā)展動機還是知識和人才儲備上均具備優(yōu)勢。而我國并未完整經(jīng)歷過工業(yè)革命,同時尚未完成工業(yè)化進(jìn)程,工業(yè)軟件處于競爭劣勢。國外企業(yè)壟斷的現(xiàn)象工業(yè)屬性更為明顯的類別中表現(xiàn)的尤為明顯(研發(fā)設(shè)計類、生產(chǎn)控制類),在通用軟件市場中(信息管理類、嵌入式軟件),中國企業(yè)已經(jīng)得到充分成長,占據(jù)了大部分市場。 研發(fā)設(shè)計類:從市場結(jié)構(gòu)來看,研發(fā)設(shè)計類軟件中PLM和CAD軟件占比最高,分別為29.7%和27.0%。從市場競爭格局來看,達(dá)索系統(tǒng)占據(jù)最大市場份額19.05%,研發(fā)設(shè)計類軟件是國內(nèi)工業(yè)軟件最大軟肋,在研前10大公司中,國內(nèi)公司僅有航天神軟和金航數(shù)碼兩家,占比分別為12.3%和7.8%。 生產(chǎn)控制類:從市場結(jié)構(gòu)看,生產(chǎn)控制類軟件中MES 和 DCS 軟件占比最高,分別為29.0%和23.1%。從市場競爭格局來看,西門子是絕對的市場龍頭,占比超過23.7% |
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