1. 工业软件1.1. 是令人迷惑的一种产品1.1.1. 既不像一般工业品有着巨大的产值、有形的形态和清晰可见的投资回报率1.1.2. 也不像常规的软件熟悉计算机语言和业务逻辑就可以编程运行1.2. 如果说只要用在工业领域的软件就算工业软件那么它的范畴就比较大1.3. 工业软件分为工业物理学软件和工业管理学软件1.3.1. 前者以研发工具如计算机辅助设计(CAD)软件、计算机辅助工程(CAE)软件、电子自动化设计(EDA)软件或者流程模拟软件等为主这些才是真正的硬骨头1.3.1.1. 指“物理实体的科学规律”因此也包括化学、生物学等1.3.2. 后者诸如企业资源管理(ERP)软件、供应链管理(SCM)软件之类其实并不是工业软件攻坚的重点1.4. 只有将工业软件的定义聚焦到真正的工业内核上工业软件才能有更好的发展1.5. 制造业企业的软件基本都是嵌入式软件1.5.1. 没有这些软件硬件就无法工作1.5.2. 但这些软件其实跟日常所担忧的卡脖子软件关系并不大1.6. 能够独立服务制造业的研制类工业软件才是中国最需要突破的地方1.7. 工业软件是制造行业的基石1.7.1. 它是一种支点产业产值很小跟“高大上”无关1.7.2. 它不高不可见、不大无产值也不上脸隐藏在最底层1.8. 工业软件总是隐藏得很深1.8.1. 宏伟的厂房令人仰视1.8.2. 背后的工业软件经常被一笔带过甚至无人知晓但它却是人类知识最好的传承1.8.3. 造物者的本意由软件实现了精准复制2. 中国工业软件2.1. 与中国的工业软件最接近的是“工程和科学软件”用来支持工业和项目活动的工程和科学过程2.2. 难攻关不易2.2.1. 工业化沉淀留下了无数的深坑2.2.2. 只有扔进去钱、知识和人才才能填满它2.2.2.1. 大量的工业化知识沉淀在这些工业软件之中2.2.2.2. 这是自主工业软件难以攻克之处2.2.3. 就通用CAE软件而言国内还没有一家公司能够正面挑战行业全球领先者2.3. 穷没有钱2.3.1. 中国制造业用户长期未能认识到软件的知识价值“重硬轻软”成为一种压倒性的潜意识2.3.2. 在荷兰光刻机厂商阿斯麦在发展初期市场被尼康和佳能统治2.3.2.1. 芯片代工厂台积电由于工厂失火日本设备一时供应不上就转向阿斯麦2.4. 冷冷清的行业2.4.1. 这个行业严重缺血2.4.2. 大学生人才的培养已经基本断档2.4.3. 对于CAE软件、CAD软件、EDA软件等绝大部分高校里没有相关学科2.5. 小市场之小几乎不可见2.5.1. 全球芯片约有5000亿美元的市场但支撑芯片设计的软件可能只有上百亿美元的市场2.6. “重”小尖工业软件大国重器担当2.6.1. 如果没有工业软件很多设计、研发、运行都会停摆2.6.2. 工业软件其实是无法分类的2.6.3. 小小的图钉相同的压力只有聚焦在小面积上才能产生破除障碍的效果3. 工业软件的骨架3.1. 没有人能够完全梳理清楚工业软件的概念每一种国民经济分类都与大量工业软件筋脉相连3.2. 一种常见的看法是只要是在工业活动中使用的软件都可以算在其中3.3. 如果想要替代诸如Ansys、Synopsys这类大型工业软件靠瞬间的决心和狠心是没有可能的即使乐观一点花上十年八年的时间恐怕都很难实现替代3.4. 工业物理学软件可以按照企业的业务流程进行分解大致可以分为厂房设计、产品研发设计包括实验室、制造过程和产品服务等四大过程3.4.1. 产品服务往往与嵌入式软件有密切关系3.4.2. 嵌入式软件是跟终端设备密切捆绑的一类软件通常随着产品被一起销售出去3.4.3. 随着智能产品的快速发展机械产品与电子设备的融合越来越强因此嵌入式软件市场也在高速增长3.5. 很多自动化产品也都有大量与硬件相捆绑的嵌入式软件这类产品被称为嵌入式系统3.5.1. 制造业中最常见的控制系统PLC就是一个嵌入式系统3.6. 工业级操作系统则主要有美国风河的VxWorks、加拿大的QNX、开源的Linux系统以及中国翼辉的SylixOS等3.6.1. 工业级操作系统需要很强的实时性、可靠性和对恶劣环境的适应性3.6.2. 美国风河公司的起家与美国国家航空航天局密切相关并在发展中逐渐渗透到军工、网络通信、工业控制等领域3.6.3. 随着边缘计算和泛在连接的发展嵌入式操作系统可以更好地实现边缘智能和机器端决策3.7. 嵌入式软件是高端装备的重要组成部分3.7.1. 全球最大的军火商洛克希德·马丁有时也被看成是工业软件巨头就是因为它制造的军机、导弹等也装备大量的嵌入式软件3.8. 在开发汽车、家电、医疗器械等产品的嵌入式软件的时候却需要大量的研发工具软件4. 工厂设计4.1. 基础设施建设中的魅影4.1.1. 工厂的设计离不开软件4.2. 专门面向建筑、工程设计和施工(AEC)的三维设计软件包含了建筑、结构、水暖电等4.2.1. 面向AEC领域的软件一般用来设计民用建筑、基础设施以及工厂的建筑和结构4.3. 面向专业的领域如石油化工、电力和海事(PPM)等4.3.1. 面向PPM的软件则需要考虑大面积的管道、反应容器等4.4. 工厂设计是一个复杂的系统工程活动其核心是对生产设施支持系统的保障4.4.1. 包含了对生产空间、物料流动、人与设备的关系等布局4.5. 在民用建筑领域建筑信息模型(BIM)也被广泛使用4.5.1. CAD软件的突破口是建筑行业背后的时代性动力依然是计算能力的提升4.5.2. CAD软件植根于图形难以充分解决建筑信息的问题4.5.3. 挥舞“结构件”大旗的Revit软件一改机械CAD软件里面的点线面结构实现了参数化设计在建筑行业异军突起4.5.4. 在二维CAD软件时代迅速崛起的美国欧特克公司(Autodesk)早在1995年就开始研发建筑设计产品4.5.5. 随着物联网时代的到来数字孪生的概念日趋走红BIM这个概念的意义则被大幅削减4.5.6. 建筑设计CAD软件的最早发展得益于美国对于建筑标准化的推进使得面向建筑、工程设计和施工的软件快速发展4.5.6.1. 欧洲对美国在建筑设计软件格式标准上的垄断所具有的高度警惕性4.5.7. BIM软件最早是由一批匈牙利的建筑师与数学家一起合作开发的4.6. 芬兰的Tekla则是一家从事专业钢结构软件研发的公司对各种钢结构的设计与制造有着丰富的经验4.7. 达索系统基于Catia内核所开发的BIM软件将颗粒度进一步细化进入了可以制造的层面在特别复杂的建筑中可占据一席之地如助力将北京大兴国际机场建设成为一个人居体验的艺术品4.8. 铿利科技(Gehry Technologies)基于Catia进行二次开发而形成的行业应用Digital Project发展成了建筑设计轻量化SaaS软件即服务端应用4.9. 天宝公司收购谷歌旗下的数字地图设计软件SketchUp则加强了它对工地现场的几何造型能力4.10. 构力科技(PKPM)、盈建科、广联达、品茗、苏州浩辰、博超等公司的软件4.11. 面向结构分析的PKPM软件源自中国建筑科学研究院借助于“863计划”的工程三维设计系统的课题而研发成功一度占据勘察设计院90%左右的市场4.12. 在工程造价预算方面中国的软件有着独特的优势4.12.1. 除了鲁班软件公司之外广联达科技公司也表现突出呈现了类似国外成熟软件公司所具有的特性那就是对并购的偏爱4.13. 在中国工业软件中面向AEC的软件算是跟随国外品牌跑得最接近、咬得最紧的一个领域4.14. 在建筑、工程设计和施工(AEC)之外工厂的设计尤其是石油化工、电力和海事(PPM)等领域的基础设施设计属于非常专业的范畴4.14.1. 佼佼者包括AVEVA的工厂设计软件PDMS以及美国鹰图软件4.14.2. 面向PPM的工厂设计类软件更重视工艺流程走向、设备与管道的布置以及各类设备与管道之间的碰撞干涉检查与处理等4.15. AVEVA公司最早起步于20世纪60年代英国剑桥大学CAD中心的项目这也证明了英国大学与CAD软件、CAM软件的广泛联系4.16. 美国鹰图(Intergraph)和本特利(Bentley MicroStation)是一对天生的冤家4.16.1. 再加上AVEVA它们基本成为流程、电力、造船等行业最重要的三个工厂设计软件玩家4.16.2. AVEVA则在2018年被施耐德电气反向收购4.17. 鹰图公司有着CAD软件活化石的声誉它是20世纪80年代的五大CAD软件厂商之一其他四家都随着硬件产品与软件的分离而消失或者被收购4.17.1. 鹰图最早是从事印刷电路板(PCB)设计后来借美国城市的地理数据化项目进入AEC领域4.17.2. 鹰图公司在辉煌时期经历了与英特尔公司复杂的官司诉讼加上战略判断失误开始走下坡路在2006年被投资公司并购并在四年后加入三维坐标测量公司瑞典海克斯康的旗下4.18. 在软件发展历史上低成本一向是促使行业产生变局的重要标志MicroStation很快就抓住了个人计算机开始普及的机会从小型机市场果断撤出进入了个人机市场4.19. 从设计师的想象到现场工人的操作是跨越时间和空间握手只有软件才能完成这样的穿越和连接4.20. 以前的设计、施工方、主机厂等都是各管一方前后跨度很长时间又经过多方交接最终业主接手的时候一切都是以文档作为交付物4.20.1. 当设计院完成工艺设计和工厂模型设计之后软件工具设计的三维数字化空间重新降级以图纸文档的方式进入建造方4.20.2. 在多种现场的更改往往也不再通知设计院之后整套资料以卡车为单位一卡车一卡车交到运营方手中4.20.3. 这中间涉及大量的数据断点成为石化行业最头痛的“数据黑洞”4.21. 如果能够建立一个数字化集成平台将设计、采购、施工、调试等阶段产生的数据、资料、模型都以标准数据格式提交给业主将是一种完美的交付方式4.21.1. 工厂的数字化交付4.21.2. 数字化交付平台是一个数据容器它让业主建立起驾驭项目早期的能力—这块能力以前往往并不完整4.21.3. 工业现场的数据被激活信息流变得透明起来4.21.4. 做数字化交付平台的这些企业有一个共同的特点那就是对设备特性和建模非常熟悉对数据的格式转换也有很好的驾驭能力4.22. 三边工程现象即边设计、边采购、边施工4.22.1. 数字化技术正在扭转这样的局面4.22.2. 那些被切断的数据正在被重新连接4.23. 石油化工、煤化工等行业都正在尝试推进工厂资产管理设备数字孪生的建立是首当其冲的任务
