工業軟件是新一輪工業革命的核心要素，是優化制造和管理流程、變革生產方式、提升全要素生產率的關鍵，從制造業信息化發展的輔助工具， 升級為推動制造業數字化、網絡化、智能化轉型的新型基礎設施，一旦出現“卡脖子”和安全問題，將對國民經濟安全產生全局性、持久性和系統性危害。我國部分工業軟件核心技術受制于人，部分高端產品市場被美歐壟斷，層出不窮的實體清單等單邊制裁措施使得高端工業軟件存在潛在斷供風險。大型軟件企業在突破關鍵核心技術、構建統一市場方面起著不可替代的作用，加快培育大型工業軟件企業緊迫而必要。大型工業軟件企業的發展遵循怎樣的規律？國外的大型工業軟件企業是如何逐步發展壯大的？我國應該如何加快培育大型工業軟件企業？這些都是今后我國防范化解工業軟件“卡脖子” 風險所必須回答的問題。

大型工業軟件企業發展特點及國外培育模式

工業軟件的發展壯大離不開堅實的工業基礎。縱觀美國、德國、法國等工業軟件發達國家，無一不是在20世紀50 年代之前就完成工業化的工業強國，汽車、電子、航空、航天等工業快速發展，長期占據全球工業的領先地位。美歐工業軟件巨頭形成和發展壯大歷程表明，將自用軟件商業化是工業軟件發展的重要路徑， 并購重組是成長為大型工業軟件企業的必經之路。

（一）大型工業軟件企業發展由國家意志推動

體現國家意志的軍工企業為工業軟件發展提供了雄厚的資金支持。冷戰時期，只有少數幾家受到國家財政支持的軍工企業， 才有條件獨立開發或依托某廠商發展計算機輔助設計（Computer Aided Design， CAD）技術。由于有軍工企業強大的財力支持，CADAM、CATIA、UG等產品得以持續發展。在國防軍工企業充足經費的支持下，開發工業軟件的軍工企業內部機構通過并購、國際化路線，逐步發展成為成熟的市場化企業。反觀20世紀80年代，民用汽車制造巨頭紛紛效仿軍工企業，開始摸索開發一些曲面系統為企業服務，如大眾汽車公司SURF、福特汽車公司PDGS等，但由于開發經費及經驗不足，其開發出來的軟件功能覆蓋面和水平與軍方支持的系統差距較大，商品化程度低。

政府以資金、技術等多種方式推動工業軟件發展。2018年7月，美國國防部“電子復興計劃”（Electronics Resurgence Initiative，ERI） 所公開的五年項目中，電子設計自動化軟件（Electro nics Design Automation,EDA） 獲得了同級項目中金額最多的支持。EDA巨頭鏗騰公司（Cadence），一年研發投入近60億元人民幣，依然享受高額政府支持，開展面向未來的創新設計。美國國家航空航天局（NASA）聯合GE、普惠等公司，20年間不斷研發NPSS 軟件， 內嵌大量發動機設計知識、方法和技術參數。從2009年起，NASA通過各種形式向工業界轉化了5000多個軟件項目，取得了顯著成效。美國仿真軟件MSC公司，上世紀60年代成立不久就為NASA改良結構分析軟件并獲得NASA 授權進行商業化開發，如今已成為全球仿真軟件龍頭。無論出身科研機構還是制造企業， 國外工業軟件企業始終獲得政府的強力支持。

（二）大型工業軟件企業誕生于工業企業

工業軟件來源于工業， 功能需求提供者、軟件產品使用者、軟件開發者“ 三者統一”是工業軟件發展初期的最大特點。洛克希德公司的工程部門率先開發了CAD的早期應用程序CADAM，并組建了CADAM公司。全球高端CAD 的三家企業， 美國參數技術公司（PTC）是由與波音公司聯系密切的CV公司管理層創立；達索系統公司由達索飛機成立，從幻影戰斗機的數字化設計需求發展形成CATIA；麥道公司成功發展了曲面造型和三維線框設計的工業設計軟件CADD用于F15的零部件制造，又推出UG軟件并成立UGS公司， 后被西門子收購成為其 Software部門。

工業企業豐富的應用場景又推動了工業軟件不斷完善、迭代成長。工業軟件是工業技術的沉淀和軟件化，具有長期技術繼承與高場景依賴性，需要通過在工業場景中不斷試錯、經歷長期沉淀之后才能獲得需求側的認可和大范圍應用。沒有工業企業用戶的使用與反饋， 僅通過軟件工程的方式開發， 工業軟件難以發展壯大。例如， 達索系統根據航空公司的問題反饋，不斷優化CATIA產品功能， 為用戶提供更優秀的解決方案， 最終形成使用和反饋的閉環， 與波音、空客等航空公司聯手打造了CATIA， 促進CATIA 在航空領域的廣泛應用和發展。國際大型工業軟件提供商的技術進步與全球工業技術發展同步，其工業數據知識庫經過幾十年的沉淀、升級和更新，已經發展到了較高的水平和層次。

（三）大型工業軟件企業壯大于并購重組

并購重組貫穿于工業軟件企業發展的始終。一系列的并購重組， 推動了工業軟件企業加快角色轉型、完善產業鏈條、快速占領市場提升競爭力，并給競爭對手或后來者制造競爭壁壘。所有大型工業軟件企業都經歷過這個階段。行業排名前5位的仿真軟件公司，近10年并購次數高達60 余次，并購重組是工業軟件巨頭成長史中的關鍵詞。

并購重組提升工業軟件企業的核心競爭力。德國西門子公司2007年以35億美元完成了對美國UGS公司的收購， 從一個工業公司一躍變成了世界領先的工業軟件公司， 此后又通過20多次并購， 從一家機構自動化硬件企業轉型成為全球領先的智能制造軟硬件整合解決方案提供商。Mentor、LMS等公司在最近十多年投資超過百億美元并購眾多優秀的工業軟件公司，完善了自身的產品線，構建自己的工業軟件航母，增強了行業核心競爭力。

并購重組加速工業軟件企業重構產業生態。開發、打磨一款優秀工業軟件的過程非常漫長，工業軟件巨頭在發現具有互補性的特色軟件時，往往采取并購的方式收入麾下，加速重構產業生態圈。達索系統公司通過50多次并購，從單純的三維CAD軟件企業，逐步發展成為全流程、全系統、全領域、全生命周期的數字化協同研發與管理平臺供應商。PTC 公司2013年收購了物聯網平臺ThingWorx，實現了廣泛的機器設備連接， 建立多種工業APP，在工業互聯網領域率先建立新的軟件生態。

我國工業軟件企業培育現狀與存在的問題

近年來，我國工業軟件產業發展取得了長足的進步。但進入新時期，經濟發展對工業軟件產業的發展提出了更高的要求，大型工業軟件企業的缺乏掣肘了我國工業軟件產業的快速發展和制造業轉型升級。

（一）大型龍頭企業缺乏掣肘了我國工業軟件做大做強

大型龍頭企業缺乏，致使核心技術攻關載體缺失、缺少行業主導能力、市場碎片化，已成為我國軟件產業發展的阿克琉斯之踵。

1 .我國工業軟件企業規模與國外相比差距明顯

大型龍頭企業能夠大幅提升產業競爭力，引領技術發展潮流，形成生態鎖定，對于工業軟件產業發展意義重大。與美歐等發達國家相比，我國工業軟件企業缺乏大型龍頭企業引領，呈現“小散弱”狀態， 企業實力與國外巨頭差距巨大。從企業規模看，2021年我國工業軟件產品實現收入2414億元， 不敵美國Oracle 一家企業2020年產值（390.68 億美元， 折合人民幣約2695億元） 。用友作為我國工業軟件領域規模較大的龍頭企業， 2020 年產值85. 25億元， 與國際大型工業軟件企業營收相差較大。從企業投入看， 據從事EDA 研發的公司反映，Synopsys 的研發投入為86億元， 而國內所有EDA企業的研發投入合計約為5億元，占不到Synopsys的6%。從企業人員數量看，目前國產EDA企業所有總人數大約為2000人，而美國Synopsys一家就有1.5萬人以上。

2 .大型龍頭企業缺乏導致核心技術集中攻關主體缺失

中小企業和高校院所無法成為工業軟件核心技術攻關主體。據估計，一款大型工業軟件的研發周期需要3—5年時間，要被市場認可至少需要10 年左右。中小企業規模小，無法進行長期持續的高風險投入，為獲利生存更傾向于選擇使用開源內核或購買國外核心技術模塊授權進行二次開發， 核心技術的原創能力薄弱，無能力也無動力開展工業軟件核心技術研發。工業軟件開發不僅需要軟件開發技術，更需要工業知識沉淀和真實工業場景應用迭代。高校科研院所人才資源豐富，分析建模能力強， 但離工業現場較遠，對工業部門特定工程需求開發專用軟件缺乏系統性，科研成果市場轉化率不高，難以形成更優質的工業軟件產品和更大的工業軟件市場主體。

3.大型龍頭工業軟件企業缺乏導致國產產品市場碎片化

工業軟件產業符合贏者占先、強者愈強的馬太效應，大型龍頭企業可借助規模與品牌進行市場拓展，在特定領域形成“ 贏者通吃” 現象。我國工業軟件領域缺乏大型龍頭企業，中小企業在工業軟件產品工程化方面力量薄弱，難以形成合力構建生態引領能力，企業間缺乏構建生態合力的外在機制或動力。因國產工業軟件在產品的完備性、體系性及競爭力方面與國外存在明顯差距，企業在工業軟件領域采購政策傾向于國外工業軟件，或者采購某些固定細分領域企業軟件，無論是全球市場還是國內市場，我國軟件企業份額都相對較低。

（二）快速培育我國大型工業軟件企業任重道遠

1 .我國工業軟件企業面臨著一定后發不足

美歐發達國家利用先發優勢已形成工業軟件生態鎖定。以研發設計類軟件為例， 達索系統、西門子和PTC三家企業占據全球三維CAD市場份額60%以上，歐美國家主流商用CAE、EDA產品在我國市場占有率更是高達95%以上，國外PLM/PDM一體化綜合平臺產品在我國占據了90%的市場份額。工業軟件繼承性強，企業更換工業軟件有較強的技術壁壘，成本高、難度大。一方面，工業軟件使用過程會產生海量數據和文檔，不同軟件之間無法實現百分之百的數據轉換，歐美軟件巨頭通過研發多種軟件相互配套，構建起生態壁壘。例如， 西門子公司的Teamcenter軟件與NX軟件， 美國PTC公司的Windch i l l 軟件與Creo（PRO/E）軟件，法國達索的Envia軟件與CATIA 軟件等， 環環相扣、互相兼容， 逐步形成了相對封閉的軟件鏈條和事實上的競爭壁壘。另一方面， 軟件轉換關系到企業組織體系、管理模式以及業務流程等方面的巨大變革， 還需考慮員工培訓、適應以及軟件的兼容問題， 是耗時耗力的復雜系統工程， 這使得用戶一旦選擇了某軟件，在一定程度上就與該軟件及軟件企業形成了“鎖定”關系。

2 .企業通過海外并購發展壯大的路徑受阻

近年來，安全審查阻礙了中國企業跨國并購的發展。美國、德國、英國、加拿大、澳大利亞等國紛紛以擔心敏感數據安全性為由，加大對跨國并購國家安全審查的力度，限制了我國高技術及資源密集型企業的跨國并購行為。例如， 從事酒店信息管理系統平臺研制與應用的中國民營企業中長石基信息技術公司，收購提供酒店信息服務的美國企業，被美國外國投資委員會否決。對純商業軟件企業的并購尚被阻止，作為新一輪工業革命核心要素的工業軟件，近期開展海外并購的可能性微乎其微。在當前國際形勢下，通過海外并購方式快速突破關鍵技術形成體系化能力、培育發展大型工業軟件企業的發展路徑受阻。

3.國內工業軟件企業整合推動困難

我國工業軟件研制機構分為國資背景和民營背景兩大類，其中國有工業軟件研制機構分別隸屬于大型企業集團、高校及科研院所， 有些企業由國有資本和民營資本共同持股。由于國資背景工業軟件企業大多隸屬于大型國企集團，在推動企業并購、上市融資、資產重組以及獨立發展等方面受到現有國企管理機制的限制，開展企業并購重組難度較大。民營背景工業軟件企業大多規模小、市場推廣應用有限，大多在有限市場的夾縫中求生存， 并未形成具有明顯優勢的領跑企業， 在技術和資金積累方面較為薄弱， 較難推動市場有效整合， 進而形成較大的市場主體。國產工業軟件的市場化推廣缺乏有力推手，難以形成統一的國內大市場。

組建大型國有工業軟件企業是企業培育的可行路徑

大型軟件企業在突破關鍵核心技術、構建統一市場方面起著不可替代的作用。充分發揮新型舉國體制的制度優勢， 組建體現國家意志的大型國有工業軟件，從供給和需求兩端發力，不僅是破解我國軟件產業發展困局的戰略選擇，也是我國培育大型工業軟件企業的可行路徑。

（一）國家戰略為組建大型國有工業軟件企業提供政策保障

1 .國家軟件發展戰略明確提出培育大型工業軟件企業

2019 年， 國家制定軟件產業發展頂層戰略文件，明確將基礎軟件、工業軟件和服務等納入重點發展領域，提出要聚力突破大型工業軟件，培育壯大骨干企業，對破解我國工業軟件發展困局進行了戰略部署。在國家戰略指導下， 我國部署了一系列相關項目，長期實施稅收優惠政策，以找準軟件產業關鍵領域和薄弱領域為基礎，堅持補短板、鍛長板并舉，推進關鍵重點領域的體系化攻關，支持產品推廣，引導工業軟件走向中高端，推動擺脫“ 卡脖子”局面。

2 .國有企業深化改革為組建國有工業軟件企業指明方向

2020年6月，中央全面深化改革委員會第十四次會議審議通過《國企改革三年行動方案（2020-2022年）》，要求國有企業在提升產業鏈供應鏈水平上發揮引領作用、在維護國家經濟安全方面發揮基礎性作用，并提出國企民企要相互配合，推進兼并重組和戰略性組合。這些重大政策舉措表明，中央和國家正在加快推進國有經濟結構調整和布局優化， 推動資本向關系國家安全、國民經濟命脈的重要行業和關鍵領域集中，向戰略性新興產業集中，這為組建大型國有工業軟件企業提供了具體指導。

（二）產業發展為組建大型國有工業軟件企業奠定良好基礎

1.產業發展初具規模

企業和高校院所下屬機構共同構成了我國工業軟件的研制力量，以上海寶信、國電南瑞、航天神軟等為代表的國有企業，以數碼大方、中望龍騰等為代表的民營企業，以和利時為代表的中外合資企業， 是我國工業軟件研制的主力軍。清華大學、浙江大學、大連理工大學、哈爾濱工業大學等高校以及大型國有企業的信息化部門， 都具備不同程度的自主研制能力。2021年軟件產品收入24433億元，同比增長12.3%。其中，工業軟件產品實現收入2414億元， 同比增長24.8%，高出全行業水平7.1個百分點。研發設計和嵌入式工業軟件保持較快增速，高端裝備智能制造領域自主研發水平不斷提升。據抽樣調查，2019年年營收在1億元以上的工業軟件企業占總數的46.2%，被調研企業的年均營收增速均在10%以上。

2.產品體系不斷完善

我國工業軟件產品基本覆蓋全產業鏈條。各類工業軟件研制機構已擁有包含研發設計類、生產控制類、經營管理類、運維服務類等四大工業軟件品類的幾乎所有產品。其中，民營企業憑借對市場需求的敏銳性和資本運用的靈活性， 將最具市場潛力的研發設計類產品作為研制重點； 國資背景企業則依托強大的制造業背景， 表現出較強的系統集成和垂直領域推廣能力。

3.行業應用基礎不斷夯實

我國工業軟件產品已應用于航空、航天、兵器、船舶、核工業、電子等軍工行業以及金融、市政公用、能源、醫療、通信、軌道交通、電力、工程機械、汽車、鋼鐵、化工等民用領域，應用范圍十分廣泛。例如， 華天軟件產品廣泛應用于汽車、模具、機械設計制造、航空航天，是支撐我國智能制造的核心廠商之一。國睿信維目前服務的行業包括航空、航天、船舶、兵器、國防電子、核工業、汽車、軌道交通、工程機械、能源、高科技電子、重型裝備及水電等領域，參與了C919大型客機、CJ-1000A大型客機發動機以及新型戰斗機、運載火箭、艦船、相控陣雷達、高鐵等大國重器的研制過程。

4.企業主體實力日漸提升

國資背景工業軟件研制機構多數起源于大型制造業企業。根據中國工業技術軟件化產業聯盟整理的目錄， 在國資背景工業軟件企業和機構中， 具有大型制造業背景的超過2/3，覆蓋了電力、電子、航天、航空、船舶、鋼鐵、能源等重點工業領域。例如，上海寶信起源于寶鋼集團的自動化部門， 航天神軟是航天科技集團下屬的專業子公司， 航天云網是航天科工集團下屬企業，金航數碼（航空工業信息技術中心）是中國航空工業集團的信息化專業支撐機構，廣州紅帆科技是大型造船骨干企業中船海洋與防務裝備公司的下屬企業。國有工業軟件企業深耕各大領域，專注于各個垂直行業，占據產業鏈上的不同環節，熟悉各行業的發展特點，著力滿足用戶的個性化需求，具有極為豐富的各行業服務經驗（見表2）。我國各大工業行業在長期發展過程中，不同程度地應用了國產工業軟件產品，具有較為成熟的應用基礎。

（三）組建大型國有工業軟件企業大有可為

1 .完備工業體系為發展提供廣闊市場空間

我國工業體系完備， 是全球唯一具有全部工業分類的國家， 大國大市場為組建大型國有工業軟件提供了廣闊市場空間。根據國家統計局《中國統計年鑒》及投入產出數據， 我國工業增加值率為24.6%，2020年我國工業增加值為31 . 3 萬億元，可推導出2020年國內工業總產出為127.1萬億元。據估算， 每萬元工業產出中工業軟件投入量為60元，2020年工業軟件市場規模約為7625.5 億元。近五年，工業產出的平均增速為6.0%，每萬元工業產出中工業軟件投入量平均增速為20.4%，假設所有要素按照近五年平均增速增長，由此估算， 到2025年國內工業軟件市場規模可達24603.6億元。考慮到中美貿易摩擦和國產化替代進程加快，假設到2025年工業軟件國產化率提升至40%，則國產工業軟件規模可達9841.4億元，接近萬億的市場規模，則可以培育千億級的企業。

2 .數智化轉型升級為發展帶來重大機遇

隨著物聯網、大數據、云計算、人工智能等新一代信息技術的發展， 第四次工業革命正在加速推進， 工業企業的數字化、智能化轉型步伐加快，APP、云化軟件、平臺軟件等已成為工業軟件領域快速發展的新賽道。截至2021年10月， 全國工業企業生產設備數字化率達到51.3% ，數字化研發設計工具普及率達到74. 2% ，關鍵工序數控化率達到54.6% 。根據《“ 十四五” 信息化和工業化深度融合發展規劃》的發展目標， 到2025年，企業經營管理數字化普及率要達到80%，數字化研發設計工具普及率要達到85%，關鍵工序數控化率要達到68%。未來工業領域數字化和智能化的產品需求將加速釋放， 這是我國工業軟件產業發展難得的重大機遇。

3.國內外水平不一形成發展的寶貴窗口期

我國工業正處在轉型發展期，工業發展不平衡，部分企業正處在電氣化、數字化、智能化同步進行的過程中，國外軟件雖然功能強大，但鑒于中國工業水平和需求所限，部分企業當前對國外工業軟件的依賴尚未完全定型。同時， 美國實體清單和出口管制等舉措使國內部分高科技企業和工業企業面臨工業軟件禁用風險，為規避潛在風險，龍頭企業一直積極尋找國產可替代的工業軟件，這給國產工業軟件企業更多與工業企業合作的機會和產品發展進步的空間， 工業軟件產業有望迎來快速發展的窗口期。

4.有成熟模式可借鑒

國有工業企業剝離信息化部門成立單獨的工業軟件企業已有較為成功的案例。以寶信軟件為例，寶信軟件是中國寶武實際控制、寶鋼股份控股的上市軟件企業，寶信軟件的快速發展得益于寶鋼集團 對信息化的重視及推廣應用。寶信軟件前身是1978年成立的上海寶鋼自動化部， 在此基礎上，1996年成立了上海寶鋼軟件有限公司，1997年成立了上海寶鋼計算機系統工程有限公司，推動以MES產品為核心的產銷一體化智慧制造整體解決方案應用于鋼鐵全生產線流程。2000年重組為上海寶鋼信息產業有限公司，2001年借殼上海鋼管通過整體資產置換上市，正式更名為上海寶信軟件股份有限公司。寶鋼集團在信息化方面的建設為寶信軟件提供了豐富的應用場景和極大的試錯空間，通過集團內部需求，孵化出大型軟件服務企業。2014年， 寶信軟件開始業務結構調整，業務范圍從寶鋼體系向非寶鋼體系擴展，將經過寶鋼鋼鐵板塊驗證過的信息化系統從鋼鐵市場拓展到非鋼鐵市場， 公司營收從2016年的39.6億元增長至2020年的95.18億元，年復合增長率為24.51%。2022年1月，寶信軟件總市值超900億元， 有望成為千億市值的上市公司。

結論與建議

在當前發展環境與形勢下，整合組建國有大型工業軟件企業，必要且可行。這既能充分發揮社會主義集中力量辦大事的巨大制度優勢， 集中攻關核心關鍵技術、提升產品研制水平、擴大市場應用， 又符合工業軟件企業發展規律，以較短的時間走完國外企業幾十年的并購重組之路，為完善產業鏈條、提升核心競爭力、重構產業生態奠定主體基礎。

我國工業軟件研制機構在軟件設計、開發、應用、科研等領域各有偏重和優勢。整合組建大型工業軟件企業， 遵循國際大型工業軟件企業成長規律， 借鑒“ 培育寶信軟件公司” 的成功模式， 推動鋼鐵、石化、船舶等大型工業企業和軍工企業協同培育行業軟件企業， 是我國培育大型工業軟件企業的重要路徑。要充分發揮國有企業在系統集成與各行業的廣泛深入應用優勢， 以國有企業改革政策為指導， 優化國有企業管理體制， 科學制定整合方案， 組建大型國有工業軟件企業， 夯實產業數字技術底座， 推動工業軟件產業自主可控， 助力“ 制造強國”“網絡強國”建設。

本文轉載于《中國發展觀察》2022年第03期 作者：張紅艷 史依穎 涂珍蘭