林雪萍｜突围工业软件，谁是尖刀连？

2021-12-31 10:51:44 1

工业软件大热，万象沸腾。但目前工业软件的定义过于宽泛，其实造成了很多伪工业软件的存在。我自己习惯于将工业软件分为工业物理学软件和工业管理学软件。后者诸如ERP、SCM之类，并不是攻坚的重点。前者则以研发工具软件如设计CAD、仿真CAE、电子自动化设计软件EDA或者流程模拟软件等为主，这些才是真正的硬骨头。只有将工业软件的定义聚焦到真正的工业内核上，才能有更好的发展。而当下过于宽泛的定义，无益于解决核心攻关问题。国内有一个软件排行榜，Top10中制造业的只有海尔、中兴、浪潮和海信。这类软件，基本都是嵌入式软件。没有这些软件，硬件就不灵。但这些软件，其实跟我们所担忧的卡脖子软件关系并不大。也不是本人关心的范畴。我们讨论的还是能够独立服务的研制类工业软件，这才是中国最需要突破的地方。

那么，到底谁是工业软件的攻坚者？目前来看，这个答案，似乎并不是那么确定。正常而言，都是需要供应商来突破。但这种答案也似是而非。工业软件的发展，从来不是一个单人比赛，它更像是一个接力赛。没有基础数学物理的研究，工业软件就会缺少根基；而如果没有用户的反哺，工业软件永无出头之日。很多工业软件败就败在没有用户。不是技不如人，而是用不如人。无用兵之地，则无神武之威。

那么，工业软件都是怎么锻造出来的？从历史来看，主要有四个来源，分别来自大型工业企业、大学院所、工程和咨询公司，以及企业家的创业行动。

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图1 工业软件的源头

第一源泉：工业巨头，中途下车

工业软件如辅助设计CAD、辅助仿真CAE最早都来自航空和汽车行业的内部。这两个行业，成为工业软件最有耐心的保姆。GE在上个世纪五六十年代开始研发最早财务软件，成为第一家自研软件的企业。而后，企业自研软件成为一个时髦的事情。到后来，很多工业企业，纷纷加入到自研软件的行列。而在CAD领域，这种现象尤其明显。

表1 工业软件的由来

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后来这些软件，慢慢地形成了商业化的能力，并挣脱工业企业的怀抱，成为专注于工业软件的公司。当然，也不乏并购和消亡。

然而，这种工业软件最早的发展源泉，其实有着特殊的历史原因。最早的软件商品化程度都很低，因为需求量也很低，没有一家企业能够靠着软件而独立存活。于是企业必须自行研发软件，开发者本身也是大户。仿真软件ANSYS起源于西屋核电，EASY5起源于波音。

但是这条路，随后就开始变得荒芜。早期开发软件也可以通过一班人马，快马加鞭地完成。而现在的软件代码，动辄数千万行，关联关系非常复杂，很难是企业内部团队所能维持得住的。如果无法同时实现对外销售，这将是一个巨大的黑洞。

软件开发是一种成本，维护则是另外一种高昂的成本。可以说，大企业的自研软件能够孵化出通用大型软件的时代窗口，已经*性关闭。不太会有工业大企业坚持自己开发通用性软件。这是一条血路，因为维持一个系统太复杂了。福特汽车公司上个世纪90年代，曾经因为部门经理的个人喜恶而阻挡ADAMS软件的引入，坚持自己开发一套多体动力学仿真软件，因此吃尽苦头，还耽搁了三四年的时间，最后还是要回头拥抱ADAMS。

国内有着类似的情况。航空HAJIF、风洞基地的风雷软件，一直还在苦苦支撑。尽管它们在内部起到了一定的作用，但终究无法与民用软件技术打通，只能靠着国家昂贵的补液来实现持续更新。

总体而言，很多企业会自研一部分软件，但都是小型软件，很难不能担当重任，也无法实现技术溢出。

当前，资金如此丰沛。很多国内的大型工业企业，又会重新考虑这条路径。对于嵌入式软件而言，无可厚非。正如头号军火商洛马需要开发大量的机载软件。但是，如果想开发国外工具替代类软件，那将是一个很难啃的硬骨头。

现在软件都有高度复杂性，维护系统的费用高昂，使用者寥寥。工业软件是知识叠罗汉，开发者、使用者叠加得越多，软件越好用。一家再大的企业也无法承担这种研发费用。更何况，工业软件产值小到可怜。一个明智的决策者，不会选择这条路。大型企业，从头开始开发能够商业化的大型工业软件的时间窗口已经*性地关闭。以前工业软件相对简单，孤胆英雄和明星团队就可以搞定。但今非昔比，软件复杂度且不说，是否成功具有高度不确定性，这绝不是国企现有的风险体制所能负担的。工业软件可能是一种在所有创新产品中最不稳定的工业品。而且投资周期长、投入大，但规模小，这种市场特性，很难是国有企业能够解决的。

值得注意的是，大型工业企业仍然可以大有作为。它可以借助于自己的用户力量，有效将原来分散的小型软件供应商，形成合力。伏尔加河上的纤夫，也需要有一个能喊号子的协调者。这种做法，值得国内工业大企业的借鉴。企业用户做催化剂，但不是自己上去做先锋。

第二源泉：大学院所，本是源泉

工业软件跟大学院所有着天生亲密的关系。这是由于工业软件需要深厚的数学基础、物理方程求解能力和计算机技术相互交融。这也使得很多工业软件成为从大学流出来的圣火。而这些大学的资金，一开始几乎全来自政府资助项目。而类似美国宇航局NASA有320多个国家实验室，也都是各种工艺软件的摇篮。这解释了政府资金和工业软件早期的关系。

目前在流程行业工艺模拟以及管道软件中的英国AVEVA软件（已经被施耐德电气反向收购），最早是英国剑桥大学CAD中心的项目。一开始它也是从机械CAD开始，但后来逐渐走到以工厂厂房设计为主的方向，围绕流程行业弯弯曲曲的管道阀门，创立了一个完全不同的方向。

而在非线性有限元计算声名鹊起的Abacus（2005年被达索系统收购），也同样来自剑桥大学。丰富的数学、力学等基础学科的昌盛，给英国带来了许许多多的软件公司。而在计算机辅助世界制造CAM领域，英国更是独占前茅。类似达尔康（已经被欧特克收购）、EdgeCAM（已经被海克斯康收购）等都是昔日的佼佼者。

而在化工行业的流程模拟领域几乎吃独食的艾斯本Aspentech，正是从麻省理工学院的流程行业而来。在爆炸领域独树一帜的LY-Dyna，则来自美国国家实验室利弗莫尔。而最早在CAE软件和电子设计自动化软件EDA的开创性工作中，伯克利分校起到了重要的作用。当时他们的源代码曾经慷慨地四处赠送。中国很多早期的CAE火种，都是这些源码的受益者。

但在中国，这条路已经成为断头路，多少行者早已绕道。学院派，无论是CAD、CAE，还是化工流程模拟，都曾经比肩海外流派。中国的工业软件起点并无差距，至少是齐头并进。

在当前工业软件中，卡脖子最难受的焦点软件当属于电子设计自动化软件EDA，但是这类软件对于中国学术界来说却是先知先觉。早在1978年， “数字系统设计自动化”学术会议就在桂林举办，这是中国“EDA事业的开端”。作为一次全国性大型计算机学术活动，有67个单位的140多名代表参加了会议。可谓盛况空前。当时的EDA主要集中在PCB设计领域。而清华大学计算机系已经做好了布局，北京理工大学也较早地开创了EDA学科。在桂林大会的18篇论文成果中，覆盖了当时电路分析、模拟技术、印制板布线等EDA领域的各个方面。毫无疑问，当时的中国学者专家们，对于技术的把握和理论探讨，几乎做到了与国外同步。尽管在当时，硬件支撑环境非常差，像邮电学院的老师们几乎是手无寸铁，硬是用手摇计算机和手工计算完成了几万个用于逻辑综合的数据。

当时EDA大发展的原因，跟三十年后的今天居然有着惊人的相似。当时专门负责技术卡脖子的组织机构，被称为巴黎统筹委员会（又称“巴统”），就是对中国禁运EDA软件。买不到*的工具，IC设计很难发展。而国内对IC-CAD工具的需求，可以说是求贤若渴。于是在1986年7月，电子设计同样迎来了春天。当时电子工业部确定在北京、上海、无锡建立3个集成电路设计中心。这是来自三十五年的国产工业软件春天，有没有似曾相识的感觉？

随后，中国迎来了IC-CAD的播种季节，这是一个大会战的时代。北京集成电路设计中心聚集了来自17个单位的120人，在一个工厂进行密集式攻关。

那个时候，电子工业部真是一个驾轻就熟的创新者，它熟练地将创新链条衔接起来。“八五”期间，国家将IC-CAD产业化的任务转交给华大设计中心，并在1995年完成熊猫系统的最终版本。全国产自主可控的“熊猫系统”可谓一鸣惊人，当时有56套熊猫系统在国内26家集成电路设计单位应用，并且成功进入国际市场。当时，三大EDA软件巨头之一的Mentor，也曾将自己软件与熊猫系统做集成。

中国的EDA软件，从来没有如此近地站在国际软件的身边。但随后的事情就猝不及防了。巴统解散（替代它继续对中国禁运的变成一个叫“瓦协”的组织，新封锁如旧），国外EDA软件不再禁运。中国的护城河，被迅速冲垮，也无人关注。熊猫基本被束之高阁。这是不懂工业规律的代价。

历史不会重来，但历史会重复。

中国工业软件当前的落后，从来不是因为落在了起跑线上。相反，在起点位置上，中国软件也是受尊敬的同行。当年来华谈判知识产权问题的美国商务部副部长，曾经专程到华大设计中心考察，对我国自主知识产权的“熊猫系统”表示赞赏。而就CAD而言，北航学派在几何造型的早期实践者，也得到了法国贝赛尔曲线发明者恭敬的学术交流。

北航曾经创立了金银花的CAD软件，这也是当时科研项目结晶最好的钻石之一。它也勇敢地走出了学校，来到了广东。但是学院派的软件，无法得到工业界的响应。学者挑战市场的努力，有如堂吉诃德对风车的挑战。不能说没有勇气，只能说不合时宜。

逐渐地，学院派慢慢地退出了赛道。只有北航的海尔（现在的数码大方）、华科大的苏州同元、大连理工的力学分析软件等寥寥几颗苗株，还算是守住了自己的地盘。

中国学院派跟美国、法国等工业软件强国同时拿到了面向未来的种子。只是后来国外的学院成果都迅速地经过产权变换，成功地将大旗交接到了为冒险而存在的企业家手中，从而扎稳了脚跟。这是工业软件所需要经历的惊险一跳，中国不曾发生。这证明在中国的产学研交接中，出现了严重的失误。换言之，中国工业的土壤证明了这并不是一块适合工业软件播种的地方。作为一种最特殊的工业品，工业软件的真实面貌一直鲜为人知。

第三源泉：工程咨询，行业独懂

工程公司是工业软件中一支独特的生力军，它们贡献了很多工业软件。日本流程自动化的老大横河电机，目前数字化转型激烈。而最明显的举动，就是频繁收购工业软件。它2016年收购的KBC软件，正是来自一家英国工程咨询公司，面向全球油气、炼油和化工领域。流程模拟软件是技术咨询过程中的必备分析工具，KBC公司不断增强这方面的投入。先后也参与多次并购。这类软件，最大的特点，就是充满了对工艺知识的理解。满满的都是行业知识点。日本横河电机看重的正是这一点。第二年，横河的知识专家就正式上线，解决炼油装置的远程效能监控。

因前处理的网格技术*，而在仿真领域颇有建树的Altair公司，创始人最早也是面向福特汽车提供咨询的顾问。

很多人不曾注意到，加拿大的工业软件其实非常强悍。而作为全球第六大电力强国，电力软件也是具有*位置。比如接地仿真软件CDEGS、电磁暂态仿真软件PSCAD、大规模电网仿真软件DSA-Tools等。其中配电网仿真软件CYME、是用于输配电和工业电力系统的分析工具，在中国被广泛使用。这是一款非常复杂的电力工业软件，包括多达数十个模块。而开发这款软件的正是加拿大的一家电力工程解决方案提供商。

全球*的船级社，如法国必维船级社（BV）等，都是通过船审软件及船舶数字资产管理软件Digital AIM来提高核心竞争力。而做全球法律和合规咨询的威科公司，旗下有专门做EHS（环境、健康和安全）咨询和认证的业务，从2016年开始收购了一系列做安全屏障管理和防止主动性失误的软件，从而将石化的风险变成了*防呆的自锁性系统。

以IT服务外包和咨询而知名的EDS公司（最早是通用汽车旗下公司），为了更好地服务汽车行业，1991年从麦道公司接手了高端CAD的三大公司之一UG。但在2003年因为急于还债，不得不把UG吐给了贝恩资本，并在2006转手到西门子公司，成为后者当前最重要的工业软件集团的基石。这应该是EDS最惨痛的一次出售。贝恩两年换手，轻松赚得20多亿美元。EDS公司一度还吃下了战略界赫赫有名的科尔尼咨询公司。它是做工程服务的公司，一向重视工业软件的支撑价值。

这恰好是中国最不熟悉的领域。中国的工程公司向来不重视工具，也很少贡献出来一款叫得响的软件。在国际*的工程咨询公司，没有工业软件是不可想象的。石油服务公司斯伦贝谢在2018年并购了加拿大VMG流程模拟公司，以便更好地为石化公司提供健壮的石油仿真平台。想一想，如果没有统一方法论，没有统一工具，一个工程公司不过就是一个体力活的超级包工头而已。

这其实是中国工业大而不强的一个重要原因。只有依靠软件、方法论、知识经验的紧密结合，才能攫取任何行业价值链最高处的果实。而工业软件的作用，最为突出。就以现在日益受到广泛关注的EHS（环境、健康与安全）治理为例，国外的大公司都在加强了对工业软件的投资。2016-2018年，这个市场平均发生了10起并购交易；到了2019年陡升到25起，即使在疫情泛滥的2020年仍然有17起并购投资发生。最引人瞩目的是全球有名的私募CVC公司，去年对EcoVadis这样的一个认证咨询公司投资2亿美元。全球工程和咨询公司已经在数字化领域剑拔弩张，而国内认证咨询公司则依然风平浪静地过着好日子。中国在工程&咨询公司的落后差距，很少有人关注，实际上，它比制造业本身的差距更大。

在中国，工程咨询服务公司从来不曾向市场提供过工业软件的种子。因为这里压根就没有，颗粒无收、白卷一张。这也不是最重要的，最重要的是即使面向未来，也毫无警醒之心。

第四源泉：工程师企业家，野兽精神

这个行业不乏代码企业家，他们一开始就是编码出身。类似仿真软件ANSYS最早来自西屋的工程师，全球第二大仿真公司澳汰尔Altair的创始人最早也是咨询顾问。在工厂管理和建筑软件称霸的本特利软件，则来自杜邦公司的一个工程师。而电子设计自动化软件EDA的领头羊Synopsys、CADENCE，开创参数化CAD设计的美国PTC公司等都有着创始人的痕迹。

在中国，四条工业软件发展的道路，只留下了一个窄窄的入口，那就是企业家。无论是已经上市的中望，在CAD看图软件下载量惊人的苏州浩辰（APP的活跃量，居然排在Top500以内），还是做流程行业资产管理软件挑战AVEVA和鹰图的北京达美盛，背后都有企业家野兽精神的支撑。中国工业软件的天地几乎全部都是由孤胆英雄所支撑。每一个工业软件背后都有一个从长路漫漫走过来的苦主——企业家苦主。没有他们的信念做支撑，现在国产工业软件的市场，就是焦土一片。

从另一个角度看，中国工业软件就是个人血泪史。换言之，基本是靠民营企业支撑着残缺的天。而大学院所、大企业、工程公司，中间或许也有挣扎，但在商业化道路上几乎全军覆没。

女娲炼五色石而补天。在当下，这些带着几条枪坚持游击战至今的苦主，正在迎来全新的五色石。然而，补天行动在即，喜未上眉梢之际，颇具意味的是，天际线也飞来一批荷枪实弹的新面孔。不知道他们来自何处，这些人只是听见了资本的号角。

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图2 中外工业软件的来源对比

小记：谁是主攻手

从工业软件的发展源头来看，本是四面通风之地。而在中国，则像是诸葛亮为东吴名将留下的石门阵，生、死、惊、伤。一门出入生，余皆为凶门。只有企业家勉强守住了生门一块阵地。其他三面领域尤其是建制派，几乎是毫无建树。这是一个令人深思的现象。这种已经熄灭的灯，或许也没有必要重新打开。工业软件是一种太特殊的工业品，它独有的长周期、高风险、大投入、低收入的特点，绝非长官意志所能左右的，也绝非背着短期利润指标的建制派所能承担的风险。

工业软件的开发，就像是排球赛阵容的布局。主攻手，毫无疑问应该是企业家。一传手是大学院所，从基础入手，做好基础研究的传接和人才的培养；二传手是大型用户企业，提供最佳的喂球位置。三者之间，完整的配合。工业软件是一场什么样战局？是不知疲倦的软件供应商、*反哺的用户和耐心的大学院所的共同结晶。这也是对中国分工合作的工业化精神的一次大考。