小小CAD竟卡住我国工业生产“命脉”30年,我们如何将30化为“0”?

微观人 2022-04-20

cad工业生产企业软件

3194 字丨阅读本文需 8 分钟

俄乌之战已经波及金融、科技、贸易、生活、体育、艺术等方方面面,美国的制裁之手伸向了科技领域内的工业软件。科技巨头欧特克宣布在俄罗斯暂停运营旗下的全系列CAD软件。

数字化时代,没有软件的支持,再完美的设计也无法呈现、交流和生产。扼住CAD,就从源头卡住工业生产的“命脉”,那么整个制造业都将验证“没有金刚钻,揽不了瓷器活”的悲剧。也许你会问:制裁工业软件,能对社会造成如此之大的影响?

工业软件与基础原材料、高端工艺、高端芯片等制造产业制高点并驾齐驱,在现代智能制造业中居于基础和核心地位,被广泛应用于制造行业,涵盖研发、设计、生产、协作等各个环节之中。简言之,没了工业软件,工业制造就失去科技之魂,一键退回解放前,寸步难行!

由于种种历史原因,我国的工业软件发展就像芯片、半导体等其他核心技术一样一度远远落后于发达国家,被称为"失去的30年"。而近些年来,在中国制造业转型升级、建设制造强国的过程中,美国在2018年、2019年分别对我国中兴、华为等企业持续开展技术围剿,2020年哈工大、哈工程被禁用“工科神器”MATLAB…国家开始高度重视这些"卡脖子"的关键核心技术的自主研发。

华为、中兴被制裁事件不断警醒中国要在科技领域掌握自主可控的核心技术,以免被“卡脖子”。由此,中国信息技术安全可控与开放创新被空前重视,而工业软件就是其中之一。

国产CAD破局艰难

CAD即计算机辅助设计,是一种可以在工程设计和产品设计中,进行计算、信息存储和制图等项工作的交互式制图系统,可以替代传统设计人员手动制图,解决工业产品的几何外形和结构设计问题,使得产品设计的结构形状所见即所得。

实际上,作为工业软件中极为重要的一部分,CAD的应用领域已从最初的机械制造业逐渐拓展到建筑、电子、汽车、航天等其他行业领域。据艾瑞咨询统计,2020年全球CAD市场规模接近100亿美元,其中2D CAD市场规模为26亿美元,3D CAD市场规模为73亿美元。2021-2023年,CAD全球市场预计将以8%-9%的增速快速扩张。

然而,CAD市场规模虽然庞大,但从市场情况看,海外CAD厂商处于龙头地位,占据全球与国内大部分市场份额。其中,2D CAD市场中Autodesk的AutoCAD产品一家独大;3D CAD产品的现状为达索的CATIA把握高端市场,其另一款产品Solidworks与西门子的NX、PTC的Creo主要瓜分中低端市场。

根据中国工业技术软件化产业联盟测算,2018年全球CAD软件市场主要由法国达索、德国西门子和美国PTC 3家垄断,占据全球市场份额的60%以上;中国CAD软件市场规模约为7.33亿美元,占比8.5%,其中95%以上的市场被国外软件所占据,中国厂商主要布局在2D CAD市场。

政策提振“国产替代”

随着中国加快制造业数字化、智能化,以及工业4.0目标的实施,AI技术的快速进步,科学研究、经济和国防安全等领域的需要,都加速了国内工业软件的需求破土。

首先在政策方面,中国工业基础软件“卡脖子”问题,已经引起相关部门的重视。

据新华社报道,2021年5月,中央提到,要加强原创性、引领性科技攻关,明确提及石油天然气、工业软件等多个领域。

实际上,自2015年发布《国家智能制造标准体系建设指南》之后,中国陆续出台多项政策,支持智能制造和工业互联网的发展。尤其是在2021年,国家发改委等13部门联合出台的《关于加快推动制造服务业高质量发展的意见》中提到,利用5G、大数据、云计算、人工智能、区块链等新一代信息技术,大力发展智能制造,实现供需精准高效匹配,促进制造业发展模式和企业形态根本性变革。要加快发展工业软件、工业互联网,培育共享制造、共享设计和共享数据平台,推动制造业实现资源高效利用和价值共享。

2021年6月的中国工业软件大会上,工信部信息技术发展司司长谢少锋就表示,中国将尽快发布软件产业“十四五”发展规划,强化对工业软件关键技术软件的重点支持。

根据“中国制造2025重点领域技术路线图”,到2025年,中国绝大部分核心技术要取得突破,形成自主可控的操作系统与工业软件及其标准体系,自主工业软件市场占有率要超过50%。

有行业人士指出,工业软件其实特别需要举国体制的助力,需要从上层标准的建立,来确定底层的开发设计逻辑。在公司层面也一样,需要战略先行,定好行业,然后就要持续投入去深耕。所以很多人建议把工业软件的发展放到航空航天、兵工、船舶等行业同等重要的地位,破解工业软件受制于人的局面。

受政策提振影响,工业软件类公司也开始被资本市场所关注。

2021年3月,被誉为“国产CAD第一股”的中望软件成功登陆科创板,上市以来股价持续上涨,市盈率一度超100倍,如今市值达130亿元左右。芯片设计软件EDA企业华大九天在2021年9月深交所创业板上市获批。当然还有更难的CAE软件公司也在发展路上,比如熙流数字。

国产替代路线浅析

国产全面自主替代目标与推进原则

由于国产全面自主替代是一项复杂的系统工程,因此,需要制定明确的目标并制定切实可行的策略与路径逐步开展替代工作。

工作目标:利用1-3年时间逐步开展关键与核心信息化软硬件的国产化替代,3-5年时间全面完成所有信息化软硬件的国产化替代。

替代原则:应该本着总体规划、分步实施,型号研制优先,关键与核心先行,历史投资的保护的原则,有计划有步骤逐步推进。

1、总体规划、分步实施

站在企业全局视角统筹所有信息化研制支撑体系的国产化替代情况,制定总体推进策略,分步实施国产化替代工作。如下示例:

2、型号研制优先

推动国产化替代的过程中,始终应以确保型号研制不受影响为首要原则,在型号研制顺畅开展的前提下开展国产化替代。

3、关键与核心先行

识别型号信息化研制支撑体系的关键与核心“卡脖子”软件工具、系统与硬件,优先开展国产化替代论证与实施工作。

4、历史投资的保护

国产化替代过程中,应同时兼顾历史资产的投入,采取“逐步推进、逐点替换”的原则,确保稳定与平滑过渡。

国产全面自主替代推进路线

各企业存在大量进口软硬件环境及设备,且与型号研制深度融合,因此,全面自主替代是一项周期长且非常复杂的工程。需要制定合理的路线,确保自主替代的平稳推进,实现工具、系统及硬件的自主化,最终实现企业基于自主替代的工程化应用目标。我们建议企业分「三个阶段」开展国产全面自主替代的推进路线:

阶段一:核心替代验证

选取企业应用的核心工具及系统,开展国产化适配验证,为全面替代夯实基础,确保从基础硬件、网络设施到操作系统、应用工具/系统、数据库都具备国产化替代的可行性能力。

以国产PDM系统替代验证为例。为保证稳步推进自主PDM平台的替代验证,并且考虑保证业务及数据的完整性、可靠性与一致性,制定「四步走」的策略来推动自主PDM的替代验证。

阶段二:型号试点应用

在自主替代验证通过基础上,搭建覆盖硬件设备、操作系统、中间件、数据库、应用系统/工具的全自主化应用环境,结合业务特点、成熟度、连贯性等,选取企业内典型型号作为试点,实现试点型号的全国产化应用。

阶段三:全面自主替代

基于型号试点应用的评估情况,结合企业其他业务系统的能力,可以按照两条可选的策略开展全面的自主替代工作。

策略一:以支撑为核心,逐步开展硬件、操作系统、数据库、中间件、应用的替换。例如先替代全企业所有的硬件网络环境后再替代操作系统…,最终替代全企业所有的工具/应用系统。

策略二:以应用为核心牵引条线的全面自主替代,例如先建设覆盖PDM业务的硬件/网络、操作系统、数据库、中间件等自主化环境,先行替代PDM系统,再逐步替代CAX、ERP、MES、MBSE等工具或系统。

风险应对措施

在按计划推进全国产替代的过程中,为了保障突发情况下,企业型号研制任务能够持续开展,需要制定应急预案步骤措施,确保信息化工具/系统及硬件能够全面支撑型号任务。主要包括:

企业软硬件清单全面梳理

基于当前现状,全面梳理企业内软件及硬件资产清单,包括台套数、软件授权模式、授权有效期等,形成企业内软硬件设备资产清单目录。

软件安装介质及硬件设备备份

基于软件资产清单目录,收集、存储所有对应版本的安装介质、定制代码、数据库等备份文件。

结合硬件资产清单目录,制定合理的同型号备品备件库存,例如CPU、内存、存储等。

License文件备份及定期更新

根据软件清单中需要License的软件资产,准备长周期License文件(例如10年期、20年期),并定期(例如半年期)更新License文件。

制定应急处置规范

制定相应的应急处置规范,形成突发情况下覆盖软件、硬件的各类应急方案。

不定期演练

不定期的模拟各类突发情况,演练应急恢复机制,确保在实战状态下及时、高效的处理能力。

总结

在当前全球一体化大趋势下,国外工业软件领域对我国的禁运、封锁不仅从产业、经济上制约我国的发展,同时也让我们深刻认识到「核心技术是买不来的」道理。国睿信维作为智慧企业解决方案及自主工业软件提供商,有责任也有义务扛起自主工业软件这面旗帜,争做冲锋陷阵的排头兵,不遗余力为自主工业软件的发展贡献量。

文章来源:国睿信维,Aerocae,沐风机械

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