工業軟體：中國製造向“智”造升級的利刃。工業軟體是製造業的資訊化利刃，是聯絡傳統工業生產與現代資訊化的紐帶。作為智慧製造的承載，工業軟體已深度融入工業設計及製造流程。工業軟體也是工業網際網路產業規模擴張的核心驅動力之一。全球工業軟體市場規模龐大，中國工業軟體市場高速發展。政策層面，新工業化在全球起此彼伏；產業層面，軟體數字化設計已融入現代製造業骨髓。
1. 工業軟體：中國製造升級的“利刃”1.1. 工業軟體：製造業的資訊化的核心
工業軟體可以認為是應用程式，過程，方法和功能的集合，在工業領域實現資訊化賦能，實現工業產品研發、設計、生產、資料收集和資訊管理等，應用於航天、能源、電力、建築、礦業、紡織、化工、食品、電子等各類製造業。工業軟體是伴隨計算機效能提升而演化出的工業製造領域的資訊化承載，能夠有效降低工業生產成本並提升生產效率。
工業軟體是聯絡傳統工業生產與現代資訊化的紐帶。傳統工業設計、生產高度依賴人力，效率低下。從設計層面來看，傳統的尺規作圖和實驗測量是工業品研發設計環節的主要手段；從管理層面來看，以主觀的計劃方式進行供料、生產的相關規劃。工業軟體充分吸收現代軟硬體資訊科技，利用資訊化手段將傳統的設計及管理環節進行標準化處理，提高整體工業生產效率。
工業軟體是智慧製造的承載，已深度融入工業設計及製造流程。在製造業逐步轉型升級的大背景下，工業軟體的重要程度不斷提升，已經成為體現產品差異化的關鍵因素之一。工業軟體的應用貫穿製造業整個價值鏈，從研發、工藝、製造、採購、營銷、物流供應鏈到服務；從車間層的生產控制到企業運營；從企業內部到外部，實現與客戶、供應商和合作夥伴的互聯和供應鏈協同，企業所有的經營活動都離不開工業軟體的全面應用。以西門子、通用電氣為代表的全球製造業巨頭持續加大對工業軟體的投入，並展開了依託於工業軟體的工業網際網路、數字化工廠等革新性專案。
工業軟體是工業網際網路基礎設施上的重要內涵。工業網際網路是網際網路在工業場景下的延伸，目的是構建高效的工業系統專屬網路以便於實現工業系統在流程控制、資料收集等方面的傳輸需求。工業網際網路是新一代資訊科技與工業經濟深度融合的全新經濟生態、關鍵基礎設施和新型應用模式，通過人、機、物的全面互聯，實現全要素、全產業鏈、全價值鏈的全面連線，將推動形成全新的生產製造和服務體系。在工業網際網路已搭建的包含工業雲、邊緣裝置、感測器等的硬體網路設施基礎上，傳統的工業軟體將隨之遷移，並與新型工業網際網路平臺銜接融合，從而構建涵蓋研發設計、生產執行、經營管理等功能的綜合工業資訊化系統應用。
工業軟體是工業網際網路產業規模擴張的核心驅動力之一。國務院於 2017 年底釋出《關於深化“網際網路+先進製造業”發展工業網際網路的指導意見》，形成中國工業網際網路創新發展的頂層設計。根據中國信通院的相關統計及測算，中國工業網際網路 2018 年、2019 年產業經濟增加值規模分別為 1.42 萬億元、2.13 萬億元，同比分別增長 55.7%、47.3%，佔 GDP 比重分別為 1.5%、2.2%。其中，工業網際網路核心產業 2018 年、2019 年增加值規模為 4386 億元、5361 億元。工業網際網路平臺與工業軟體作為五大類核心產業之一，是工業網際網路核心產業增長的主要驅動力量。根據國家統計局資料及中國信通院相關測算，工業網際網路平臺與工業軟體在 2019 年佔工業網際網路核心產業存量規模的比重為 46.4%，充分表明工業軟體在工業網際網路產業中的重要性。
工業軟體是工業 APP 的核心。工業 APP 是伴隨工業網際網路發展起來的概念，主要指工業軟體及相關配套軟體在雲端及邊緣端的部署版本。包括 CAX、PLM、MES 等在內的各類工業軟體往往客戶端較重，常基於 PC 或伺服器進行配臵，而工業 APP 更多是相關工業軟體的輕量化版本。同時，工業 APP 為實現整套工業網際網路系統資訊化生產管理的賦能，往往也包含 OA、傳統管理軟體等非工業軟體範疇的應用，本質上是以工業軟體為核心的雲端及邊緣端軟體組合的超集。
1.2. 工業軟體市場：增長強勁，空間廣闊
全球工業軟體市場規模龐大，中國工業軟體市場高速發展。全球工業軟體市場規模由 2012年的 2850 億美元增長至 2018 年的 3893 億美元，年複合增長率為 5.34%，整體規模龐大，。相比之下，2019 年中國工業軟體市場規模僅為 1720 億元，體量不到全球市場 10%，成長空間廣闊。中國工業軟體市場規模 2012-2019 年複合增長率達到 20.34%，增速強勁。在中國製造逐步向高階製造邁進的道路上，中國工業軟體市場有望持續保持高速增長的勢頭。
政策層面：全球“群雄逐鹿”新工業化。自 2009 年起，以美國為代表的發達國家逐步提出新工業化相關戰略，以擺脫“工業空心化”現象，並實現產業升級。其中，效率提升、降低人力需求是其核心目標的一部分，而工業軟體是落實以上目標的重要工具。
產業層面：軟體數字化設計已融入現代製造業骨髓。在現代生產製造流程中，CAD、CAE、CAM 等設計工具已獲得充分利用，在圖紙繪製及工件建模，產品效能交叉驗證等環節發揮充分作用。同時，數字化平臺是工業網際網路及智慧製造的地基，在中國製造逐步走向數字化的背景下，相關軟體不可或缺。
1.3. 工業軟體分類：設計軟體、平臺軟體與專項軟體
工業軟體本身是一類涉及工業設計、製造及管理等的相關軟體統稱，因工業生產鏈條綿長、應用場景分化，工業軟體產品整體格局較為分散。如波音公司飛機生產設計涉及到近千款軟體。受以上特性影響，工業軟體尚未形成在業界統一的分類方式和分類原則。根據工業軟體的應用層級及產品通用性，我們將工業軟體劃分為設計軟體、平臺軟體、專項軟體。
設計軟體：設計軟體指工業軟體中面向工業品研發、設計、加工的基礎軟體。設計軟體是整個工業軟體體系的基石，往往直接與科研人員、工程師對接。具體而言，設計軟體針對面向設計環節的不同，可以分為 CAD（幾何設計）、CAE（物理設計）、CAM（製造設計）。
平臺軟體：平臺軟體指工業軟體中面向整個工業生產流程中研發、採購、製造等環節的綜合管理軟體，可以粗略地理解為面向工業領域的“專業 ERP”。平臺軟體是整個工業軟體體系的統籌管理平臺，主要面向企業的管理者、經營策劃者及各生產部門綜合呈報者，並與具體的生產物料、加工製造等底層軟硬體裝置進行對接。平臺軟體針對在生產流程中定位的不同，可分為 PLM（產品生命週期管理）、MES（產品製造流程管理）。
專項軟體：專項軟體指工業軟體中面向具體工業細分領域的專項設計及管理軟體。常見的工業軟體如 CAD、CAE、PLM 均為面向全行業的通用化軟體，而面向特定工業細分領域，部分軟體廠商在已有的通用性軟體基礎上衍生出專業性軟體分支，因此我們將其歸納為“專項軟體”。目前，建築與電子兩大領域均存在專項工業軟體，分別為 BIM（建築資訊化）、EDA（電子設計自動化）。
2. 設計軟體2.1. CAD：圖紙設計
CAD 全稱為 Computer Aided Design，即計算機輔助設計。CAD 利用計算機軟體製作並模擬實物設計，展現新開發商品的外型、結構、色彩、質感等特色的過程。隨著技術的不斷髮展，CAD 不僅僅適用於工業，還被廣泛運用於平面印刷出版等諸多領域，近期更是與 3D 列印等創新技術相結合。
提高工程製圖效率，釋放工程師雙手。傳統的工程製圖是一項較為複雜、耗時的工程設計環節，工程師往往需要利用繪圖板及各類尺規工具手動製圖。工程製圖要求較為苛刻，加之手動製圖難於修改的特點，工程製圖在傳統工業設計中往往消耗工程師大量的時間和精力。CAD 通過計算機標準化製圖，大幅提升工業生產中工程製圖環節的效率，目前已被廣泛應用於製造業。
2.2. CAE：物理設計
CAE 全稱為 Computer Aided Engineering，即計算機輔助工程。CAE 軟體主要用於模擬分析、驗證和改善設計。近年來，電腦運算能力持續提升，CAD 三維化快速發展，CAE 被逐步應用在實際工程設計中。與 CAD 相比，CAE 軟體開發需要更多數學、物理相關知識。隨著 5G、航空航天及汽車等高階製造業的發展，CAE 模擬技術正在成為數字空間和物理世界融合最重要的工具。
實驗對時間、人力、財力的消耗催生了對軟體模擬的相關需求。CAE 通過模擬技術去模擬真實物理實驗，通過反饋的資料對原設計或模型進行反覆修正，以達到最佳效果。CAE 所帶來的核心變革是在產品生命週期的各個階段持續利用模擬技術對原有的實驗性測試進行替代。從早期設計階段直到產品的現場使用階段，設計人員能夠隨時運用模擬技術，詳細的模擬分析可以節省大量設計及研發成本並提升設計效率。具體表現在：
（1）早期概念階段：設計人員可以利用 CAE 模擬技術測試初始概念並尋求初始引數的最佳解，從而獲得可靠的初步設計方案；
（2）產品建模階段：設計人員可以通過 CAE 模擬技術對模型形態及效果進行觀測，從而對模型進行不斷改進；
（3）產品製造階段：以 3D 列印為代表的增材製造與 CAE 模擬技術的結合將有助於確保成品擁有最佳形狀，同時確保精確度、低成本以及隨著時間推移而具有一致性；
（4）產品使用階段：設計師可以使用 CAE 模擬技術對產品的壓力、使用時間進行分析測算產品的抗壓性或使用壽命等重要效能。
2.3. CAM：加工設計
CAM 全稱為 Computer-aided manufacturing，即計算機輔助製造。當產品設計已完成 CAD、CAE 及相關理論及實驗相關驗證後，即進入製造環節。在數字化生產的大背景下，CAM 可直接利用簽署環節生成的三維模型用於生成驅動數字控制機床的計算機數控程式碼，包括選擇工具的型別、加工過程以及加工路徑。CAM 是與製造環節最為接近的軟體，並具備一定的軟硬結合特徵。
與幾何模型的資料互動是 CAM 核心之一。在部分應用中，CAM 與 CAD 實現整合，如MASTERCAM 等。CAM 軟體的核心技術之一是要解決 CAD 資料交換的問題，因為生成資料的 CAD 系統就像文書處理軟體那些經常按照它自己的專有格式儲存資料。通過讀取 CAD幾何模型或自行建模，CAM 將輸出數控加工製造裝置所需的程式碼程式，並使用直接數字控制（DNC）程式將它傳送到加工機控制器上，或通過在插入加工機控制器所配臵的儲存卡插槽中讓控制器讀取。
2.4. 設計軟體的發展現狀及產業特點
2.4.1. 工業基礎設計軟體特性
產業在曲折中前進，或將迎來重要拐點。根據國家工信部執行監測協調局與中國電子資訊產業統計年鑑公佈的資料，中國研發設計類工業軟體產品發展速度高於整體行業增速。2012至 2017 年，研發設計類工業軟體收入年複合增長率為 26.75%，2017 年整體市場規模達到316 億元。工業基礎設計軟體仍在曲折中前進，早期體量有限，在 2018 年後外部不確定性加劇後，中中國產工業基礎設計軟體或將迎來拐點。
向細分工業應用場景的小微型軟體產品，並已運營多年。例如，美國 Los Alamos、Oak Ridge、Sandia 等國家實驗室內部具有大量的工業軟體研發團隊。同時，以國際上西門子、波音等為代表與國內以航天科工集團、中國船舶工業集團為代表的大型製造業均保有一定量的企業內部工業設計軟體。這些工業軟體研發團隊或通過國家科研經費輸血，或通過大型企業內部哺育，以“in-house”的內部發行模式存在，完成科研院所或企業大型專案的相關需求。
使用難度較福斯軟體高，相關培訓和解決方案也成為重要盈利途徑。工業基礎設計軟體與通用型軟體存在較大差異，在軟體使用上對經驗存在要求。由於工業基礎設計軟體面向以工程師為主的專業使用者群體，故而往往專注於功能，對圖形介面、人機互動等使用性上並未精細打磨，且產品文件往往不夠細緻。因而，在工業界出現軟體使用能力成為工程師核心競爭力之一的現象，而相關培訓和解決方案售賣也成為了工業軟體企業的盈利途徑之一。
工業設計軟體之間本身具備耦合性，相互之間的相容性極為重要。CAD、CAE、CAM 之間存在著廣泛聯絡，CAD 所設計的幾何模型是 CAE 和 CAM 進行物理模擬和製造加工的基礎資料，而伴隨後續流程中的反饋，也需要再次對 CAD 幾何模型進行迭代式修改。故而，三大工業基礎設計軟體對資料格式相容性具備一定要求。
既是壁壘也是門檻，工業慣性是工業軟體的挑戰與機遇。工業慣性是製造業所獨有的一種現象，即出於設計習慣、使用習慣等因素的考慮，製造業往往對於新產品、新設計、新工具持保守態度，而對維持原有生產設計流程更為積極，這一現象在航天、核能、軍工等對安全性要求較高的領域更為常見。因此，製造業出於工業慣性往往不樂於更換使用中的工業基礎設計軟體。在這一背景下，工業基礎設計軟體廠商開拓市場具備一定成本，但一旦成功進入則易於形成競爭壁壘。
2.4.2. 三大工業基礎設計軟體橫向對比
橫向對比，我們認為 CAD、CAE、CAM 三大工業基礎設計軟體表現出以下特點：
（1）CAD 軟體通用性最強，產品最為成熟。CAD 軟體是最早誕生的工業軟體產品之一，且本身與常規意義的通用軟體產品更為接近。CAD 所依託的技術主要來自計算機圖形學以及相關的行業應用背景知識，以 AutoCAD、Solidworks 為代表的 CAD 已發展得較為成熟，產品護城河逐步被削弱。
（2）CAE 軟體最為硬核，產品技術含量最高。CAE 軟體本身是數學、物理、計算機的交叉性產品，具備極高的技術含量。由於 CAE 涉及力、熱、電、光、磁等多種計算分析，又橫跨多個工業應用場景，本身具有一定的分化性。由於部分 CAE 軟體的稀缺性，高產品報價極為常見。CAE 對於基礎理論有極高的要求，專業人才是其核心，產品本身也仍處於發展演進過程中。
（3）CAM 與實際生產最為接近，和硬體產品繫結更為深入。CAM 是伴隨數控技術而來的嵌入式軟體，與數控機床裝置高度相關。部分 CAM 產品與數控機床實現了一體化，故而 CAM的整合值得關注。
3. 平臺軟體3.1. PLM：產品生命週期管理
PLM 全稱為 product lifecycle management，即產品生命週期管理。根據製造業巨頭西門子的定義，PLM 是整合大型企業資料、流程、商業系統和人的資訊管理系統。PLM 在上世紀八十年代由汽車工業提出，目的在於通過跟蹤工業設計及資料收集以降低浪費。PLM 本質上是設計軟體、管理軟體的集合平臺，實現工業產品由原型設計、製造生產、報價管理的產品生命週期全流程一體化解決方案。一個 PLM 系統平臺通常包含以下幾部分：
系統工程（SE）：系統工程專注於滿足所有需求，主要是滿足客戶需求，並通過涉及所有相關學科來協調系統設計過程，其中在 PLM 中的一個重要部分是可靠性工程。
產品專案管理（PPM）：專注於管理資源分配，跟蹤進度，為正在進行中的新產品開發專案計劃。PPM 是一種工具，可幫助管理人員在分配稀缺資源時跟蹤新產品的進度並做出權衡決策。
產品設計（CAX）：用於針對產品生命週期中的設計環節進行處理，本質上就是被整合到 PLM平臺上的設計軟體，包括 CAD、CAE、CAM 等。
製造流程管理（MPM）：定義如何製造產品的技術和方法的集合，主要用於原材料採購及生產計劃制定等。
產品資料管理（PDM）：專注於通過產品及服務的開發和使用壽命來捕獲和維護有關產品及服務的資訊，是 PLM 的重要組成部分。
3.2. MES：產品製造流程管理
MES 全稱為 Manufacturing execution systems，即製造執行系統。MES 在產品從工單發出到成品完工的過程中，起到傳遞資訊以優化生產活動的作用。在生產過程中，藉助實時精確的資訊，MES 引導、發起、響應報告生產活動，作出快速的響應以應對變化, 減少無附加價值的生產活動，提高操作及流程的效率。MES 保證了整個企業內部及供應商間生產活動關鍵任務資訊的雙向流動。
早在九十年代，市場上就產生了一系列具備 MES 雛形的產品。之後，MESA（國際製造企業解決方案協會）正式在 1992 年成立，並提出 11 項功能以定義 MES 範疇。2000 年，ISA（國際自動化協會）提出 ANSI/ISA-95 標準將之與 PRM 進行合併，並在 MES 的基礎上進一步提出 MOM（製造運營管理系統），使之包含生產執行、維護執行、品質執行、庫存執行四個方面共同服務於企業製造運作全過程，以豐富其內涵。
國內市場持續增長，軟體許可與服務收入齊頭並進。根據 e-works 相關統計，國內 MES 市場在 2014-2018 年保持穩定增長，市場規模增長至 33.91 億元，複合增速達到 20%。其中，MES 兩大領域——實施及服務、軟體許可齊頭並進，實施及服務在 2018 年市場規模達到20.04 億元，市場佔比為 59.1%，增長 23.9%；軟體許可在 2018 年市場規模達到 13.87 億元，市場佔比為 40.9%，增長 19.4%。根據 e-works 預測， MES 市場總體規模在 2020 年有望達到 48.5 億元。
3.3. 平臺軟體的發展現狀及產業特點
3.3.1. 平臺類軟體三大勢力
綜合分析市場上各類平臺類軟體，我們認為平臺軟體呈現出“三足鼎立”的競爭格局，主要包括：
（1）第一極：傳統制造業巨頭。傳統制造業巨頭為實現自身產業數字化升級，並對外推廣自身數字化解決方案，對作為資訊化主要承載的平臺軟體高度重視。目前，通用電氣為推廣智慧工廠所設立的子公司 GE Digital 已經推出了自己的 MES 產品 Proficy MES。國際電氣製造業巨頭 ABB 也推出了自己的 MES 產品 ABB Ability。相比之下，製造業巨頭西門子通過多次併購整合推出了 Siemens PLM。國際製造業巨頭施耐德電氣也於 2017 年通過 5.5 億英鎊反向收購設計軟體優質企業 AVEVA，入局 PLM 市場。
（2）第二極：工業設計軟體龍頭。工業基礎設計軟體作為平臺軟體的承載，相關廠商同樣是該領域的重要參與者，並已有部分廠商展開了平臺化軟體的延拓。例如，Autodesk 基於自己已有的 CAD 軟體經拓展推出了 Autodesk Fusion。國際 CAE 巨頭 ANSYS 基於旗下多款模擬軟體打造了 ANSYS PLM。
（3）第三極：ERP 等管理軟體廠商。平臺軟體作為面向工業研發、設計、製造全流程的工具，具備較強的工程管理屬性，因而也吸引了管理軟體廠商的參與。全球ERP軟體巨頭Oracle和 SAP 均推出了平臺軟體產品。
3.3.2. 平臺軟體的主要特點
通過產業調研，我們認為平臺軟體表現出以下特點：
（1）平臺類軟體邊界定義模糊，多種概念並行推進。平臺類軟體有三類企業參與，本身具備較大的行業差異，其推出的軟體產品往往具有鮮明的陣營屬性，如西門子的產品注重與生產製造環節的銜接，ANSYS 的產品注重對設計研發環節的把控，Oracle 的產品則更多從已有的 ERP 管理軟體進行工程場景拓展。由於參與主體陣營不同，平臺軟體往往在不同廠商之間存在定義上的差異，部分功能存在重疊。
（2）平臺類軟體部分體現為整套工業解決方案的打包。由於平臺類軟體是總括性製造管理平臺，底層的工業基礎設計軟體往往是其組成部分，因此通常以打包售賣的方式對外銷售。以 PLM 為代表，部分廠商的產品表現為對以 CAD、CAE 等基礎設計軟體為主的設計、工程管理軟體一體出售。
（3）平臺類軟體對工業體系依託提出一定要求。平臺軟體是企業資訊化轉型設計和製造層面的落地。平臺類軟體直接與各類工業網際網路對接，是企業資訊化轉型落地的主要手段之一。平臺類軟體由於需要在工業應用場景中實際落地，故而需要和多種工業裝置與工程師、生產者協同。因此，具備大型製造企業支撐的平臺類軟體具備一定的優勢。
4. 專項軟體4.1. BIM：建築業的資訊化“子集”
BIM 全稱為 Building Information Modeling，即建築資訊建模。BIM 是針對建築學、工程學及土木工程的新工具，利用數字技術支撐的對建築環境的生命週期管理。BIM涵蓋了幾何學、空間關係、地理資訊系統、各種建築元件的性質及數量，可以用來展示整個建築的產品生命週期，包括了興建過程及營運過程。提取建築內材料的資訊十分方便，建築內各個部分、各個系統都可以呈現出來。美國建築師學會進一步定義 BIM 為一種“結合工程專案資訊資料庫的模型技術”。它反映了該項技術依靠資料庫技術為基礎。將來，結構化的檔案如規格能夠被輕易搜尋出來並且符合地區、國家及國際標準。
誕生自 IT 產業發展早期，被 Autodesk 發揚光大。BIM 軟體最早在 1970 年代末和 1980 年代初就出現，包括一些工作站產品，如 GLIDE，RUCAPS，Sonata 等。2000 年後，Autodesk開始推廣結合自身 CAD 產品推出的 BIM 概念，並逐步擴大影響力。根據 Autodesk 定義，BIM 指建築物在設計和建造過程中，建立和使用的"可計算數字資訊"。這些數字資訊能夠被程式系統自動管理，使得經過這些數字資訊所計算出來的各種檔案，自動地具有彼此吻合、一致的特性。簡而言之，BIM 可以認為是引數化的建築 3D 幾何模型，幷包含了所有建築構件所包含的資訊，例如建築或工程的資料。BIM 能夠自動計算出查詢者所需要的準確資訊，諸如建築的平面圖、立面、剖面、詳圖、三維立體檢視、透檢視、材料表或是計算每個房間自然採光的照明效果、所需要的空調通風量、冬、夏季需要的空調電力消耗等等。
4.2. EDA：晶片設計的“畫圖工具”
EDA 全稱為 Electronic Design Automation，即電子設計自動化。EDA 通過計算機軟體來完成超大規模積體電路（VLSI）晶片的功能設計、綜合、驗證、物理設計等流程的設計。EDA軟體可協助工程師實現對邏輯的編譯化簡、分割、佈局和優化，完成電路及效能分析、版圖設計等複雜的 IC 分析及設計過程，大幅提升分析效率和設計靈活性。對於超大規模數位電路，相關佈線優化、關鍵基礎結構智慧識別及處理等功能，可顯著提升版圖設計效率。
EDA 軟體重要性持續提升，目前在全球範圍內基本形成三巨頭並立的局面。在電子設計自動化出現之前，設計人員必須手工完成積體電路的設計、佈線等工作。到了 1970 年代中期，在積體電路逐步複雜化的背景下，將整個設計過程自動化，並在 1980 年代逐步通過程式語言來進行晶片設計的新思想。隨著計算機模擬技術的發展，設計專案可以在構建實際硬體電路之前進行模擬，晶片佈局、佈線對人工設計的要求降低，而且軟體錯誤率不斷降低。從 1981年開始，電子設計自動化逐漸開始商業化。長期以來，EDA 軟體全球市場主要由鏗騰電子（Cadence）、新思科技（Synopsys）和明導國際（Mentor Graphics）三家主導。隨著半導體第三次產業轉移的持續深化，中國 EDA 軟體市場逐步被啟用，有巨大的提升空間。
4.3. 專項軟體的發展現狀及產業特點
本身處於高度非標準化行業。專項軟體多數源自於通用型工業軟體，如 CAD、CAE 等，後逐步演變拓展成為獨立的專項工業軟體產品。專項軟體之所以能獨立為單獨的領域，主要由於建築業、半導體行業等存在大量與傳統制造業研發、生產流程不同之處。由於難以從通用化工業軟體直接進行復刻，非標準化行業的工業軟體逐步演化為專項工業軟體，並實現了基礎設計軟體與上層平臺軟體的縱向融合。
高護城河保障其穩定經營能力。由於專項軟體所面對的行業應用場景具備非標準化特性，其行業解決方案往往具備一定獨特性。因此，專項軟體在所在領域中體現出高護城河特性，可以有效規避與通用型行業軟體進行競爭。
行業性利好提供續航動能。專項軟體實現了在某一工業應用細分場景的下沉，從而降低了與通用型工業軟體市場的共振。因而，除有機會享受工業軟體整體的行業性紅利外，還有機會在相關行業獲得扶植時獲得發展機遇。2020 年 7 月 27 日，國務院釋出《新時期促進積體電路產業和軟體產業高品質發展的若干政策》，將有效促進以 EDA 為代表的專項軟體發展。
5. 中國工業軟體之命運：敢問路在何方？5.1. 工業軟體：自主化箭在弦上
“Matlab 事件”拉響工業軟體自主化警報。2020 年 6 月 12 日，包括哈工大、哈工程在內的多所國內著名工科院校被傳出禁止使用著名工程軟體 MATLAB。我們曾在 2019 年 5 月 26日的報告《開源：免費的午餐？》中詳細分析過美國針對開源託管平臺出口限制對中國軟體產業所帶來的潛在影響。本次“MATLAB 禁令”事件是在此基礎上，管制進一步向商業軟體領域滲透的表現。Matlab 是工業設計及科研活動中極為常見的一款工程軟體，“MATLAB 禁令”暴露出了中國製造業及學術界對國外工業軟體高度依賴。我們認為，本次“MATLAB 禁令” 事件進一步暴露出了工業軟體存在的出口管制風險，為工業軟體自主化拉響警報。
人民日報發聲，彰顯工業軟體自主化重要性與緊迫性。2020 年 6 月 26 日，人民日報刊文《壯大中中國產工業軟體》，文章指出，中國正加快推動由製造大國向製造強國轉變，作為智慧製造的關鍵支撐，工業軟體對於推動製造業轉型升級具有重要的戰略意義，並倡導要壯大中中國產工業軟體。
包括 CAD、CAE、CAM 在內的硬核基礎軟體是工業設計及製造流程中不可或缺的環節，而當下中國相關領域主要由國際工業軟體龍頭廠商所把持。例如，CAD 市場主要被 Autodesk旗下的 AutoCAD、達索旗下的 Solidworks 佔據，CAE 市場中國際巨頭ANSYS 也佔有一定的份額。而以“Matlab 禁令”為代表的事件表明硬核基礎工業軟體在面對外部不確性時存在很大風險，極易形成“卡脖子”局面。我們認為，在外部不確定性持續加劇的背景下，工業軟體有望迎來中中國產化良機：
（1）工業軟體流通範圍狹窄，面臨風險大於通用軟體。不同於類似於 Office、Photoshop之類的通用軟體，工業軟體完全面向 B 端製造業使用者。同時，由於工業軟體細分領域較多，且往往以製造業集團為單位進行採購，所以工業軟體本身的傳播範圍比較狹窄，使用者數量相較通用軟體更為稀少。考慮到工業軟體的使用往往需要配合相關服務，對工業軟體的使用進行限制相比通用軟體更為易於實現。
（2）“一帶一路”是中國製造走出去的路徑，工業軟體的自主化是其推廣的保障。中國在 2013年提出“絲綢之路經濟帶”和“21 世紀海上絲綢之路”，以期逐步加強對外合作，使中國製造走出去。工業軟體是現代工業研發、設計、生產的必需品，其軟體授權的合法性是對中國製造對外出口規避法律風險的重要因素之一。在面對外部不確定性的背景下，工業軟體的自主化能夠為中國製造順利出口解決潛在障礙。
5.2. 中國工業軟體市場的主要參與者
根據產業調研，我們對現有的中中國產化工業軟體廠商進行了詳細梳理，並將其按照設計軟體、平臺軟體、專項軟體進行了分類：
通過對工業軟體中中國產化廠商的梳理與對比，可以發現中國工業軟體市場格局呈現出以下特點：
平臺軟體發展良好：平臺軟體位於整個工業軟體體系的最上層，本質上是對底層設計軟體整合後附加流程管理功能的平臺系統。由於平臺軟體與管理軟體更為接近，國內相關廠商已具備多年的技術儲備，整體中中國產化程度較好。目前，以寶信軟體、鼎捷軟體、賽意資訊等為代表的中中國產化廠商已在積極開拓市場。
專項軟體有所作為：專項軟體獨立於整個工業軟體體系，可以認為是在具體非標準化細分領域的“袖珍版”設計+平臺套裝。目前，以廣聯達為代表的中中國產化廠商已在 BIM 領域形成了競爭優勢，並有望在建築業巨大的體量下獲得進一步發展。在中國半導體產業中中國產化需求激增的背景下，以華大九天、芯願景為代表的 EDA 廠商也有望迎來歷史性機遇。
設計軟體高度稀缺：設計軟體位於整個工業軟體體系的最底層，可以認為是工業領域的“基礎軟體”。設計軟體較高的技術難度以及高昂的研發成本限制了國內企業的發展，併為Autodesk、達索、ANSYS 等公司佔據市場乃至壟斷行業標準帶來便利。目前，中國從事CAD/CAE/CAM 等核心設計軟體的廠商仍然較為稀缺，中望軟體、英特模擬、柏楚電子等少數公司是其中的代表。
5.3. 中國工業軟體的前進動力
5.3.1. 存量：硬核底層軟體中中國產化越發緊迫
中中國產化浪潮為工業軟體自主化注入強心劑。為保障中國 IT 基礎設施的安全性，信創已在黨政和重要行業中快速推進。目前，信創主要集中於晶片、儲存等硬體基礎設施及作業系統、資料庫、中介軟體等基礎軟體。事實上，面向航空、能源、電力等領域的製造業企業以國有企業為主，而這一群體也同時是工業軟體的主要客戶群體。在 IT 中中國產化浪潮下，中中國產化工業軟體有望迎來發展良機。
中國製造為工業軟體自主化構建戰略依託。根據產業調研，工業軟體中多個產品呈現出研發投入高、盈利週期長、行業需求分化的特性。因而，龐大的製造業體量是工業軟體落地、生存、發展的前提。2018 年，中國工業增加值為 31.71 萬億元，龐大的規模為工業軟體中中國產化發展提供了土壤。相比於國際工業軟體巨頭的收入體量，國內工業軟體廠商具備很大的提升空間。
5.3.2. 增量：頂層規劃為智慧製造產業升級指明方向
中國製造 2025 將近，智慧製造需求迫切。2015 年 5 月 19 日，國務院正式釋出《中國製造2025》，作為實施製造強國戰略的第一個十年行動綱領。《中國製造 2025》提出推進資訊化與工業化深度融合，將智慧製造作為主攻方向，推進製造過程的智慧化轉變。目前，時間節點距離第一步“到 2025 年邁入製造強國行列”越來越近。根據工信部《智慧製造發展規劃（2016-2020 年）》，2015-2022 年，中國智慧製造裝備銷售收入年複合增長率達 21.22%。
到 2020 年，產業銷售收入將超過 3 萬億元，到 2022 年，產業銷售收入將接近 4 萬億元。其中，製造業重點領域企業數字化研發設計工具普及率超過 70%，關鍵工序數控化率超過50%，數字化車間/智慧工廠普及率超過 20%。同時，《智慧製造發展規劃（2016-2020 年）》專欄 2“智慧製造關鍵共性技術創新方向” 提出，“加快研發智慧製造支撐軟體，突破計算機輔助類（CAX）軟體、基於資料驅動的三維設計與建模軟體、數值分析與視覺化模擬軟體等設計、工藝模擬軟體，高安全高可信的嵌入式實時工業作業系統、嵌入式組態軟體等工業控制軟體，製造執行系統（MES）、企業資源管理軟體（ERP）、供應鏈管理軟體（SCM）等業務管理軟體，嵌入式資料庫系統與實時資料智慧處理系統等資料管理軟體。到 2020 年，建成較為完善的智慧製造技術創新體系，一批關鍵共性技術實現突破，部分技術達到國際先進水平；核心支撐軟體市場滿足率超過 30%。”我們認為，伴隨著規劃期臨近以及中國製造 2025 加速衝刺期的到來，中中國產工業軟體進入黃金髮展期。在這一過程中，伴隨中國製造智慧化轉型對資料管理需求的提升，平臺類軟體或最為受益。
5.3.3. 變數：網際網路是潛在的參與者
網際網路公司對進入工業應用領域保持濃厚的興趣，工業軟體是其切入路徑之一。2018 年以來，網際網路行業已普遍認為進入了下半場，以阿里、騰訊、位元組跳動為代表的網際網路公司紛紛推出了釘釘、企業微信、飛書等面向 B 端的產品。從國際上看，亞馬遜、谷歌、微軟等一線公司分別對工業網際網路展開佈局，包括開發工業物聯網應用、收購工業 AI 企業、吸納了石油天然氣與電力領域人才。國內方面，阿里、騰訊、華為等巨頭也紛紛依託於自身的雲平臺展開了對工業網際網路業務的佈局。通過對工業網際網路產業的調研，我們發現以下案例，並認為工業軟體可能成為網際網路企業進軍工業網際網路的戰略跳板：
（1）亞馬遜 AWS 推出工業軟體能力合作伙伴計劃。AWS 工業軟體能力合作伙伴計劃由 APN諮詢和技術合作夥伴組成，可提供支援產品設計、智慧工廠、智慧產品、製造中的 SAP 和供應鏈的解決方案。APN諮詢合作伙伴為工業企業提供諮詢服務，APN技術合作夥伴對 AWS雲上的工業軟體有著非常深厚的理解。這些 APN 合作伙伴提供的解決方案使流程和離散型製造行業中的公司能夠提高產品創新的速度，同時降低生產和運營成本。目前，該計劃已包含 Autodesk、西門子等.
（2）工業軟體巨頭 ANSYS 與微軟 Azure 雲展開合作。國際 CAE 設計軟體巨頭 ANSYS 在2016 年宣佈與與微軟 Azure 雲展開合作，將其旗下 CFD 軟體 Fluent 與微軟 Azure 雲的大資料計算技術進行結合，從而加快軟體的工程問題模擬計算速度。同時，通過軟體雲化規避掉底層系統所產生的運維問題。
（3）國內雲平臺巨頭紛紛展開對工業軟體的支援與相關優化。阿里雲彈性高效能運算 E-HPC對開源工業軟體 OpenFOAM、GROMACS、LAMMPS、WRF 進行了支援。華為鯤鵬雲則對氣象、製造等近 20 款工業軟體提供移植指南及服務。在國內雲廠商加快佈局工業網際網路的背景下，對工業軟體的支援是其推廣工業網際網路的有效手段之一。
5.4. 中國工業軟體的前景展望
縱向統一整合大勢所趨，橫向多元合作將長期存在。目前，國內工業軟體中小廠商林立的現象仍然存在，而以設計軟體為代表的工業軟體由於需要保持較高的研發投入，縱向整合是發展壯大的趨勢，橫向的多元合作將長期存在：
（1）參考國外市場，工業軟體“自研+併購”縱向整合做大是常態。以 ANSYS、達索為代表的國際工業軟體龍頭曾多次開展併購，ANSYS 收購了 CFD 領域優質軟體專案 FLUENT來鞏固自身在 CAE 行業的地位，達索併購了三維設計優質軟體專案 Solidworks 以增強自身在 CAD 行業的實力。目前，各類工業軟體在各細分領域均存在 1-2 家龍頭企業，實現了縱向整合。然而，儘管包括達索、西門子在內的大型企業均嘗試實現縱向“自研+併購”打通全產業，至今為止尚未存在一家工業軟體龍頭公司能夠涵蓋並制霸橫向全部細分領域。
（2）縱向整合是市場的自發現象，橫向統一則需要一定力量推動。由於以設計軟體為主的工業軟體往往需要較高的研發投入，如果產品過於專注於某一具體應用場景，相關廠商容易出現經營風險。因此，縱向收購往往是大量中小團隊在面臨經營困難時所面臨的必然選擇。然而，一旦細分領域出現龍頭，則可以保證其盈利能力。鑑於工業軟體各細分領域的強壁壘特性，若有廠商需要實現橫向全領域縱向打通，則需要投入較大的財力和時間。
6. 中中國產代表企業“Matlab 事件”拉響工業軟體“卡脖子”的警報，自主可控箭在弦上。人民日報發聲，彰顯工業軟體自主化的重要性與緊迫性。在外部不確定性加大的背景下，工業軟體迎來歷史性發展機遇。建議重點關注鼎捷軟體、用友網路、廣聯達、寶信軟體、柏楚電子、能科股份、賽意資訊、中望軟體（擬上市）、中控技術（擬上市）等。
7.總結： 工業軟體：中國製造向“智”造升級的利刃。工業軟體是製造業的資訊化利刃，是聯絡傳統工業生產與現代資訊化的紐帶。作為智慧製造的承載，工業軟體已深度融入工業設計及製造流程。工業軟體也是工業網際網路產業規模擴張的核心驅動力之一。全球工業軟體市場規模龐大，中國工業軟體市場高速發展。政策層面，新工業化在全球起此彼伏；產業層面，軟體數字化設計已融入現代製造業骨髓。
根據工業軟體的應用層級及產品通用性，我們將工業軟體劃分為設計軟體、平臺軟體、專項軟體。中國工業軟體市場組成呈現出平臺軟體發展良好、專項軟體有所作為、設計軟體高度稀缺的特點：
1、設計軟體。設計軟體主要包括 CAD、CAE、CAM 三部分，分別針對圖紙設計、物理設計、加工設計三大環節。其中，CAD 軟體通用性最強，產品最為成熟；CAE 軟體最為硬核，產品技術含量最高；CAM 與實際生產最為接近，和硬體產品繫結更為深入。
2、平臺軟體。平臺軟體主要包括 PLM、MES 兩部分，分別針對產品生命週期管理和產品製造流程管理。平臺軟體有傳統制造業巨頭、工業設計軟體龍頭、ERP 等管理軟體廠商三方參與，呈現出“三足鼎立”的競爭格局。
3、 專項軟體。專項軟體主要包括 BIM、EDA 等，主要針對建築業的資訊化、晶片設計等特定工業領域。專項軟體本身處於高度非標準化行業，高護城河保障其穩定經營能力，行業性利好提供續航動能。
縱向的統一整合勢在必行，橫向的多元合作將長期存在。存量方面，中國工業軟體的中中國產化需求迫切；增量方面，上層管理軟體為智慧製造產業升級添磚加瓦；同時，網際網路公司是潛在的入局參與者，為行業發展提供了變數。未來中國工業軟體縱向的統一整合勢在必行，橫向的多元合作將長期存在。（安信證券）