中國工業軟體失落的三十年這裡的黎明靜悄悄

關注風雲之聲提升思維層次

導讀

對於中國工業來說，工業軟體豈止是短板，已經是「斷」板，是「斷」命之板。一邊是差距增大，一邊是國際頂級CAE公司一年研發=我國15年的全部投入。當許多人都在沉迷工業互聯網、人工智慧、大數據來推動製造業轉型升級的時候，沒有人意識到這些概念如果脫光了一層一層衣服，最內核的就是工業軟體。發展自主的高端CAD、CAE軟體，已經成為人們心中認定的不可能之事。

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放冷箭卻受到國家資助

2018年 7月底，數百名電子工程師在舊金山狂歡。美國國防部主導的「電子復興計劃ERI」的首次峰會，在這裡拉開帷幕，並為「電子復興五年計劃」，選出了第一批入圍扶持項目。

在這裡，最為扎眼的是一家電子設計軟體EDA的公司，一方面它獲得了最高的資助，另一方面它是該類別扶持項目中唯一公司。

入選機構

正是這個CADENCE，在4月份率先響應美國商務部號召，對中興搶先表態、發出冷箭。

而這次，這家美國電子設計軟體巨頭，再次獲得國防部2400萬美元撥款。

而此刻中興恢復生產了，晶元解禁了。實際上，很少有人知道，儘管中興每年進口六七十億美元的晶元，但如果採購名單上不過數百萬的電子設計軟體被停用，那上百億的晶元都不過是硅土。

這就是工業軟體的厲害之處。這才是中國製造業最大的短板。

當智能製造和工業4.0的目標越來約聚焦在數字化設計、數字化工廠和數字運營服務的時候，「數字建模和模擬」再次成為一切數字化工業背後最為閃耀的明星。最為重要的研發設計領域的兩個軟體工具，CAD（計算機輔助設計）和CAE（計算機輔助模擬），成為中國信息化最熟悉、然而現在看上去卻是最為瘸腿的領域。

CAD的一個常見應用是畫戶型圖

此一刻，我們發現，中國在數字建模與模擬領域的建樹，跟國外工業軟體相比，簡直不值得一提。

中國的工業設計軟體，曾經走過什麼樣的歷史？

一段艱難起步的小日子

二十世紀八十年代初，中國人對工業軟體的認識幾乎是零。伴隨著昂貴的IBM大型機、VAX小型機、Apolo工作站的引入，上面附帶的某些CG、CAD軟體，這樣工業軟體算是嶄露頭角。

最早能引進這些昂貴的計算機硬體的有實力的研究所或高校，也就由此開始了模仿和開發工業軟體的征程。當然早期開發的軟體，大多數是二維CAD繪圖軟體，能開發三維造型軟體的單位比大熊貓的數量要少兩個數量級。

曾經有過一段還算不錯的小日子。從「七五」到「十五」（1986-2005），國家對於國產自主工業軟體一直是有扶持的，當時主要的扶持渠道是國家機械部（機電部）的「CAD攻關項目」、國家科委（科技部）的「863/CIMS、製造業信息化工程」。

國家機械部、國家科委早期重點支持的是二維CAD，後來發展到簡單實用的「兩甩」，即甩圖板、甩賬本。對於技術難度不算太高的二維CAD的扶持，還是取得了一些成效的，出現了高華CAD、CAXA電子圖版、開目CAD、浙大大天CAD、山大華天等一批軟體產品。即使在開發難度比較大的三維CAD領域，也出現了北航的熊貓CAD系統（後來的金銀花）等。

此後國家機械部逐漸淡出對CAD的支持，而由國家科技部接手，彼時863項目聲名大噪，國產CAX軟體公司也跟著頗有斬獲。一個二維CAD軟體小陽春的局面呼之欲出。

而在CAE領域，也出現了一個百花齊放的大好開局。上世紀80年代後期。以北航、清華為代表的一批高校和科研人員開始做相關的軟體開發。這些人中，以唐榮錫老師、孫家廣老師、梁友棟老師、周儒榮老師為代表，成為國內第一代從事CAD軟體開發的標誌人物。隨著CAD/CAE軟體在製造業的推廣普及，清華大學、浙江大學、華中科技、大連理工等一批高校和中科院、航空航天等一批院所先後開展CAD/CAE軟體自主研發，取得了一些研究成果，包括中科院的飛箭、鄭州機械所的紫瑞、大連理工的JIFEX、中航的APOLANS、HAJIF等商業化和大企業自用軟體。

一時間也是熱鬧。

一次悄無聲息的CAD調包

從「十五」和「十一五」開始，科技部對研發設計軟體的重點支持，轉到了三維CAD。而在「十二五」（2011年）以後，中國的信息化開始走兩化融合的道路，該工作轉由工信部負責，863合併到國家重點科技研發計劃中，科技部也不再分管信息化工作。這是一個重要的分水嶺。由於工信部並不對認為屬於基礎科研的工業軟體研發進行補助，國家對三維CAD研發的資金投入幾乎沒有了。

工信部從分管工作而言，不能直接以資金支持企業研發的，只能通過搞兩化融合支持企業上信息化，通過試點示範和兩化貫標等方式，給企業補貼，重點支持對象的是製造業企業。國產工業軟體研發公司則基本得不到直接的支持，變成了「姥姥不疼舅舅不愛」的苦孩子。通過企業應用拉動信息化建設，推動了製造業信息化的普及，也培養了一批人才，但它也帶來的一個間接的後果，即國家補貼的大量兩化融合資金都去買了國外工業軟體。

如果從CAD產業發展來看，可以說CAD被無聲無息地被調包了。自此以後，近十年來，國家部委層面幾乎再也沒有明確的資金投入支持國產自主CAD/CAE軟體了。

《自主CAE涅槃》一書中提到，在上世紀80年代，中國的CAE發展也是自成一派。具有諷刺意味的是，隨著CIMS如火如荼的發展、帶來的並非是自主工業軟體的崛起，而是國外工業軟體的長驅直入，而隨後兩化融合的大舉投入，國外工業軟體愈加興旺發達，此時正是三維CAD開始勃發，CAE開始更加發力的時候，中國自主軟體則步步後退。在高端CAD領域，PTC、UG（現在屬於西門子）、CATIA已經確立了壟斷的位置，中低端的Solidworks、Autodesk、SolidEdge則牢牢把手。中國的CAD、CAE都潰不成軍。以CAE為例，當年一款飛箭軟體以其獨到的有限元模擬語言，獨樹一幟。但在多年尋求商業化而無果的境遇下，目前儘管已經更名成元計算，但仍然尷尬地掙扎著，空有好技術卻被擱於冷倉。

而在最近幾年，當工業4.0變成德國的國家名片,智能製造到了舉國熱浪的階段，人們重新認識到，工業軟體在其中舉足輕重的作用。然而，中國曾經有過起步發展的CAD/CAE軟體，卻早已經陷入「失去的三十年」。

德國的工業4.0

一筆CAE研發投入的小賬

隨著整個設計研發數字化技術主流的發展轉向三維CAD/CAE一體化，由於國家對此重視不足，整個行業對三維CAD/CAE的資金投入強度一直非常低。在十五、十一五期間，在三維CAD軟體研發方面的總投入大概是4000-5000萬的規模，CAE則主要通過國家自然基金委有一些面上的項目，一年可能有一千萬左右的投資弱度。再加上十二五搞兩化融合的一些間接性的促進，估計在三個五年計劃之中，國家對三維CAD/CAE等核心工業軟體研發的投入強度不足2億人民幣。

國家投入的這些資金與國外軟體廠商的投入相比,可以直接被瞬間碾壓。全球最大的CAE模擬軟體公司Ansys2016年在研發的投入強度為3.5億美元，大約為20億人民幣。

這個等式是這樣的：

一個CAE公司一年研發=一個國家15年的全部投入

換言之，國外一個CAE模擬軟體公司一年的研發投入，相當於中國政府在三個五年計劃（十五、十一五和十二五）在三維CAD/CAE軟體研發方面投入總和的10倍。考慮到這是一家公司持續十多年年的集中投入，而我國政府項目是採用了分散的撒胡椒面方式，更加凸顯出美國和中國在軟體投入上的差別之巨大。

一份不曾上交的答卷

美國的國家戰略一直把「數字化建模和模擬」作為核心戰略。美國幾乎每年都有新報告，遞交到美國高層，反覆強高調「建模與模擬」的技術。這也得到美國政府積極的回應和普遍的重視。

幾十年來，美國產業界從來沒有停止過吶喊，也從來沒有停止過行動，從1995年開始加速數字化建模和模擬創新戰略，到2005年布希的報告提出計算科學，到2009年依靠建模和模擬，到2010年高性能計算談到建模和模擬，以及到現在先進位造夥伴計劃，都是在圍繞著工具模塊化和開放式的平台。2014年美國總統科技委員會確定的11個關鍵領域有一個打分，根據對國家的影響等指標，這其中，可視化、信息化和數字製造是三大關鍵領域之一，這裡面都是圍繞著數字化建模和模擬。而在最新的美國製造業創新網路NNMI，跟智能製造最相關的兩個創新中心，一個是數字化的設計與製造，一個是清潔能源的智能製造。無論是國防部牽頭，還是能源部牽頭，基本上都是圍繞著數字化建模和模擬這個核心技術。

然而在中國，核心自主工業軟體，從來未曾得到高層的重視。

借鑒美國總統科技顧問委員會給總統辦的報告，中科院在2006年的時候曾經給國務院上交過一份報告；緊接著科技部有一個香山會議，會後報告也往上呈交，但基本上都是沒有下文。2010發改委在做「十二五」規劃的時候，當時說要討論CAE的發展，後來還是不了了之。以後還有多次人大代表做提案往上呼籲，但高層決策者似乎從來沒有真正地認為核心自主工業軟體有多重要。

一晃多年過去，而在今年，中興事件意外捅開了一個窟窿。晶元的重要性，軟體的重要性，終於成為裘衣鮮鞍下面的黑窟窿。

此一刻，我們才發現，自主CAD/CAE的國家報告，從來未曾得到重視，這是「一份從來沒有上交的答卷」。

刻骨銘心的工業誤判

工業軟體的本質是工業品。它從來都是工業的結晶，而非IT的產物。工業軟體是工業化長期積累的工業知識與訣竅的結晶，是工業化進程的不可缺少的伴生物。而在中國，很多時候，它卻被簡單地認為更多是IT軟體屬性，跟其他管理軟體、甚至互聯網一起發展。這是一個天大的誤判。

而且，這個誤判對製造業的發展而言，是一個致命的誤傷。如今西門子、GE、施耐德等工業巨頭都在拚命併購軟體，打造軟硬一體化的公司。僅就代碼行數而言，世界上最大的軟體公司，不是微軟，不是 SAP，而是製造業的翹楚、全球最大的軍火商洛克希德馬丁公司。

時至今日，每一件工業品，幾乎都是工業軟體的結晶，每一台裝備，離開了軟體都不能運行。但是，每一種國外工業軟體裡面究竟有什麼，卻是誰也說不清。這是一個失控的數字世界。貌似強大的「中國製造」，恰恰就是站立在失控的工業軟體的數字世界之顛。

對於中國工業來說，工業軟體豈止是短板，已經是「斷」板，是「斷」命之板。

黎明靜悄悄

伴隨著數字化、網路化和智能化的深入發展，中國正在向智能製造迅速轉型。中國製造業缺少核心工業軟體，將是一柄達摩克利斯之劍，長懸於中國製造之項頂。沒有自主核心工業軟體的支撐，中國製造強國只能是一夢之醉。

而此刻，整個行業卻呈現可怕的沉默。當許多人都在沉迷工業互聯網、人工智慧、大數據來推動製造業轉型升級的時候，沒有人意識到這些概念如果脫光了一層一層衣服，最內核的就是工業軟體。更可怕的是，人們連吶喊的力氣都沒有了。發展自主的高端CAD、CAE軟體，已經成為人們心中認定的不可能之事。

而美國電子復興計劃ERI中，工業設計軟體仍然是穩穩噹噹的受益者。美國國防部高級預研局DARPA官方資料顯示，在2018財年，將有2.16億美元的資金流入電子復興計劃。在前面提到的峰會上，世界電子設計軟體EDA的三大巨頭的Synopsys也獲得610萬美元。

美國國家對軟體的扶持，可謂直截了當。