软件定义制造已成大势。“无智能，不产品”成为企业产品创新迭代的目标。应用驱动叠加技术驱动，工业软件正加速创新，云化、平台化、生态化等特征明显。
近期，工业软件创新应用论坛暨2022中国（天津）工业APP创新应用大赛颁奖仪式线上举行。经过角逐，大赛产生了工业APP助力企业数字化转型赛、工业APP助力双碳发展赛等四大赛道以及工业APP流量王获奖名单，27个获奖作品、5名流量王在会上公布。
会上，专家认为，软件是知识与文明的载体，工业软件赋能实体经济，而工业APP是工业软件发展的新形态，工业互联网平台与工业APP互为促进。与此同时，工业软件作为“卡脖子”领域，在云原生、工业互联网平台、低代码、开放场景等多重因素驱动下，自主工业软件正呈加速创新态势。
价值：赋能实体经济，改变工业发展进程
工信部信发司副司长王威伟说，工业软件作为工业技术和知识程序化封装的产品，承载了供需双方共同的智慧，在赋能实体经济，推动数字经济纵深发展方面，发挥了强大的驱动作用。
中国工程院院士谭建荣主要从事数据建模与虚拟现实、数字设计与智能制造等方面的研究，他指出，工业软件具有四个特点：
一是渗透性，工业软件渗透到工业领域的各个环节、各个要素，是工业体系中的“血液”和“神经”。二是融合性，嵌入到工业产品和硬装备之中，与业务流程紧密结合，成为工业装备中不可或缺的要素。三是工程性，按照工程流程的要求，以构建生产线的方式，建立工业活动的软装备。四是支撑性，全面支撑研发设计、生产制造、经营管理等工业活动。
一般而言，工业软件大体分为两类，一是嵌入式软件，二是非嵌入式的软件。嵌入式软件，是嵌入在控制器、通讯、传感装置中的采集、控制、通讯等软件。非嵌入式软件，指安装在通用计算机或工业控制计算机中的设计、编程、工艺、监控、管理等软件。
例如，工业软件嵌入到工业产品，提升了产品生产过程的数字化、网络化、智能化水平。软件应用到工业生产活动中，产生了新的业务处理模式和业务协作方式。软件融入到工业装备中，增强了装备的数字化能力，形成了新型的工业装备。软件与工业技术融合，形成先进工业技术。
“工业软件嵌入到工业装备当中，使得机械化、电气化、自动化的工业装备具备数字化、网络化、智能化的特征，形成了新型的工业装备。现在可以说，新型的工业装备一定是硬装备+软装备，而软装备就是指工业软件。”谭建荣说。
多年来，工业软件渗透到工业产品、工业活动、工业装备、工业技术等各个环节，改变了工业的发展进程。例如，软件定义汽车，70%的创新来自汽车电子，60%的汽车电子创新属于软件创新；软件定义手机，智能手机的核心差异化主要体现在操作系统和应用软件，直接影响用户体验。
趋势：技术驱动下工业软件加速创新
软件成为体现产品差异化的关键，应用是工业软件发展的一大驱动力。与此同时，互联网、大数据、云计算以及人工智能等新一代信息技术的发展，推动着工业软件不断创新。谭建荣认为，工业软件正呈现出以下发展趋势：
一是工业软件的应用走向云端和设备端。工业软件的部署方式从企业内部转移到外部，从企业内部部署转向私有云、公有云以及混合云。
二是工业软件从销售许可证转向订阅模式。工业软件解构为工业APP。工业软件的架构从紧耦合转向松耦合，走向组件化、平台化、服务化，体现为PaaS+SaaS相结合，而PaaS平台是否强大，成为工业软件向云模式成功转型的关键。
三是工业软件的开发环境已经从封闭、专用的平台走向开放和开源平台。工业软件的运行平台从PC转向移动端。很多工业软件开发商选择了基于H5来开发适应Windows和多种移动操作系统的软件。
用友网络科技股份有限公司副总裁杨宝刚认为，工业软件云化、平台化和生态化趋势明显，而云化分为四种：
一是云化部署的工业软件，传统工业软件基本不做改造直接部署在云服务器上，供用户调用或下载使用。二是传统工业软件做简单改造，例如租户隔离、界面轻量化等。三是云化重构工业软件，基于云、智、大、物、移新一代信息技术，新型工业技术、新的管理模式，重新构建、创新传统工业软件。四是基于云原生技术架构，基于统一的技术平台、业务中台、数据中台、智能中台等开发的新型工业应用软件，称之为工业APP。未来的云化工业软件，主要指的是工业APP。
云化工业软件的核心，是基于互联网运行。数据云端存储，而互联网的本质是连接，通过连接可以实现协同，协同提升效率，通过连接，可以聚集资源，资源共享、复用可以降低成本。
杨宝刚指出，基于工业互联网的云化工业软件，要实现跨领域、跨组织、跨终端协同，因此所有APP的开发运行一定要基于统一的技术平台、业务中台、数据中台、智能中台等。只有这样才能实现底层数据链路打通，实现全产业链、全产品生命周期的连接。
“云化工业软件的背后，是强大的数据，而数据背后是多年积累的生态。建设软件生态，比开发平台和软件难度更大，时间更长，需要长期战略。”他强调。
共识：工业互联网平台赋能工业软件发展
可以认为，工业APP是工业软件发展的一种新形态。从内涵上，工业APP承载着工业知识、经验、方法、流程等技术要素。
一个共识是，工业互联网平台是工业APP发展的显性驱动力。工业软件的云化、平台化、生态化，其底座是工业互联网平台。
紫光云工业互联网首席架构师李大斌指出，工业互联网平台赋能工业APP的高质量发展，两者相辅相成。
首先，工业APP源自平台，服务于企业用户，因此是工业互联网平台的价值体现。平台需要为开发者提供支撑环境，各类模型组件，各类工业知识；反过来，工业APP会推动平台功能的完善，并提出相关的技术要求。
其次，工业APP改变了传统工业软件从研发到产品成熟再到市场推广的直线路径，演变为模块化的开发、平台化的管理、工业APP的组装，再到企业应用和市场推广的网状格局，这对工业互联网平台的开发协同环境、知识能力的积累、分层次的运营，提出了更高的技术能力和运营管理方面的要求。
再次，客户或开发者对工业APP使用提出了私有化部署、低成本有成效、平台易用易操作、组件模型质量高等要求，工业APP趋向于大平台、小应用，知识模型组件化，功能模块化，软件可解耦、可重构，部署及应用方式多样化，因此，工业互联网平台需具备相应的技术能力，如支持微服务架构，场景化的建模工具，容器化的部署能力，以及云技术的应用整合。
工业互联平台当前已形成了基础平台、区域平台和企业平台联动，这对工业APP的发展带来促进作用，但是对平台管理、技术架构迭代也带来一定挑战，平台需要考虑层级之间的联系，以及知识和功能怎么在层级之间传递。
2021年，云计算发展迎来一个新的拐点：云边协同催生了分布式云；行业数字化转型的深入，促使了云的建设从云优先向数优先的转型。这些趋势，推动工业互联网平台朝着分布式的模式在发展。
此背景下，工业互联网平台面向工业APP所提出的目标，有了另一个维度的建设思路，这就是分布式云，从工业IaaS层赋能平台及工业APP的发展。
李大斌提醒，这个过程中有两点需要注意，一是在工业APP的开发平台侧，低代码、零代码有一定的局限性，如面对一些复杂的业务逻辑，完全依靠低代码平台很难实现。二是工业APP开发安全及应用安全也是平台赋能的一个重点课题。
作为底座，工业互联网平台的能力决定了工业APP的能力。当前工业APP处于初级阶段或者过渡期，其发展在于如何聚知识、聚模型、聚开发者，这也是工业互联网平台运营的核心之一。李大斌指出，作为开发者平台方，需要转变两个思维：
一是按照开源化的思路、市场化模式推动工业APP开发平台的运营，开发者要本着共建、共享、复用的理念。平台和工业APP市场需要合理的市场化机制，对开发者和组件提供者提供应有的劳动价值保障，推动工业APP的良性生态发展。
二是开发模式的转变。当前很多软件开发人员对工业APP的开发模式，或者低代码的开发模式持观望态度，尤其在低代码、零代码这方面。资深的软件开发人员并不愿意从事低代码的开发。因此，传统代码和低价码还会并存很长一段时间。
对于如何推进云化工业软件也就是工业APP的发展，杨宝刚建议：一是以业务价值为导向，关注、借鉴，不断探索云化工业软件适用的重点业务领域和成功经验。二是研制和推广云化工业软件互联互通标准，促进云化工业软件的汇集，形成一体化而并非烟筒式的云化工业软件技术产品体系。三是开展软件应用的测试验证、状态监测，实现放心买、放心用。
挑战：研发设计类工业软件面临“卡脖子”三重锁定
当前，我国工业软件市场中，国外产品完全主导市场的现象比较突出。工业软件作为“卡脖子”领域，发展工业软件是国家意志。
据统计，中国工业软件市场规模约为1678.4亿元，只占全球总量的6%左右。我国作为全球第一大工业国，制造业约占全国总份额的30%，但是在工业软件方面占比相对较低。我国工业软件还比较弱，在6%全球市场份额的工业软件市场中，嵌入式软件占57.4%，信息管理类占17.1%，生产控制类占17%，研发设计类却只占8.5%。
工业软件“卡脖子”，主要卡在研发设计类工业软件。广州中望龙腾软件股份有限公司副总经理林庆忠认为，研发设计类工业软件面临着国外工业软件“卡脖子”的三重锁定：
第一重锁定是技术锁定，技术包含工业软件的共性关键根技术，也包含各类平台产品。以CAD产品为例，共性关键根技术包含三维几何建模引擎、几何约束求解引擎等，这些领域，关键技术都属于欧美。
第二重锁定是生态锁定。国外工业软件依托其根技术和平台的领先地位，发展根技术生态、产品平台生态、系统生态。大量的国内工业软件二次开发商、服务商寄生在国外技术及平台上，形成了庞大的生态实力。
第三重锁定是数据锁定。国外工业软件在国内市场的绝对主导，导致了国内用户基于国外工业软件产生了大量的历史数据，这些数据格式往往是封闭的、私有的，在国产工业软件发展过程中，不仅要突破技术和生态锁定，也要继承用户的历史数据。
随着数字化转型的推进，工业软件产业成为热点。国产工业软件企业为了突破国外工业软件的锁定，为解决“卡脖子”问题做了很多尝试，但呈现出小散乱重复“造轮子”、不合规使用国外开源等问题。
林庆忠认为，在中低端兜兜转转，解决不了技术、生态和数据的三重锁定，解决不了工业软件“卡脖子”问题。国产工业软件最紧急、最紧迫也是唯一的解题之道，就是走向高端。走向高端要做好4个层次的架构设计，缺一不可：
首先，根技术必须自主，没有自主的根技术，整个工业软件产业就是沙滩上的城堡，只要根技术一断供，整个产业就毁于一旦。其次，要有高质量的平台产品。再次，要建立面向多行业的解决方案。最后，推动产业建立基于国产根技术、平台产品和行业解决方案的产业生态系统。
林庆忠提出两点建议：一是我国战略性行业如大型央企和地方国企，要面向国产工业软件开放应用场景，合作共赢。只有工业和软件的充分融合，才能做出数字化转型的国产化底座。二是政策要扶大扶强，国产工业软件必须走高端化路线，才能最终解决“卡脖子”问题。
探索：工业软件自主可控是走向制造强国的必由之路
推动软件产业升级，提升工业软件自主可控水平，既是当前工业软件产业发展的着力点，也是难点。一批企业正在探索创新之道与破局之策。
数值仿真（CAE）软件用于计算机对工程和产品进行性能与安全可靠分析，对其未来的工作状态和运行行为进行模拟，及早发现设计缺陷，并证实未来工程、产品的功能和性能的可用性和可靠性。
在航空领域，飞机制造对CAE软件需求有独特的行业特点，必须要满足第三方质量（适航）要求，定制化程度高，不同型号间的软件迭代复用程度高，有条件形成系统性解决方案。
中国商飞上海航空工业（集团）有限公司总工程师、首席信息官李云峰指出，坚持以型号研制实际需求为导向，以专业+IT融合为基础，发挥新技术的后发优势如强调云原生，是公司推进自研工业软件的几个原则。通过瞄准局部替代，组建联合攻关团队开展关键求解器的研发等务实举措，中国商飞在该领域实现了CAE自主开发的创新突破。
天津信创海河实验室有四个研究方向，包括微处理器设计、基础软件、工业软件和高性能计算。在工业软件方面，实验室聚焦显示动力学数值模拟软件（CAE）的研发与推广。
国家超级计算天津中心主任、信创海河实验室副主任杨灿群介绍，实验室目前已经完成了软件2.0版本的研制，实现了几何建模、网格划分、物理条件定义、数值求解和结果分析一体化仿真流程，突破了多维度、多介质、多物理场精确高效仿真技术。目前该产品已进入应用推广阶段。他指出，信创海河实验室的目标，是做出一款通用CAE软件，能够实现国产化替代。
平台是工业软件的生态载体。建立工业软件，首先要建立一个强大的平台。用友在发展工业软件的同时，建立了自己的商业创新平台BIP，基于该平台在各个领域、各个行业都创建了很多工业软件和全栈解决方案。
中望软件在过去的24年的发展过程中，一直致力于CAD、CAM、CAE等系统的研发。近年来，中望软件树立了对标高端、生态共赢的战略方向。中望软件副总经理林庆忠说：“我们有信心能够承担工业软件突破的国家重任。”
2022年4月，紫光云实现了从混合云向分布式云的转变，构建了边缘侧的超融合架构、分布式存储、分布式数据库、分布式应用以及云原生一系列技术，更好的帮助行业客户加速数字化转型，也为工业互联网平台的分布式建设及工业APP的企业侧延伸奠定了基础。
工业软件关键核心技术的突破主要依赖高素质的人才队伍。深圳华龙讯达信息技术股份有限公司副总裁阎丽娟表示，从用户的视角，企业对人才的渴望是多层次的，既需要理论，又需要动手能力强的实操人员，更需要跨界人才。从平台视角，也需要既懂需求又懂技术的复合型人才，才能做出符合用户需求的解决方案。
例如，华龙讯达通过人才融合，缩小了IT与OT的鸿沟，公司项目实施效率高了，产品通用性强了，效率也明显增加了；索为公司与北理工软件学院合作建设的工业互联网实训基地，使学生可以在平台上利用组件库，快速开发工业APP。
近年来，我国工业软件进入快速发展期，工业APP培育效果良好。截至目前，全国面向特定行业、特定场景的工业APP数量突破65万个，制造业重点领域企业数字化研发设计工具普及率、关键工序数控化率分别达到75.1%、55.7%，工业技术软件化基础能力进一步夯实。
工信部信发司副司长王威伟指出，软件作为新一代信息技术的灵魂，不仅仅是一行行代码，更是人类知识、文明的载体，是推动高质量发展的重要基础，是实现中国式现代化的重要支撑。
从中国制造走向中国创造，从生产型制造转向服务型制造，从粗放型的制造转化为精准的绿色制造，从价值链低端走向价值链高端，从制造大国走向制造强国，工业软件必不可少。
“具有自主知识产权的工业软件的应用、开发、使用，是走向制造强国的必由之路。”谭建荣表示。
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