一、工業(yè)軟件的分類和市場格局
(一)產(chǎn)業(yè)主體：巨無霸企業(yè)正在形成
隨著工業(yè)4.0，中國制造2025，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新政策，新名詞的層出不窮，對工業(yè)軟件的定義與分類也有不同的派系。為了簡單起見，這里使用CIMDATA的分類方法,如圖：
圖1：工業(yè)軟件市場領(lǐng)導(dǎo)者和其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
CIMDATA: 2018 PLM Leaders Revenue Leaders’direct revenues-led by providers of CAD tools
上圖給出了工業(yè)軟件的一些主要企業(yè)和重點產(chǎn)品，從產(chǎn)品來看，主要有以下幾種：
1、cPDm，協(xié)同產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，也有把它叫做產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)，從圖中可以看出Siemens PLM(Teamcenter系列)，Dassault System(Enovia系列)，PTC(Whichill), SAP，Oracle是主要的前五名供應(yīng)商。
2、Digital Mfg，數(shù)字化制造。從圖中看，目前主要有Siemens PLM(Tecnomatix)，Dassault System(Delmia)。
3、MCAD-DF與MCAD-MD，這里主要指工業(yè)設(shè)計軟件，也是我們做工業(yè)軟件研究的重點。其中3DCAD可以分為三大分類(如下圖)，即單領(lǐng)域的CAD(Single-Attribute)，關(guān)注設(shè)計領(lǐng)域的CAD(Design-Focused)，與多學(xué)科的CAD(Multi-Discipline)，單領(lǐng)域的產(chǎn)品我們也比較好理解，比如做逆向工程的Geomagic Design X，做工業(yè)設(shè)計的Alias，Rhino等等。那么MCAD-DF與MCAD-MD共同特點是：都是端到端的解決方案。例如，機械設(shè)計領(lǐng)域有不同的建模方法，不僅能夠覆蓋從設(shè)計到出圖的流程，也覆蓋著不同的技術(shù)領(lǐng)域，除了機械設(shè)計以外還有電氣設(shè)計、管路設(shè)計、模具設(shè)計等等。區(qū)別是：多學(xué)科MCAD不僅僅在這些領(lǐng)域覆蓋更深更專業(yè)的功能，還涉及不同工程設(shè)計領(lǐng)域的系統(tǒng)化流程(Engineering Design, A systematic Approach, Third Edition, Springer)，比如DFX(DFMA，DFSS，DFC等等)，MBX(MBD\MBE\MBQ)，MBSE，NPDI等等。
圖2：3DCAD軟件分類，Created by Vincent LU
4、S&A，仿真與分析，從圖中可以看到，供應(yīng)商主要有Ansys(美國)，MathWorks(美國)，Siemens PLM(收購美國UGS，CDA，比利時LMS)，Dassault System(法國)，Altair(美國)，Hexagon(收購而美國MSC)，Cybernet(日本最大CAE公司)，ESI Group(法國，主要是工藝仿真)等等。
圖3：仿真軟件市場領(lǐng)導(dǎo)者和近年營收變化
Source: Figure 34 -S&A Leaders Revenue Histories, Simulation and Analysis Market Analysis Report 2019
從上圖我們還可以看到，工業(yè)軟件行業(yè)中已經(jīng)成長出來一批巨鱷型企業(yè)，排名靠前的幾家企業(yè)，每一家企業(yè)基本上都經(jīng)歷了幾十年的進化歷史，同時擁有成千上萬名工程技術(shù)人員。例如四大工業(yè)設(shè)計軟件公司的員工人數(shù)都是在10000人以上的，仿真分析軟件公司的員工人數(shù)也不少，在2000-3000人以上，當(dāng)然其中包含了一部分市場營銷人員，但是就筆者對一些公司的了解，即使刨去市場渠道人員，開發(fā)人員所占比重也不會少，而且這些企業(yè)之外也有龐大的生態(tài)圈，如果加上代理商的銷售，售前售后技術(shù)人員，那就更多了。隨著他們還在緊鑼密鼓的布局與收購，相信這個規(guī)模與覆蓋面還在技術(shù)擴大。而且其中的領(lǐng)先企業(yè)都會涉及到軟件、硬件、工業(yè)服務(wù)等多個領(lǐng)域，都是一個多棲型的工業(yè)巨無霸公司。關(guān)于這些公司的收購詳細信息可以通過本文中的提供的鏈接(Wikipedia，F(xiàn)astway Engineering)，以及Madsion Park Group(MPG)-《Engineering, Design, PLM & Simulation Software Market Update 2018 H2》報告，林雪萍、趙敏等研究人員的文章中也可以看到非常詳細的信息。
圖4：CIMdata 2018 Market Analysis Report Series Simulation & Analysis Market Analysis Report
(二)市場格局，三條路徑并行推進
工業(yè)軟件的本質(zhì)是產(chǎn)業(yè)知識的代碼化，主要是通過圖形工程學(xué)將工業(yè)生產(chǎn)知識封裝到軟件之中，再向行業(yè)提供服務(wù)。歸根結(jié)底，工業(yè)軟件是工業(yè)行業(yè)利用信息化手段去沉淀和凝練工業(yè)機理模型。在某種程度上，工業(yè)軟件類似三明治中間那片薄薄的奶酪，三明治的一面是物理工程，另外一面是計算機工程，這個類似奶酪的中間層其實是兩邊面包片中最高級的營養(yǎng)成分融合而成的，不同的融合方式、融合程度，以及兩邊內(nèi)容的差異，都會使得工業(yè)軟件的市場定位和展現(xiàn)形態(tài)有所差別。以工業(yè)設(shè)計軟件為例，目前其發(fā)展路線主要有三種類型。
第一種類型，高端軟件為主，從大型企業(yè)的自身需求開始，這一類軟件往往起源于高端復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計需要，然后通過對外開展項目，慢慢演化成一種工業(yè)產(chǎn)品，并伴隨著商業(yè)化的發(fā)展，把專業(yè)功能抽象出來開發(fā)出通用化的功能模塊。目前一些國外知名的工業(yè)設(shè)計軟件，還是可以看到這個方面的痕跡。這些高端CAD軟件為了滿足專業(yè)化定制的需求，提供了知識工程的模塊，方便企業(yè)把自身的專業(yè)知識通過此模塊進行封裝，從而實現(xiàn)一定的知識自動化地操作。但是如果涉及到建模功能本身的，還是需要通過二次開發(fā)接口來實現(xiàn)的。從市場覆蓋率上看，比較典型的高端CAD軟件有Catia(Dassault System)，NX(Siemens PLM)，PTC Creo(由來與前兩家有區(qū)別)。
第二種類型，主流軟件，核心技術(shù)成熟后逐漸演化成一種軟件商品。這一類軟件已經(jīng)朝著工業(yè)產(chǎn)品的方向去發(fā)展，可滿足絕大部分企業(yè)的需求。既然是絕大部分企業(yè)，就得面面俱到(在通用功能里面)，這就是它們最厲害的地方，產(chǎn)品市場(Product Marketing)，產(chǎn)品定義(Product Definition)團隊能夠準(zhǔn)確的定位到廣大用戶群體的需求，甚至發(fā)展出自身的文化。這類軟件從開發(fā)之初，就有清晰的市場定位和功能定位，其主要面向個人和中小型企業(yè)市場，功能主要包含零件建模、鈑金、焊件、基本曲面、裝配、工程圖等，有些在此基礎(chǔ)上又向仿真分析、加工、技術(shù)文檔、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理上做了流程下游的延伸。在專業(yè)方向，也增加了電氣設(shè)計、模具設(shè)計等模塊。比較典型的軟件有SolidWorks，Siemens Solid Edge，Autodesk Inventor等。
主流軟件基本上都是充分市場化的產(chǎn)物。這類軟件在功能層面，產(chǎn)品線及功能與高端軟件相比，好像也都具備，但是兩者在功能深度上還是有不同的。這也是這類軟件在市場定位層面最獨特的地方，他們的產(chǎn)品需要參與完全市場化的競爭。和高端軟件的用戶群體還不一樣，他們已經(jīng)有很深的歷史沉淀，參數(shù)更多，顆粒度更細。相對于高端軟件，主流工業(yè)軟件在其工業(yè)哲學(xué)上非常值得借鑒的，比如說“易于使用”，不僅僅在功能層面上滿足，在用戶體驗上，對用戶的學(xué)習(xí)門檻和操作難度要求較低，融入性要高很多。舉個例子：學(xué)習(xí)GD&T的規(guī)范，從知識角度，這是一門比較難的課。但或許你通過學(xué)習(xí)一款主流軟件，可以幫助你迅速入門，就像學(xué)習(xí)工具一樣，幫助你把這個領(lǐng)域的知識給梳理一遍，為后續(xù)的公差分析、DFMA打下基礎(chǔ)。但如果從高端軟件入手，建議還是先把這方面的知識掌握了再去使用，不然軟件里面一堆參數(shù)就把自己給弄迷糊了，感覺深不見底，不知道自己在什么位置。同樣學(xué)習(xí)主流軟件的仿真分析也一樣。高端軟件與主流軟件在商業(yè)化工業(yè)軟件領(lǐng)域還是有著各自清晰的定位的。
第三種類型，基于組件開發(fā)的軟件產(chǎn)品。工業(yè)軟件走向流水線拼裝模式。在這一階段，工業(yè)軟件已經(jīng)有點類似于機械行業(yè)或者汽車行業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈也逐漸形成，各種組件充分發(fā)展，一些企業(yè)通過系統(tǒng)集成，將各種組件有機組合，最終產(chǎn)生不同的系統(tǒng)集成產(chǎn)品。今天工業(yè)軟件也像汽車、飛機、高端設(shè)備等產(chǎn)業(yè)一樣有著不同領(lǐng)域的配套供應(yīng)商，基于這些成熟的供應(yīng)商零部件，打造在市場化競爭的產(chǎn)品。當(dāng)然，有些核心零部件也可以自己生產(chǎn)，從而保持競爭優(yōu)勢。通用性工業(yè)設(shè)計軟件是龐大的軟件工程，如果哪個零部件出問題了和可能會導(dǎo)致軟件出現(xiàn)各種各樣的問題，甚至動不動崩潰，不穩(wěn)定，而且短時找出原因來都不容易。這個時候我們就要求組成軟件的每一個部分要夠健壯、夠穩(wěn)定才行。軟件有的時候不僅僅要看功能是否實現(xiàn)、用戶體驗是否好、還要看看夠不夠穩(wěn)定，不要在使用的過程中，文件還沒來得及保存就系統(tǒng)就崩潰了。這樣的情況即使今天在成熟的商業(yè)化軟件中也經(jīng)常出現(xiàn)，僅僅做出一個能用的軟件是很難參與市場競爭的，由一個軟件原型到產(chǎn)品工程化的發(fā)展需要投入更多的財力和人力，由下圖工業(yè)軟件成長路線圖可以看到，工業(yè)軟件產(chǎn)品工程化階段，公司軟件工程師人數(shù)投入可能是在0-1階段的10倍。
圖5：工業(yè)軟件成長路徑，Created by Vincent LU
二、工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)特點
工業(yè)軟件雖然主要由代碼構(gòu)成，但是在產(chǎn)品形式上和產(chǎn)業(yè)規(guī)律上，在某種程度上已經(jīng)具備了一些高端裝備產(chǎn)品的特點，因此，一方面它具有軟件產(chǎn)品的特性，逐漸朝著平臺化、生態(tài)化的方向發(fā)展，另一方面也具有一些硬件產(chǎn)品的特點，朝著模塊化和組件化的方向去進化，理解工業(yè)軟件的產(chǎn)品特點和產(chǎn)業(yè)規(guī)律，我們的政府可以更好的實施產(chǎn)業(yè)政策，企業(yè)可以更好的制定發(fā)展戰(zhàn)略。
(一)產(chǎn)品模塊化
使用商業(yè)化的組件，還是開源的組件。前面已經(jīng)提到，工業(yè)軟件已經(jīng)類似一些硬件產(chǎn)品一樣，可以實現(xiàn)“拼接”和“組裝”。使用別人的知識都是有代價的，不管是開源還是商業(yè)化的組件。開源從功能層面來看，的確可以快速解決0-1階段的問題，讓開發(fā)人員在知識重用的基礎(chǔ)上快速實現(xiàn)某種功能，并更好的在其基礎(chǔ)上重構(gòu)、優(yōu)化，把產(chǎn)品做的更好。但這個受限于開源組織的動機和此組件是否可以得到持續(xù)性的維護，像工業(yè)軟件這種類型的產(chǎn)品，目前有一定知名度的產(chǎn)品，并不大會使用開源的組件，尤其是核心部分，比如：幾何建模引擎、2D/3D約束器等。國內(nèi)有一些公司傾向使用開源組件，這些公司對外宣稱因為使用商業(yè)化組件會使得成本增加，但可能其根本的原因是它們希望被界定為“國產(chǎn)自主”的工業(yè)軟件。這么做，如果是做高端軟件并且符合“產(chǎn)業(yè)和國防安全”要求，那是可以的。如果是面向一般工業(yè)領(lǐng)域市場，這種路徑要要做出商業(yè)化的產(chǎn)品的投入，可能不會比國際上幾家巨頭的投入少。
我們可以通過下圖Parasolid用戶(商業(yè)幾何內(nèi)核組件)看到哪些知名商業(yè)化軟件公司在使用這個組件。CAD中知名的有NX，SolidWorks，Solid Edge，Onshape，SpaceClaim，TopSolid；CAE知名的有Abaqus，ADINA，Hyperworks，Ansys，CD-Adapco等等；CAM有Cimatron，Delcam，MasterCAM等等；有一批國產(chǎn)工業(yè)軟件企業(yè)，他們或多或少也在使用一些商業(yè)化組件?；陂_源的項目，除去應(yīng)用層的功能外，相比商業(yè)化組件，軟件公司得在穩(wěn)定性、性能、健壯性上多下點功夫，人員投入還要更多一些。如果仔細分析的話，我們會發(fā)現(xiàn)，Dassault System、Siemens PLM、PTC、Autodesk這種全球化的大型工業(yè)軟件公司更傾向于使用商業(yè)化的組件，并且他們自身也是某些領(lǐng)域的組件供應(yīng)商。他們既是集成商，也是一些關(guān)鍵零部件(組件)的“供應(yīng)商“。
圖6：Parasolid用戶
通過一些國內(nèi)外業(yè)內(nèi)人士的了解，一款主流MCAD軟件，類似于SolidWorks、Solid Edge、Inventor類型的主流CAD的差不多需要用到70個組件(Components)。最核心的組件有幾何內(nèi)核(主要有西門子Parasolid，達索ACIS/CGM)，2D/3D約束器(主要有西門子D-Cubed)，圖形組件(主要有TECH SOFT 3D),數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器(主要有達索與Tech Soft 3D)，大部分CAD公司基于這幾款組件就可以做起來。如果像CAE公司，還需要網(wǎng)格剖分器的組件(主要由Distene的MeshGems)。像Catia、NX、Creo這類產(chǎn)品可能會涉及更多的組件，其中有不少核心組件也是來自于第三方，甚至有些組件會來自競爭對手。，我們在商業(yè)化的工業(yè)軟件的Copyright里面，可以發(fā)現(xiàn)不少信息，雖然未必別人愿意把所有第三方組件清單都公布出來，但是一些核心組件基本都有公布的。在這里還想再強調(diào)下，這段文字中所提的工業(yè)軟件企業(yè)中，沒有一家他們所提供的工業(yè)軟件品中所有的代碼都是自己的，就像汽車一樣，這個產(chǎn)業(yè)也有著完整的供應(yīng)鏈，是需要一群聰明的公司通力合作，很多產(chǎn)品全球化生產(chǎn)，領(lǐng)先企業(yè)聚焦自己的優(yōu)勢領(lǐng)域。
圖7：組件產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)商, Created by : Vincent LU
(二)產(chǎn)品平臺化
CAD和CAE已經(jīng)成設(shè)計工程領(lǐng)域的重要載體。近年來，CAD軟件已經(jīng)走向平臺化和生態(tài)化，就像蘋果的AppStore，和Google的應(yīng)用市場，也有著豐富的應(yīng)用生態(tài)，少一點的公司有兩三百家，多一點的有兩千多家。除了CAD以外，還有一類軟件特別適合做載體類軟件，那就是CAE，CAE中又可以分為兩類，一類是通用前后處理(核心是網(wǎng)格剖分)，比如Hypermesh、ENSA、Femap等這類軟件，另一類是通用CAE軟件Ansys、Abaqus、SimCenter3D等這類軟件。一些做插件的公司和團隊其實也是比較優(yōu)質(zhì)的收購標(biāo)的，如果讀者有興趣可以研究一下這些被收購公司之前的背景以及軟件存在的形式。而且通過成為這些軟件的插件，也讓公司在全球化市場營銷的投入通過借助于他們渠道要小很多。
其實國內(nèi)不少高校實驗室、企業(yè)科研院所，也基于這些產(chǎn)品做了不少插件的開發(fā)，但可能因為一些體制機制的原因，或是知識產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)移的糾紛，這些產(chǎn)品的商業(yè)化轉(zhuǎn)換率是很低的，非常的可惜！其實如果了解產(chǎn)業(yè)的邏輯，一個10-20個人的團隊就可以借助于這種方式做全球化的生意了，這個團隊只需要把精力集中在產(chǎn)品的開發(fā)與線上營銷就可以了，如果運作的比較好則會有很高的商業(yè)價值，就像前面所說，可能直接就被這幾大公司看中并收購了。聽起來這種宿命對中國的企業(yè)未必是件好事，是在給別人做嫁衣，但是也未必全部，至少通過這種形式我們也可以把相關(guān)的國內(nèi)人才體系培養(yǎng)，我們可以把自己的產(chǎn)業(yè)體系發(fā)展起來。甚至有些公司可以在做強做大后收購平臺載體公司，如日本Cybernet就是做代理后把原廠收購的，又如著名的數(shù)學(xué)軟件公司Mapple，設(shè)計優(yōu)化軟件公司Optimus，公差分析軟件Cetol。有時候，這些被收購做插件的公司未必都是大公司，那為什么我們不可以也參與到這個收購隊伍中去呢？從市場角度出發(fā)，中國是完全有能力以及財力去收購這些行業(yè)內(nèi)具有一定規(guī)模的平臺載體公司，但是從戰(zhàn)略角度來看，存在著一些長臂管理與收購阻礙，我們國家要收購這些大型的公司是幾乎是不可能的，因為中國還不存在和這四家公司相似的企業(yè)，而且美國對中國進行收購封鎖，現(xiàn)在我們還不具備這樣的條件與他們談判。但我們也可以把關(guān)注點放在細分市場領(lǐng)域，比如我們或許可以從這些插件或者對這個行業(yè)相關(guān)的公司中去尋找機會。
圖8：CAD軟件生態(tài)示意圖，Created by Vincent LU
(三)產(chǎn)業(yè)生態(tài)化
基于產(chǎn)品平臺上的應(yīng)用生態(tài)。前文已經(jīng)提到，CAD和CAE是平臺型產(chǎn)品，基于做這種產(chǎn)品開發(fā)的第三方公司有幾千個，通常情況，他們不是只基于一款CAD做應(yīng)用開發(fā)，而是給市場銷量最好的幾家公司都做開發(fā)，成為他們的認證開發(fā)合作伙伴，從而更好的融入到其銷售渠道中，借力借勢，進入市場。也有一些聰明的公司，把軟件做成不同的產(chǎn)品包，并且把最基礎(chǔ)的的產(chǎn)品包與CAD廠家溝通，免費的封裝在里面，既可以提升CAD廠家的競爭力，同時因為其與CAD產(chǎn)品一起安裝了，用戶就更容易接觸到其產(chǎn)品。在充分市場化的競爭環(huán)境中，這四大CAD軟件公司的覆蓋面粗略地等于這個市場的體量，一定程度上形成了寡頭壟斷的市場格局，如果你的產(chǎn)品功能通用性也非常高，借其勢力，可能也會活的比較滋潤。
優(yōu)秀的公司成長，缺少不了優(yōu)質(zhì)的客戶。今天國產(chǎn)工業(yè)軟件公司不僅僅要面臨國外公司以及不同的渠道在國內(nèi)市場強大的沖擊，也面臨著不能獲得足夠優(yōu)質(zhì)客戶的困境。如果缺乏對一些優(yōu)質(zhì)客戶使用的長期跟蹤與維護，很難讓自己的產(chǎn)品更具有競爭力。對市場的研究、對用戶進一步需求的共性提取，對工業(yè)軟件公司重要性毋庸置疑，對客戶使用過程中進行高質(zhì)量的跟蹤，客戶的問題反饋分成兩種，一種是在功能細化與體驗層面的，另一種則價值更高，他們往往是軟件公司的戰(zhàn)略合作伙伴，他們對產(chǎn)品規(guī)劃層面都極具有價值，是免費的創(chuàng)新源泉。
順勢而為，我們的機會在哪里？
還有寶貝，我們還有機會。有不少國外的工業(yè)軟件已經(jīng)成長為巨無霸了，有一些也被收購了。關(guān)于這個話題，以后會講更多一些。在這里想說的是，除了Siemens PLM、Dassault System、MSC這些巨無霸之外的其他公司，我們還有機會收購，其中阻礙肯定不少，但肯定不是錢的問題，而是需要在戰(zhàn)略上的大智慧。
條條馬路通羅馬，成為生態(tài)合作伙伴。通過這四家公司的收購路線，其實不難發(fā)現(xiàn)，大部分公司的商業(yè)模式也是借助于通用工業(yè)設(shè)計軟件的廣大用戶群體，這相當(dāng)于是一個現(xiàn)成的渠道。這些公司基于這些CAD軟件的開發(fā)接口，把自己的產(chǎn)品與其集成，集成主要分為兩種方式：
1、有獨立的用戶界面，只是與CAD軟件之間有雙向數(shù)據(jù)接口，如果自身軟件中的結(jié)果發(fā)生變化會在CAD軟件中更新，還有通過“拖拉”的操作可以在兩個界面中相互操作。優(yōu)點是：可以保持其軟件獨立，并且可以更低成本的方式與不同的通用CAD進行集成，不用針對不同的CAD重復(fù)深度開發(fā)。缺點是，畢竟不是用戶熟悉的統(tǒng)一用戶界面，對其界面還是需要一定的熟悉時間，用戶體驗不太好。
2、共享用戶界面，通過CAD軟件提供的API(二次開發(fā)接口)，把自身產(chǎn)品以CAD軟件模塊的形式，直接在CAD中運行。優(yōu)點是：統(tǒng)一的用戶界面，CAD廠家也更喜歡跟這樣的公司合作。缺點是：因為CAD軟件(載體)每年都在升級，那么這些軟件也得跟著升級。另外對于不同的CAD，開發(fā)接口也是不一樣的，得重新開發(fā)，增加人力投入與每年的維護成本。
(四)技術(shù)雙軌進化
工業(yè)軟件真正的起源是20世紀(jì)60年代，以后工業(yè)和計算機工程技術(shù)的進步以及融合不斷推動工業(yè)軟件向前發(fā)展，軍工、航空航天、船舶、汽車、集成電路等高復(fù)雜度產(chǎn)品不斷推陳出新，為軟件之花的綻放提供了重要的產(chǎn)業(yè)沃土。
工業(yè)軟件的前進是構(gòu)架于工業(yè)工程和信息工程的兩條軌道上，在工業(yè)領(lǐng)域，主要是依靠高端制造業(yè)的進步，工業(yè)軟件是富生富養(yǎng)的產(chǎn)業(yè)。從北航的唐榮錫教授的系列文章中可以看出，CAD等工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)非常嬌嫩，基本上都是被波音、麥道、通用汽車、IBM等諸多大型工業(yè)企業(yè)捧在手心。從使用場景的角度來看，CAD軟件發(fā)跡于航空、壯大于汽車、電子和機械，產(chǎn)業(yè)用戶的發(fā)展，產(chǎn)品復(fù)雜度的提高，倒逼設(shè)計工具不斷升級，在另外一條軌道上，工業(yè)軟件的操作系統(tǒng)載體也經(jīng)歷了從UNIX到Windows再到云的過程，以CAD領(lǐng)域為例：
◆基于UNIX的時代：
Dassault System，1981年創(chuàng)始于Avions Marcel Dassault并發(fā)布了Catia軟件；到目前為止還發(fā)布了 V4(基于UNIX)\V5(基于Windows)\V6(3DEXPERIENCE platform的前身)\3DEXPERIENCE platform(下一代平臺)。
UGS公司創(chuàng)始于McDonnell Douglas(前身United Computing, 創(chuàng)始于1963年，這里就不做詳解，可以參考 "Unigraphics in the 60's")，并與1980年發(fā)布了UG軟件；之后在2007被Siemens以35億美金收購。
備注：這兩家公司產(chǎn)品的誕生于其母公司需求。下列產(chǎn)品，誕生于市場需求，需求不同，動機也不同。就像人的核心信念(工業(yè)哲學(xué))一樣，對后續(xù)公司與產(chǎn)品的發(fā)展起到至關(guān)重要的影響。
PTC創(chuàng)始于1985年，1988年發(fā)布了Pro/ENGINEER，John Deere成為他們第一家客戶。第一個版本是基于Unix系統(tǒng)，在SolidWorks，Solid Edge之后也發(fā)布了基于Windows的產(chǎn)品。
Autodesk創(chuàng)始于1982年，隨后在年底發(fā)布了風(fēng)靡全球的AutoCAD。今天Autodesk是一個覆蓋設(shè)計、數(shù)字內(nèi)容創(chuàng)建、建筑設(shè)計為主的多領(lǐng)域的軟件公司。
◆基于Windows的時代：
SolidWorks成立于1993年，在1995年發(fā)布了SolidWorks，隨后1997年被Dassault System以3.1億美金收購。
Solid Edge，由 Intergraph(現(xiàn)在是Hexagon AB的一部分) 發(fā)布于1995年，與SolidWorks95發(fā)布只相差2-3個月，但市場影響力差別還是比較大，1998年被UGS收購。
Inventor。Autodesk在SolidWorks與Solid Edge之后也發(fā)布了基于Windows系統(tǒng)的3DCAD.
◆基于云的時代：
Onshape創(chuàng)始于2012年，由SolidWorks創(chuàng)始人及SolidWorks原班團隊于2014年發(fā)布第一款基于云的SaaS版3DCAD(純云的，不用安全任何客戶端)。像Autodesk Fusion360，Dassault System的3DExpereince還是混合式的，既有純云的SaaS，也有基于瀏覽器運行環(huán)境，但安裝在本地的App(Firefox、Chrome上的Addon相似)。
基于云部署的產(chǎn)品遷徙，會開辟了一個新的時代，也會改變用戶的使用方式，通過互聯(lián)網(wǎng)的能量開辟出一片更有活力的空間。
關(guān)于這些公司以及產(chǎn)品的發(fā)展回顧，這里就不做太多的描述了?？梢园葑x北京航天航空大學(xué)唐榮錫教授的系列文章《CAD產(chǎn)業(yè)發(fā)展回顧與思考》；關(guān)于公司發(fā)展過程中并購關(guān)系，國內(nèi)有許多研究人員也做了大量查與研究，寫了不少文章，重復(fù)的內(nèi)容，這里不再贅述。
圖9：Infographic: Alexis Barnhorn, Content Research: Laura Caudill
三、從軟件江湖走向智慧海洋，霸主誕生
工業(yè)軟件是時代的產(chǎn)物，同時它也在塑造時代。在工業(yè)化時代，工業(yè)軟件可能更像一個內(nèi)陸地區(qū)內(nèi)的江河湖泊，為周邊的生態(tài)資源提供創(chuàng)新源泉，而在未來的數(shù)字化時代，工業(yè)軟件的范疇可能會不斷擴張，也許有一天會成為先進制造業(yè)創(chuàng)新的智慧海洋，無數(shù)的數(shù)字資源、制造資源和思想資源暢游于其中，并進化出各種先進的產(chǎn)品和服務(wù)。
隨著工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)逐漸走向平臺化、模塊化和生態(tài)化，主要企業(yè)的競爭戰(zhàn)略也逐漸由產(chǎn)品轉(zhuǎn)向平臺，由各占一隅轉(zhuǎn)向全領(lǐng)域發(fā)展，由主要依靠技術(shù)競爭轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性的生態(tài)型競爭。在工業(yè)軟件領(lǐng)域，Dassault System、Siemens PLM、Autodesk、PTC等領(lǐng)先企業(yè)也紛紛開展行動，加快推進收并購和合作戰(zhàn)略。
Dassault System、Siemens PLM、Autodesk、PTC是工業(yè)設(shè)計軟件領(lǐng)域當(dāng)之無愧的四大巨頭，國內(nèi)的制造業(yè)企業(yè)，大概率(95%)都在用這四家公司的產(chǎn)品，如果沒有預(yù)算方面的限制，估計這個比例還要更高，對于制造企業(yè)以及工程師，其在工具選擇上的吸引力甚至比Apple、Huawei、Samsung等手機廠家對消費者的吸引力還要高。一方面工業(yè)軟件可挑選的余地不是很多。另一方面，這四家工業(yè)軟件公司并沒有懈怠，仍然在持續(xù)改善他們產(chǎn)品，以及通過收購不斷的擴充他們的產(chǎn)品線以增加客戶粘性。
從這四家公司的成長路線圖，可以看到他們不斷收購與擴大的過程。如果你持續(xù)研究這個行業(yè)，就會感受到每一家巨頭都通過收購來爭搶這個領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)資源。收購不僅僅有利于自身產(chǎn)品線的延伸，也可以直接把競爭對手在某個領(lǐng)域的優(yōu)勢“釜底抽薪”，讓競爭對手只能自己開發(fā)或者尋找其他合作伙伴，這其實本質(zhì)上已經(jīng)屬于一種生態(tài)競爭力。比如最近PTC去年收購的Frustum3D；Dassault System去年收購的Distene；Siemens之前收購的LMS、CDA；Autodesk之前收購的Moldflow、Delcam、Nei-Nastran，這些產(chǎn)品在收購之前，往往是需要在四大巨頭公司的平臺載體上開展不同程度的集成，有一些甚至只能依附在競爭對手產(chǎn)品上運行。收購是公司對自身發(fā)展的一種信心，也是在當(dāng)前產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段的一種深度資源整合，國內(nèi)工業(yè)軟件近年來也發(fā)生了一系列的收購和合作，比如ZWCAD對VX Corp的收購，CAXA與Dassault System的合作，山大華天與日本UEL的合作，杭州新迪與西門子的合作，遠算CAD與西門子合作 ，先臨3D與西門子合作等等。
圖10：Dassault System成長路徑
圖11：Siemens PLM成長路線
圖12：Autodesk成長路線
圖13：PTC成長路線
收并購戰(zhàn)略的實施，并不是簡單的擴大體量，提高營收，其背后有非常重要的產(chǎn)業(yè)邏輯。
一是工業(yè)軟件本身就是一個跨學(xué)科跨領(lǐng)域的高度復(fù)雜產(chǎn)品，它的研發(fā)涉及到眾多產(chǎn)業(yè)知識，是工業(yè)工程和軟件工程的交叉融合，是跨學(xué)科技術(shù)活動的重要載體。由于涉及到的知識領(lǐng)域廣且多，沒有一家企業(yè)能夠獨自掌握并開發(fā)出所有的技術(shù)和產(chǎn)品，合作和收并購的實質(zhì)是知識聯(lián)通和知識融合。
第二，智能制造方興未艾，由實到虛、虛實結(jié)合成為大型工業(yè)公司的重要發(fā)展方向。大型工業(yè)公司開始構(gòu)建研發(fā)到制造的全產(chǎn)業(yè)鏈工程服務(wù)能力，例如一些大型裝備制造企業(yè)也加快布局工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，生產(chǎn)模式和制造邏輯將會被重新定義，而工業(yè)軟件則成為其中最重要的生產(chǎn)工具。
第三，在工業(yè)4.0時代，價值鏈上設(shè)計和制造的一體化，實體世界和數(shù)字世界的融合要求工業(yè)軟件產(chǎn)品從面向特定產(chǎn)業(yè)具體環(huán)節(jié)的單一功能產(chǎn)品逐漸走向面向復(fù)雜場景價值鏈全生命周期的多功能平臺，對于西門子和ABB等大型工業(yè)巨頭，通過收并購構(gòu)建平臺是最有效率的手段。
基于這種理解，我們來看工業(yè)軟件行業(yè)里的收并購行為，可能又是另外一種感受。
工業(yè)4.0時代的收購風(fēng)波。隨著德國、美國、中國等各制造業(yè)強國提出自己制造業(yè)規(guī)劃，在林雪萍《仿真軟件的鯊魚時代：改變歷史的并購》中，把軟件行業(yè)比作的大魚吃小魚的過程。其實在工業(yè)領(lǐng)域的更大層面也是這樣，比如，西門子收購UGS，海克斯康收購MSC，在工業(yè)4.0時代，已經(jīng)是跨界收購了?？缃缡召弿谋砻婵淳褪歉蠼?jīng)濟體量的公司，收購低一級經(jīng)濟體量的公司，從而完成對自己能力重構(gòu)的同時，也能夠?qū)ν赓x能。通過德意志銀行的報告，可以看到Siemens，GE，Honeywell，ABB，Rockwell等公司收購的節(jié)奏與解決方案的布局。
圖14：Software Acquisitions in the industry space, Deutsche Bank
圖15：Positioning of major automation/software providers, Deutsche Bank
Siemens點燃了第一根導(dǎo)火索，自2007年35億美金收購美國UGS之后，這個行業(yè)內(nèi)的工業(yè)巨頭進行了一系列的收購，以上這張圖來自于德意志銀行分析報告，可以看到自2007年之后一系列收購行為，到目前為止Siemens已經(jīng)投入100多億美金成為行業(yè)內(nèi)最大的工業(yè)軟件供應(yīng)商。而且從以下的分析報告中可以看到，工業(yè)軟件公司現(xiàn)在的估值都普遍偏高。假設(shè)真的都被這些公司收購了，以后我們國家進行收購的代價就更高了。
圖16：2018 EV/EBITA and EBITA margins for select
capital goods and software companies, Deutsche Bank
怎樣的形態(tài)是工業(yè)4.0時代最終的形態(tài)。大魚吃小魚，再被更大的魚吃掉….., 相信這樣的過程會不斷的演化下去，但不同的時代應(yīng)該會有不同的標(biāo)志。在此對工業(yè)4.0時代做一些想象：
1、隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的覆蓋與深度應(yīng)用，在供給側(cè)，企業(yè)的產(chǎn)業(yè)分工會越來越細，在產(chǎn)業(yè)鏈中，在制造鏈中只做其中一個零部件。通過區(qū)域性工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，把區(qū)域中小型企業(yè)以數(shù)字化集團的方式管理起來，提升區(qū)域經(jīng)濟與競爭力。全國范圍和全球范圍內(nèi)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺可以在全球產(chǎn)業(yè)鏈層面布局。
2、在需求側(cè)，電商平臺也會在不斷的迭代，但一個趨勢是，消費者可以參與對產(chǎn)品的更高顆粒度的定制，在相同款式下，可以按成本定制、按使用次數(shù)定制、按工作環(huán)境定制等等。
3、制造業(yè)是造物主，最終目標(biāo)是更好的滿足人類的需求。隨著我們每個人被數(shù)字化的顆粒度越來越細，我們的習(xí)慣與消費規(guī)律都在互聯(lián)網(wǎng)中實時的更新，供給側(cè)被動式的營銷模式，將會由人工智能變成主動式的靶向營銷，我們不需要因為服裝的尺碼而擔(dān)心，消費者將通過數(shù)字人自動被探索。數(shù)字化人在實現(xiàn)供給側(cè)與需求側(cè)匹配的自動化過程。
4、IT公司可能是這個時代最終的大魚。西門子花費100多億打造了工業(yè)軟件帝國，對供給側(cè)進行數(shù)字化升級。即使是這個行業(yè)內(nèi)投入最大的公司，但相對于IT行業(yè)內(nèi)的收購，那還是小巫見大巫。2016年微軟花費262億美金收購LinkedIn；2018年IBM更以總價340億美金收購Redhat，2019年Salesforce以157億美金收購Tableau；工業(yè)公司的收購相對于這些IT領(lǐng)域的巨資收購又完全不是一個體量。IT公司不管是2B還是2C，相對來說，覆蓋更廣泛的人類群體，它們在做“圈人運動”，它們在以數(shù)字化人的方式建立我們的“數(shù)字孿生體”從而更好地了解我們的行為規(guī)律，讓供給自動滿足需求。
圖17：互聯(lián)網(wǎng)-物聯(lián)網(wǎng)-人聯(lián)網(wǎng)
四、工業(yè)4.0時代工業(yè)設(shè)計軟件的定位
運籌帷幄之中，決勝千里之外。愛因斯坦有句名言“邏輯會帶你從A點到B點，想象力將把你帶到任何地方”。工業(yè)軟件公司，工科背景人才濟濟，有著嚴(yán)謹?shù)倪壿嬎季S與專業(yè)知識。但以下這四大CAD公司，這個行業(yè)內(nèi)工業(yè)軟件公司的掌舵人大部分都是工業(yè)背景的，但是這并沒有限制他們的想象力，恰恰相反他們極具有想象力和創(chuàng)新力。一方面通過他們的優(yōu)質(zhì)用戶群體對軟件提升不斷的需求，探索不可估值的新發(fā)現(xiàn)；另一方面，這些人就像得道高僧，對著工業(yè)有著極深的洞察力，從本質(zhì)出發(fā)，發(fā)展出公司的文化思想和獨有的工業(yè)哲學(xué)，指導(dǎo)著公司健康蓬勃的發(fā)展。
圖18：工業(yè)設(shè)計軟件四大家族新方向 Created by Vincent LU
Dassault System開始布局3D Experience Platform；Autodesk應(yīng)用向云原生遷徙；PTC收購ThingWorx向物聯(lián)網(wǎng)延伸；Siemens收購UGS成立PLM，并通過一系列收購與布局向Xcelerator方向的進軍。這四家公司通過他們階梯式發(fā)展與長遠布局，將來是否還是互為競爭對手真的很難說，也很可能跨界成為其他領(lǐng)域的競爭對手或一個部分。但有一點，這些公司的解決方案是最有機會實現(xiàn)產(chǎn)品自動化和決策自動化。隨著物理世界3D數(shù)字孿生化，人、財、物多在以高保真度被數(shù)字化，數(shù)據(jù)隨著人工智能技術(shù)無處不在的普世應(yīng)用，由量到質(zhì)的變遷，工業(yè)軟件也會有前端與使用者交互產(chǎn)生結(jié)果為主轉(zhuǎn)到后臺由大數(shù)據(jù)捕捉到用戶的需求自動化驅(qū)動產(chǎn)品的設(shè)計、工藝與制造。下面從這四家公司公開呈現(xiàn)的愿景圖開始，來想象下未來。
圖19：決策自動化
Dassault System，完美了自然會有人欣賞。你從達索的網(wǎng)站的設(shè)計、布局、配色；從其公司市場資料與文化資料，不是特別能夠感覺到這是一家制造業(yè)信息技術(shù)公司。我是從09年從當(dāng)初的V6開始接觸到3D Experience平臺，這個平臺不僅僅整合了達索系統(tǒng)所有的產(chǎn)品，比如非結(jié)構(gòu)化大數(shù)據(jù)引擎Exalead、數(shù)據(jù)可視化Netvibes、以及把達索系統(tǒng)系列產(chǎn)品以App的方式重新設(shè)計在平臺中，可以以私有云、公有云的方式部署的同時，更通過社區(qū)Community，以社交化的方式把制造業(yè)相關(guān)的供應(yīng)商生態(tài)以及公共資源整合在一起，客戶不僅僅可以使用其工具，還可以把全球制造業(yè)相關(guān)生態(tài)以一站式增值服務(wù)的方式提供給用戶。未來，還能以數(shù)據(jù)服務(wù)的方式給公司或設(shè)計人員提供消費者的動態(tài)需求報告。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的連接對象是制造設(shè)備，物聯(lián)網(wǎng)連接的是消費者，達索系統(tǒng)未來連接的是人。
圖20：The 3DEXPERIENCE Platform and Cloud
圖21：Dassault System: 3DExpereince Platform
步伐健穩(wěn)的巨人，全方位拓展。西門子布局很大，從下圖可以看到西門子覆蓋的專業(yè)領(lǐng)域與學(xué)科領(lǐng)域是如此之廣，而且從其收購的節(jié)奏來看，貌似并沒有減速的趨勢。這完全基于其母公司強大財力基礎(chǔ)以及從更高維度布局制造業(yè)的愿景。從前面CIMDATA的數(shù)據(jù)也可以看到，西門子是工業(yè)軟件領(lǐng)域最大的，也是解決方案最完整的一家公司。和達索系統(tǒng)一樣，大家不僅僅在工業(yè)軟件領(lǐng)域有所布局，對新興科技領(lǐng)域的崇拜與應(yīng)用，與前者相比有過之而不及。西門子在大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算、增材制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、軟件開發(fā)云都有著持續(xù)不斷的覆蓋與加強。從網(wǎng)絡(luò)公開資料可以看到，西門子工業(yè)軟件未來布局會連接三個方面，Connected Engineering(供給側(cè)數(shù)字化實現(xiàn))，Connected Assets、Connected Enterprise Data,(供給側(cè)與需求側(cè)資產(chǎn)數(shù)字化)，Mendix(連接消費者)，從而幫助企業(yè)準(zhǔn)確的尋找到打開明天的路徑。
圖22：Siemens PLM: Digital Enterprise Software
圖23：Siemens product portfolio including Mendix
圖24：Siemens announces Xcelerator integrated software portfolio
行業(yè)的變革者PTC。毋庸置疑，PTC的創(chuàng)造力以及其決斷力在行業(yè)內(nèi)絕對首屈一指，一直在帶動著行業(yè)的變革。從全參數(shù)化Pro/Engineer開始到產(chǎn)品生命周期PLM的率先跨越，然后又向物聯(lián)網(wǎng)深度領(lǐng)域的跨越，近幾年P(guān)TC與行業(yè)相關(guān)公司揚長補短，互為生態(tài)，并與工業(yè)公司廣度解決方案上開放式的銜接，可以看到PTC在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域深度的布局。Onshape的收購，從表面看，通過云原生CAD提前布局未來工業(yè)軟件向云端的遷徙，以及借助于Onshape去覆蓋中小型市場，從而彌補與達索、西門子在主流市場競爭力的不足。Frustum3D的收購，向下一代設(shè)計或顛覆性設(shè)計范式領(lǐng)域的進軍。如果細心發(fā)現(xiàn)，在沒有收購Onshape之前，從基于云的視角來看，PTC在物聯(lián)網(wǎng)上的布局還不夠完美，因為數(shù)字化資產(chǎn)模型的產(chǎn)生還要通過桌面版的Creo，交互式技術(shù)文檔還需要通過Creo Illustrator，這兩個系列的產(chǎn)品還是基于傳統(tǒng)的Windows桌面程序。但是Onshape加入，徹底地讓PTC的物聯(lián)網(wǎng)解決方案全部基于云。為什么沒有提PTC是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)公司，而提它是物聯(lián)網(wǎng)公司。因為物聯(lián)網(wǎng)鏈接的是消費者，可以連接更廣域的市場。和達索、西門子一樣，這三家公司都在向更廣域的基于數(shù)字化資產(chǎn)的開發(fā)上快速躍進。
圖25：PTC收購Onshape
圖26：PTC顛覆中小型市場
三足鼎立，Autodesk。Autodesk是個了不起的公司，并且在商業(yè)模式上極具創(chuàng)造力。從AutoCAD發(fā)布以來，幾乎沒有哪個工科的沒有用過這款軟件。但Autodesk可不僅僅如此，Autodesk同時也是世界上最大的數(shù)字化內(nèi)容與建筑設(shè)計軟件公司。從創(chuàng)成式設(shè)計到增材制造領(lǐng)域，也是解決方案最完整的公司。在工業(yè)領(lǐng)域，Autodesk也有著完整的解決方案。我們通過前面的收購路線圖可以看到。因其在數(shù)字化領(lǐng)域?qū)τ脩魯?shù)字化體驗強悍的滲透力，未來大BIM的發(fā)展(虛擬城市是建立在大BIM的基礎(chǔ)上)，以及在制造業(yè)上的下一代布局(所有產(chǎn)品在云上的布局)，如果發(fā)揮起來，從覆蓋面上，可以比前三家公司還要廣。前面三家公司在部署的時候給人還有著新舊動能轉(zhuǎn)換對業(yè)績沖擊的顧慮，所以在解決方案推廣上，還沒有徹底新老替換。但是Autodesk的決心確實非常大的，全面向續(xù)訂，向云進去，為未來布局。
圖27：Autodesk三大領(lǐng)域
圖28：Autodesk創(chuàng)成式設(shè)計
“不當(dāng)家不知柴米油鹽貴”。四大家族產(chǎn)品線，別看有些是收購的頂級產(chǎn)品，但收購后也不一定能看到鮮花綻放。別看前面描述的那么美，這個里面各家還是困惑多多的。他們不僅僅要面臨外部競爭對手進行防守，遵守生存法則。同時也得小心走好每一步規(guī)劃，探索發(fā)展之道。在這種顛覆性技術(shù)大替代的環(huán)境下，體量大了，一不小心就容易栽跟頭。外界要善于觀察，善于發(fā)現(xiàn)其規(guī)律中暗藏的玄機。
從許可證方式，走向續(xù)訂服務(wù)，走向SaaS模式。在這個時代，工業(yè)軟件這三種模式都存在，Dassault System，Siemens PLM這三種模式都有，Autodesk，PTC目前主要是后兩種方式。軟件的使用成本由固定資產(chǎn)轉(zhuǎn)向公司費用。在計算機時代，傳統(tǒng)的折舊方法在工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域的軟硬件有點不大適用了。首先工業(yè)軟件的硬件環(huán)境通常是工作站，通常用3-5年必須得升級了，不然軟件都跑不動了，而且現(xiàn)在各大軟件公司也逐步放棄Unix平臺上軟件的更新開發(fā)，那么隨著Windows的升級速度加快，以及對老系統(tǒng)不在維護，導(dǎo)致企業(yè)硬件與操作系統(tǒng)的更新也加快?；谶@種背景，3-5年后，這個硬件就不能再用了，跑不動軟件了。其次，軟件購買企業(yè)只有使用權(quán)和擁有權(quán)，不能自由的賣給第三方(具體原因這里不詳說)。云工作站今后會有替代傳統(tǒng)工作站的趨勢，關(guān)鍵是計算資源是彈性的，而且還可以按需使用。如果團隊人數(shù)也是彈性的，那用云工作站就更適合了。那么軟件通過續(xù)訂租賃的方式，加上云工作站，可以幫助一些降低使用成本。再加上彈性時間與費用的使用，有些企業(yè)也不再愿意冒風(fēng)險通過其他途徑來使用。而SaaS模式，軟件就更徹底的用租賃或者流量的方式來使用了。新的商業(yè)模式，新的軟件形式，新的硬件使用方式，構(gòu)建了新的價值傳遞的方式。
SaaS化，還是SaaS?，F(xiàn)在既有桌面版軟件，也有基于SaaS的軟件。SaaS化，就是通過一些遠程可視化的技術(shù)，讓傳統(tǒng)桌面軟件跑在云上。優(yōu)點是：軟件無需重構(gòu)，對客戶端可以在不同的硬件和系統(tǒng)上，對硬件要求非常低。缺點是：云計算資源成本比較高。SaaS又分為兩種部署方式，但都是基于瀏覽器環(huán)境運行的。一種是純云的方式運行，另一種是安裝在客戶端，程序以App的方式裝在本地，并且通過瀏覽器中的portal來啟動，計算資源可以選擇本地也可以選擇云。因SaaS是基于云原生的，未來的使用場景將會極其豐富。
當(dāng)最好的免費的時候。 這個世界有一種規(guī)律，我們要做的事情是D，但是必須基于C的基礎(chǔ)上，C又得基于B的基礎(chǔ)，B又需要自己與A所構(gòu)成的基礎(chǔ)。并且我們還發(fā)現(xiàn)，D很容易實現(xiàn)，C難一些，A最難。在制造業(yè)工業(yè)軟件中，A就是CAD軟件。而且A很有可能會重組，基礎(chǔ)模塊免費使用，其他模塊按時間付費或按其他方式計費。如果這步部署在我們可替代國產(chǎn)工業(yè)軟件還沒有出來之前實現(xiàn)，那么未來國產(chǎn)工業(yè)軟件的發(fā)展，又將面臨更高的挑戰(zhàn)。今天已經(jīng)出現(xiàn)這種趨勢的動作。
五、在理解產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律和趨勢的基礎(chǔ)上實現(xiàn)中國工業(yè)軟件的自主可控
(一)在開放條件下實現(xiàn)自主可控
我們在做什么？國產(chǎn)自主可控固然重要，尤其是在中興、華為事件之后，國家對工業(yè)軟件前所未有的重視，但也發(fā)現(xiàn)，執(zhí)行的時候，有些以偏概全、矯枉過正。國產(chǎn)自主，100%源代碼代碼可控。除非是企業(yè)為滿足自身需求定制化開發(fā)，在市場化環(huán)境中的產(chǎn)品基本是不可能的。從三個方面來看：
1、什么是國產(chǎn)自主可控？我們軟件開發(fā)環(huán)境IDE，編譯器，開發(fā)語言是自己的嗎？尤其是編譯器，這個層面大部分是國外的；基于開源庫開發(fā)出來的軟件是國產(chǎn)自主可控嗎？實際上，工業(yè)軟件大部分開源庫也是國外開發(fā)的，一旦開源組織被收購，也會面臨一定的風(fēng)險。即使是開源的，像Google對華為做了什么，GitHub對伊朗做了什么？不是照樣可以封鎖嗎。在全球化的時代，有些時候的確因為國外的技術(shù)封鎖，讓我們受制于人，但是當(dāng)我們沒有辦法直接實現(xiàn)目標(biāo)的時候我們可以分步走，國產(chǎn)是一定需要的，但我們應(yīng)該在熟悉技術(shù)特點和產(chǎn)業(yè)規(guī)律的基礎(chǔ)上做到分步替代，而不要自己建一堵無形的墻，來限制我們國產(chǎn)工業(yè)軟件企業(yè)的發(fā)展。最應(yīng)該做的是通過客觀理性的分析，借力借勢，分步實現(xiàn)，分步替代，打造具有市場競爭力的產(chǎn)品，讓更多的國內(nèi)企業(yè)使用，建立一定的區(qū)域市場優(yōu)勢。和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)前強調(diào)硬件互聯(lián)，發(fā)展應(yīng)用生態(tài)不一樣，此階段對于有些企業(yè)來是錦上添花，更進一步。但工業(yè)設(shè)計軟件是制造業(yè)的剛需，必須有規(guī)劃、有部署、實事求是、腳踏實地的一步一步做。
2、要深挖國外工業(yè)設(shè)計軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)律。雖然沒有四大公司的CAD那么有名氣，但這個行業(yè)內(nèi)還是有不少其他CAD軟件的。比如：Pro/Engineer(85年成立，88年發(fā)布)SolidWorks(93年成立，95年發(fā)布)，Solid Edge(2年時間左右)、Spaceclaim(2005年成立，2007年發(fā)布)、Onshape (2012年成立，2014年發(fā)布)等等，其實這些軟件無到有并沒有花特別長的時間，但很多軟件是借勢借力完成了自己的進化，就像有些事情自己從頭到尾沒走過，做起來就感覺比較難，如果走過一遍的，心里就非常有數(shù)，知道做同樣一件事大概需要什么資源、什么步驟、差不多需要多長時間，另外還能找到成熟的團隊。即使在這樣的情況下，這些軟件也很少用開源的組件(前面有提過開源的優(yōu)缺點)，而是努力去自己開發(fā)或者用成熟的商業(yè)組件，就像汽車產(chǎn)業(yè)一樣，現(xiàn)在許多工業(yè)軟件已經(jīng)實現(xiàn)了基于全球供應(yīng)鏈開發(fā)，使用全球成熟的商業(yè)化組件，開發(fā)市場化成熟的產(chǎn)品。
3、事關(guān)軍事或國家戰(zhàn)略的重點領(lǐng)域，不能使用國外組件開發(fā)，必須得自己打造完整的組件產(chǎn)業(yè)鏈。我們要學(xué)會調(diào)用國內(nèi)的有生力量，這種時候可以以項目制的方式，面向目標(biāo)，完全定制開發(fā)的。國內(nèi)這個方面的資源還是比較豐富的，只是沒有得到好的發(fā)展環(huán)境，成果拿不出來。國內(nèi)企業(yè)的科研院所、高校的實驗室，如大連理工大學(xué)，北京航天航空大學(xué)，華中科技大學(xué)等等，在CAD/CAE領(lǐng)域還是有著非常豐富的積累。工業(yè)軟件，我們國家缺乏的是底層核心組件的替代品，這方面不是能一蹴而就的，國外在這方面已經(jīng)走過了技術(shù)沉淀的時期，如果再讓我們的科研工作者重新研究，這個得有總體規(guī)劃、總體架構(gòu)，這些工作在前期很難有太多商業(yè)化的價值，學(xué)術(shù)成果也不會太大，因為別人已經(jīng)研究過了。在這種情況下，我們要舍得投入，要信任國內(nèi)的研發(fā)團隊。
(二)國產(chǎn)工業(yè)軟件的現(xiàn)狀
工業(yè)軟件從1957年至今，60多年的歷史了。如果今天我們還是計劃從無到有的方式依葫蘆畫瓢，順著別人的路徑發(fā)展，不是不可以，但這種發(fā)展速度可能很難滿足我們工業(yè)進步的需要。從資源投入的角度上看，我們要考慮誰來投入和怎么投入兩大難題，雖然已經(jīng)有了成熟的經(jīng)驗，但把60年功課縮短到2-5年之內(nèi)，我們的資金和人力投入估計也不是目前國內(nèi)現(xiàn)有的工業(yè)軟件公司可以承擔(dān)的。
即使如此艱難，行業(yè)內(nèi)仍然有一批有使命感、有情懷的公司在通過自己的方式艱難地前進著。目前2DCAD市場，國產(chǎn)CAD已經(jīng)可以很好的與國外2DCAD同級別對抗了，但大部分公司還是通過加入IntelliCAD Technology Consortium ("ITC")組織，基于IntelliCAD開發(fā)國產(chǎn)2DCAD。成熟的商業(yè)軟件發(fā)展到這種形態(tài)是正常的。3DCAD軟件，我們也有ZWSOFT，CAXA，山大華天這樣的老牌勁旅，近兩年來也有一些有實力的新鮮血液加入，但還是無法動搖到四大家族的根基，從產(chǎn)品的功能、多產(chǎn)品的組合與用戶體驗，以及底層技術(shù)構(gòu)建上，市場營銷策略上，需要提升和補課的空間仍然巨大，國內(nèi)企業(yè)的業(yè)務(wù)領(lǐng)域大多處于四大家族沒有布局的邊緣市場。當(dāng)然，工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)也有其無奈的地方，它雖然是信息化技術(shù)的產(chǎn)物，但不像互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，可以利用資本市場快速擴大，但是這個“小行業(yè)”卻處于價值創(chuàng)造的最關(guān)鍵最核心的環(huán)節(jié)，也是最初始的環(huán)節(jié)。沒有工業(yè)軟件，“造物主”的脖子會被卡住，不能呼吸?；ヂ?lián)網(wǎng)體量很大，但沒有它我們還是可以維持基本產(chǎn)品的制造。兩者的戰(zhàn)略重要性不可同日而語。另外政策的支持也需要做到精準(zhǔn)發(fā)力，雖然可以通過政策可以撬動資金，但我們也可以看到，越來越多的公司涌入市場，有真的想投身此領(lǐng)域給國家助力的，也有投機此領(lǐng)域，利用資源杠桿發(fā)達一把的。其實仔細一算，這個行業(yè)可以承載的資源真的不是特別多，資金、人力規(guī)模、時間窗口就這么多，怎么集中力量和優(yōu)化分配是個挑戰(zhàn)。
(三)展望未來，尋找國產(chǎn)工業(yè)軟件的自主道路
1、全局視角，透視CAX軟件架構(gòu)
在描述國產(chǎn)工業(yè)軟件發(fā)展路徑之前，我們先通過下圖工業(yè)設(shè)計軟件的框架和技術(shù)棧來了解 CAD/CAE/CAM軟件大概會涉及到哪些核心的方面或者組件。就像建筑一樣，得先知道這個建筑是有哪些部分組成，它們的結(jié)構(gòu)是什么樣的，然后再研究每個部分怎么實現(xiàn)，這個“鋼筋”、“水泥”或者“玻璃”是自己制造，還是尋找供應(yīng)商。或者像前面所提的企業(yè)一樣，里面的零部件或者核心部件，是自己造還是通過供應(yīng)商。這點很重要，做個軟件原型和開發(fā)成熟的軟件基本上是兩件事情。前者是研發(fā)類型的工作，后者是工程化設(shè)計類型的工作，要滿足廣大用戶的需求，需要考慮軟件的用戶體驗、性能、穩(wěn)定性等。技術(shù)框架就像指南一樣可以幫助我們了解都今天成熟的工業(yè)軟件是由哪些部分組成。不過也需要注意，在當(dāng)前新技術(shù)和替代技術(shù)層出不窮的時代，也許我們有機會不需要依靠這個體系，在部分領(lǐng)域存在換道超車的機會。
圖29：商業(yè)化CAD/CAE/CAM工業(yè)軟件的架構(gòu)及覆蓋的技術(shù)棧，Created by Vincent LU
我們在重視工業(yè)軟件功能和性能創(chuàng)新的時候，一定要更重視架構(gòu)創(chuàng)新，達索、西門子、PTC等工業(yè)軟件巨頭，往往也是某一類CAX產(chǎn)品的架構(gòu)定義者，他們能夠推動供應(yīng)鏈上的協(xié)調(diào)與合作、與組建供應(yīng)商和關(guān)鍵用戶共同完成產(chǎn)品研發(fā)，或者說，類似于裝備制造業(yè)中的大型系統(tǒng)集成商，這些跨國公司往往也是工業(yè)軟件產(chǎn)品的系統(tǒng)集成商，他們能夠站在系統(tǒng)集成的角度進行資源的調(diào)配，控制新產(chǎn)品的開發(fā)，系統(tǒng)集成是工業(yè)軟件這個特殊產(chǎn)品生產(chǎn)組織的主要方式。
從這個角度上來看，如今全球工業(yè)領(lǐng)域正處于一個新的變革時期，工業(yè)軟件作為最重要的生產(chǎn)工具和平臺，也處于架構(gòu)創(chuàng)新的關(guān)鍵時期，工業(yè)軟件涉及到的產(chǎn)品單元、生產(chǎn)組織和應(yīng)用場景都將發(fā)生重大變化(例如前文提到的產(chǎn)品集成化、應(yīng)用云化等)，國產(chǎn)工業(yè)軟件的自主創(chuàng)新一定要有系統(tǒng)的意識，比如基于特定行業(yè)、特定應(yīng)用場景，行業(yè)管理部門、龍頭企業(yè)和關(guān)鍵用戶要充分認識到自己的能力優(yōu)勢，以在新技術(shù)平臺上構(gòu)建新的系統(tǒng)架構(gòu)為目標(biāo)推進國產(chǎn)軟件的發(fā)展。
2、應(yīng)用為先，優(yōu)先發(fā)展專用軟件
正如前文提到，工業(yè)軟件的發(fā)展過程中，用戶是創(chuàng)新力量的重要貢獻者，沒有用戶的工業(yè)軟件，即使功能再強大也難以存活，更談不上迭代創(chuàng)新。因此，我們在工業(yè)軟件的戰(zhàn)略制定上，應(yīng)該是高舉高打，遠眺未來，但是在具體項目落地上，一定要重視產(chǎn)品的應(yīng)用和反饋，一定要強調(diào)應(yīng)用為先。在這種情況下，我們要把專用工業(yè)軟件的發(fā)展列為優(yōu)先目標(biāo)。
從技術(shù)上看，之所以把開發(fā)專用工業(yè)軟件也作為發(fā)展之路，主要考慮兩個情況：①特殊領(lǐng)域的應(yīng)用。CAD在各個領(lǐng)域基本可以實現(xiàn)通用，除了一些特殊行業(yè)，還需要在此基礎(chǔ)上做二次開發(fā)。但CAE應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是那些需要深度應(yīng)用的領(lǐng)域，市場上現(xiàn)有的CAE只能解決部分問題，雖然他們有不少成功用戶，但是怎么用的方法以及規(guī)范、試驗數(shù)據(jù)等等是客戶的核心信息，不一般不會分享出來，另外還有不少用戶會基于現(xiàn)有的CAE平臺，在其基礎(chǔ)上做二次開發(fā)或者只是借用其前處理平臺，求解器自己開發(fā)，在航天、航空、船舶、汽車、高端裝備領(lǐng)域，這樣的情況是非常普遍的。②100%自主可控。不僅僅是國外，其實國內(nèi)這些領(lǐng)域的企業(yè)都有很強的自研能力的，但大部分情況還是自給自足，不可能拿出來共享，沒有實現(xiàn)市場化。雖然有自研能力，但是與那些專業(yè)工業(yè)軟件公司相比，管理模式、人力投入、資金投入還是沒法比的。為什么沒有商業(yè)化，也許自給自足才是其使命，也許缺乏競爭力，也許因為企業(yè)或者科研院所的機制，有各種原因。對于這樣的情況，如果做不到合力發(fā)展，同舟共濟，那就只能跟著無形的穹頂(穹頂之下)隨波逐流了。但這里想說的是，我們有這個配套的人、財、物的資源。我們?nèi)匀挥幸欢ǖ某胶椭貥?gòu)基礎(chǔ)，但是可能需要非市場的手段，從更高維度來進行資源整合，這里不僅僅是政府支持，而是需要一個大手段和大平臺，高屋建瓴，創(chuàng)造更好的產(chǎn)品。
3、落子為棋，重視組件的力量
在國家政治競爭之間，把商業(yè)化產(chǎn)品作為武器，來扼殺一個國家的產(chǎn)業(yè)，確實讓人防不勝防。但組件和軟件還是有很大區(qū)別的，行業(yè)內(nèi)的組件大部分是沒有加密的，主要商業(yè)模式要么是年費的方式，要么是提成的方式(根據(jù)最終品售價拿一定的提成)，從技術(shù)角度，在合法合同內(nèi)，是沒有辦法阻止你繼續(xù)使用的，它就是個開發(fā)包(SDK)，購買者和使用者是基于信譽上的合作關(guān)系。而且組件和最終商品不一樣，最終商品為了持續(xù)不斷的盈利，每年都會推出新的版本讓用戶升級來創(chuàng)造基于存量市場的營收，但組件不大會頻繁的升級，因為底層變化太大會導(dǎo)致軟件的不穩(wěn)定。借鑒國產(chǎn)商業(yè)化的工業(yè)軟件，路線可以考慮使用商業(yè)化組件方式來進行開發(fā)，參考前面所舉例的幾家知名的CAD公司，如：SolidWorks，Solid Edge, OnShape, Spaceclaim等公司的歷程。我們前面提到的借力借勢就是使用一些成熟的商業(yè)化組件，等到自身成長發(fā)育到一定水平，再通過與國內(nèi)高校、研究機構(gòu)的合作，逐步替代國外的組件，在底層研究上，中國人并不弱，只是缺少一定的環(huán)境。另外，對于商業(yè)化的工業(yè)軟件，其實更應(yīng)該關(guān)注的是這些企業(yè)的靈魂人物，他們的工業(yè)哲學(xué)(工業(yè)軟件的思想體系與方法論)，這個是需要環(huán)境的熏陶與實踐中成長出來的，他們工業(yè)哲學(xué)的層次會直接影響他們的產(chǎn)品與市場營銷策略是在滿足哪塊細分市場。這里也需要他們有工業(yè)情懷，一味地逐利只會成為商人，很難成為改變時代潮流的產(chǎn)業(yè)革命家。
4、透視未來，發(fā)展工業(yè)軟件要有想象力
在工業(yè)4.0時代，新技術(shù)、替代性技術(shù)層出不窮。就像3D打印一樣，把它叫“增材制造”，和“減材制造”、“等材制造”一樣的，用新時代的名字更高層次的歸納總結(jié)了加工領(lǐng)域。CAD、CAE、CAM等領(lǐng)域在這個時代是否也有共性的元素。有的時候我們可以調(diào)節(jié)下歷史時間軸再往過去看看或者再往未來看看，是否還叫這些名詞。數(shù)字孿生(Digital Twin)與數(shù)字主線(Digital thread)概念的出現(xiàn)，各種解釋也很多，概念的延伸與泛化是這種名字的能量，無可厚非，這兩個詞的能量真的很大。特斯拉的創(chuàng)始人伊隆·馬斯克特別喜歡“第一性原理”，借著這個思想我們也可以思考下，工業(yè)設(shè)計軟件是什么？工業(yè)設(shè)計軟件就是一種工具。從歷史角度看，這個工具存在的本質(zhì)是不一樣的。為了幫助工程師更方便的修改圖紙，對數(shù)據(jù)進行重用；為了制作虛擬樣機；為了提升產(chǎn)品開發(fā)的速度；可以做更復(fù)雜的產(chǎn)品……，不同的理解會形成不同的范式。就像家電領(lǐng)域一樣，白色家電用來代替人類勞動，黑色家電用來讓人類娛樂。工業(yè)軟件的范式也在方式改變。創(chuàng)成式設(shè)計到增材制造就是一種新的范式；3D掃描到增材制造也是一種范式。未來這些工具是否以工程師為主要使用對象，還是說消費者就是未來的工程師。隨著工業(yè)軟件的應(yīng)用過程中產(chǎn)生的數(shù)字化模型海量的增加，幾乎所有人造物都有對應(yīng)的數(shù)字化模型，由量到質(zhì)的轉(zhuǎn)變之后，是否還需要用設(shè)計軟件重新設(shè)計還是有其他替代軟件做高維度顆粒度的改變即可。隨著Digital Twin的定義與內(nèi)涵的豐富，數(shù)字化模型被賦予“靈魂”；隨著各種動態(tài)互聯(lián)技術(shù)的出現(xiàn)，Digital Thread讓數(shù)字化模型具有“溝通能力”；工業(yè)設(shè)計軟件會以怎樣的形態(tài)，會以怎樣的范式出現(xiàn)在我們的時代中。
其實說到這里，內(nèi)容到這也快結(jié)束了，相信大家心里也有了一定的答案，這篇文章只是嘗試從各個不同的角度了解下行業(yè)歷史、行業(yè)進展、工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)、國產(chǎn)工業(yè)軟件發(fā)展的傳統(tǒng)途徑。在國外的工業(yè)軟件公司研發(fā)團隊中，其實是有不少中國人的，也有不少頂級人物已經(jīng)回國發(fā)展，這是我們可以看到希望的地方。祝我們國家工業(yè)產(chǎn)業(yè)軟件蓬勃發(fā)展！
