工業(yè)仿真軟件（CAE），指的是利用軟件工具和算法，建立工程系統(tǒng)模型，在計算機中對實際工程系統(tǒng)的真實運行情況進行模擬研究的過程。有數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)95%的研發(fā)設計類工業(yè)軟件依賴進口，其中，工業(yè)仿真軟件是國外企業(yè)壟斷程度最高的領域。

國產(chǎn)工業(yè)仿真軟件如何來擴大市場份額？3月5日，科創(chuàng)板上市公司索辰科技提供了一個可能性參考：其工業(yè)仿真軟件正式上云，擬率先拓展中小企業(yè)客戶市場。

“經(jīng)過了兩年半的內(nèi)部測試和半年的壓力測試，今天我們正式發(fā)布工業(yè)仿真云產(chǎn)品，希望通過這款產(chǎn)品為索辰科技注入新的力量?！痹谒鞒娇萍脊I(yè)仿真云產(chǎn)品上線發(fā)布會現(xiàn)場，索辰科技副總裁孫揚表示，上云后，工業(yè)仿真軟件可以幫助下游應用端節(jié)省產(chǎn)品開發(fā)時間、降低開發(fā)成本。因此，該產(chǎn)品或?qū)χ行∑髽I(yè)有一定的吸引力。

國內(nèi)唯一一家CAE行業(yè)上市公司

公開資料顯示，索辰科技是一家專注于工業(yè)仿真軟件（CAE）研發(fā)、銷售和服務的高新技術(shù)企業(yè)，于2023年登陸科創(chuàng)板。目前，除索辰科技外，國內(nèi)尚無以CAE軟件開發(fā)為主營業(yè)務的上市公司。

一位行業(yè)人士坦言，CAE軟件屬于研發(fā)設計類工業(yè)軟件，在航天航空、兵器船舶、汽車、電子電氣、醫(yī)療設備等領域均有廣泛應用，在民用領域的市場規(guī)模非常廣闊。根據(jù)企業(yè)2023年半年報及年報，2023年上半年索辰科技實現(xiàn)營業(yè)收入2.15億元，同比增長35.36%；其中工業(yè)仿真軟件的銷售額實現(xiàn)1.54億元，同比增長328.15%。2023年全年，公司實現(xiàn)營業(yè)總收入3.22億元，同比上升20.10%。

“不過，在民用領域，外資品牌已建立起了較為強大的產(chǎn)品及銷售體系，國產(chǎn)品牌想要突破有一定難度?！鼻笆鲂袠I(yè)人士表示。


上云后或發(fā)力中小企業(yè)市場

將工業(yè)仿真軟件上云，是索辰科技邁出的探索性一步。記者注意到，工業(yè)仿真云是索辰科技上市時的募投項目之一。在發(fā)布會現(xiàn)場，孫揚表示，憑借該產(chǎn)品，下游客戶即可擺脫本地部署限制，在任何一臺電腦上都可以打開網(wǎng)頁進行仿真分析，使用工業(yè)仿真軟件的成本有望降低，因此，企業(yè)也有望將下游市場拓展至高校、中小企業(yè)等客戶群體中，并通過使用，完成產(chǎn)品迭代及用戶習慣的培養(yǎng)。

在招股書中，索辰科技透露了更多的信息：工業(yè)仿真軟件上云后，一方面為軟件廠商提供可持續(xù)性收入、提升利潤率和客戶粘性、減少盜版使用；另一方面，也可以為企業(yè)用戶減少硬件/人力成本、減少一次性支出、實現(xiàn)按需購買，中小企業(yè)可通過購買服務的方式進行仿真設計，降低研發(fā)創(chuàng)新成本。

在發(fā)布會現(xiàn)場，記者獲悉，目前，索辰科技的通用結(jié)構(gòu)/聲學軟件已經(jīng)進入了部分高校，培養(yǎng)了一定的客戶基礎。上海交通大學船舶海洋與建筑工程學院副教授李清表示，索辰科技的相關(guān)軟件已走進該學院的教學課堂，成為培養(yǎng)學生實際操作能力和工程實踐能力的重要平臺，“這不僅讓學生們近距離接觸學習到行業(yè)內(nèi)國產(chǎn)自研的頂尖軟件工具，更為將來步入工業(yè)界打下堅實基礎。”


工業(yè)軟件的卡脖子難題

中國在芯片上遭遇的卡脖子難題幾乎眾所周知，但工業(yè)軟件的所遇到的類似問題，卻并不為很多人所熟知。

工業(yè)軟件，被公認為“工業(yè)制造的大腦和神經(jīng)”，是數(shù)字經(jīng)濟時代工業(yè)領域的“皇冠”?，F(xiàn)代制造就是在工業(yè)軟件的基礎上建立起來的，如在產(chǎn)品設計領域，就是通過二維、三維設計軟件，大大降低了人工作圖的工作量。以設計飛機為例，如果用手工繪圖方式，一架飛機光設計圖紙就有數(shù)十萬張。

但是，在中國制造獨步天下的同時，我國在工業(yè)軟件上卻非常薄弱。

以被稱為“芯片之母”的EDA工具市場為例，主要由Synopsys、Cadence、西門子三大歐美巨頭所壟斷。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，這三大巨頭企業(yè)的市場份額占比超過7成。

CAD軟件市場的境況同樣如此。東方證券的數(shù)據(jù)顯示，達索、西門子、PTC以及Autodest在中國市場占有率高達90%，國內(nèi)中望軟件、蘇州浩辰、數(shù)碼大方三家公司的總份額不到10%。

落后就有可能挨打。事實上，回顧過去幾年，中國在工業(yè)軟件上頻頻被卡脖子：

2019年5月，被美國列入實體清單的華為，無法使用最新的EDA去設計芯片。

2020年6月，哈爾濱工業(yè)大學、哈爾濱工程大學等多個科研機構(gòu)和公司，被美國列入實體清單，此后兩校師生發(fā)現(xiàn)無法再通過學校賬號登入海外數(shù)理分析軟件MATLAB。

2022年3月，美國設計軟件公司Figma發(fā)布消息，由于大疆在美國制定的實體清單中，F(xiàn)igma無法為大疆提供服務……

為什么中國工業(yè)軟件差距如此大？首先是門檻高，工業(yè)軟件看起來是軟件，背后實際上非常復雜，涵蓋概念、框架、系統(tǒng)等設計，以及數(shù)字物理樣機、仿真驗證登終端環(huán)節(jié)，涉及結(jié)構(gòu)、機械、磁聲、光、電、熱、力、流體、振動等眾多領域，是一個規(guī)模宏大、多學科深度交叉、技術(shù)高度融合的復雜系統(tǒng)。一個數(shù)據(jù)可以佐證，安裝一款CATIA會生成將近17萬個文件、4000多個文件夾，整個安裝包高達7GB，由此可以想象其難度。

其次是投入大，周期長。例如，著名的工業(yè)軟件公司Ansys、UGS、Dassault Systemes、Camstar、Synopsys、Cadence分別成立于1970年、1969年、1977年、1984年、1986年和1988年，普遍有超過30年以上的沉淀和積累。

在投入上，國內(nèi)外的差距也很大。華為工業(yè)軟件及工業(yè)云CTO丘水平曾用三個“不如人”來形容：投入不如人，中國整體投入不如歐美一家公司五年的投入；人不如人，歐美前十大工業(yè)軟件企業(yè)員工總數(shù)將近20萬，中國前十大工業(yè)軟件企業(yè)員工總數(shù)不足5000；技不如人。

但是，工業(yè)軟件這個領域又是繞不過去的。如果沒有工業(yè)軟件這個基礎，不僅中國制造失去了根基，關(guān)鍵領域嚴重受制于人，更無法實現(xiàn)制造業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。正如賽迪智庫電子信息研究所副所長陸峰所說，發(fā)展工業(yè)軟件是推進數(shù)字化制造的必然選擇，也是推進制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求，更是建設制造強國的必然要求。

中國自主CAE發(fā)展的關(guān)鍵策略

如今，宏觀環(huán)境非常有利用于中國自主仿真發(fā)展，長時間發(fā)展的通道已經(jīng)形成。戰(zhàn)略上，這是一個好的時代的到來。但戰(zhàn)術(shù)上，國際產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程證明，CAE是一項高投入、見效慢的產(chǎn)業(yè)。如果不能很好地利用國情、后發(fā)優(yōu)勢和中國市場特點，完全復制國外的發(fā)展路徑，反倒成功的可能性很低。因此，目前國際局勢雖然有利于中國自主仿真技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，但戰(zhàn)略選擇和戰(zhàn)術(shù)確定上仍然有許多需要解決的難題。


1、仿真技術(shù)研究和積累

仿真是個傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，經(jīng)過60多年的發(fā)展，基本形成一套穩(wěn)定的國際格局。無論從技術(shù)上還是商業(yè)上已經(jīng)形成完整版圖。中國CAE研發(fā)單位需要繪制一套明晰的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)地圖，需要分析清楚：

1）產(chǎn)業(yè)珠峰的高度；2）珠峰登頂?shù)穆肪€及陷阱；3）我們的當前位置。


2、中國用戶剛需的準確識別

中國自主仿真發(fā)展的最大困難是國際仿真企業(yè)建立的技術(shù)壁壘，他們每年的研發(fā)投入較高（Ansys研發(fā)投入的公開數(shù)據(jù)是3億美金/年）。按照我們的起點和投入短時間內(nèi)基本無法逾越。

但是，我們分析認為，中國仿真軟件的對標對象不應該是國際最先進的仿真軟件，而應該是中國用戶的剛需。我們在用戶現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)：國際先進的仿真軟件在用戶方經(jīng)常使用的功能非常有限，主要原因并非用戶水平有限和軟件不好，而是中國工業(yè)水平所限。國際軟件是根據(jù)產(chǎn)出國的工業(yè)水平的需求開發(fā)。依據(jù)當前中國的工業(yè)水平，我國用戶對工業(yè)軟件的需求必然不高。經(jīng)過分析，我們認為只需要做出國際先進軟件的40%的功能即可滿足中國“剛需”。

搞清楚“剛需”到底是什么，則需要在用戶現(xiàn)場摸爬滾打，實地考察。筆者所在的團隊有幸每天可以在用戶現(xiàn)場觀察并記錄中國用戶日常在用的國際軟件的功能到底有哪些功能，這些功能便是天然的用戶“剛需”。


3、切實可行的工程化驗證

與其他工業(yè)軟件最大的不同在于，仿真軟件需要大量的工程化驗證。開發(fā)出第一套仿真軟件其實并不難，難的是這套軟件是否經(jīng)得住實際工程的考驗。國際先進仿真軟件都要經(jīng)過長期和大量工程驗證方可實用，這種驗證有兩個途徑：要么完成大量試驗，要么由用戶在企業(yè)現(xiàn)場做大量應用。對中國仿真軟件公司而言，這兩個途徑都不具有可行性，不論哪種途徑都需要大量的時間和資金。即使資金花得起，時間也等不起。所以一家新出現(xiàn)的仿真公司或新出現(xiàn)的仿真軟件，在工程化驗證方面往往都是大弱項。我們的專家歷時25年，積累了大量的工程應用案例。這些案例雖然使用的是國際軟件，但都是中國用戶的工程實踐。利用這個案例庫，可以直接驗證我們開發(fā)出的軟件，相當于重用過去的時間和資金，填補了未來時間和資金的缺口。


4、舶來品替換能力和策略

如前所述，開發(fā)首版CAE軟件并不難，真正困難的是替換用戶正在使用的國外軟件。“中國用戶的仿真效益普遍不高”的現(xiàn)象是國際軟件留給我們的機會。我國政府為企業(yè)購買的國外昂貴仿真軟件并沒有換回期望的能力。利用該策略，我們可以通過解決中國企業(yè)仿真應用實效不高的問題，逐步實現(xiàn)自主軟件的替換。


5、商業(yè)通路及規(guī)?；茝V

沒有成功的商業(yè)路線就沒有成功的技術(shù)路線。不論開發(fā)多好的產(chǎn)品，只有能賣給用戶才能回籠資金，繼續(xù)開發(fā)新的功能和版本。仿真軟件是典型的B-to-B市場，國外軟件進入中國30多年，經(jīng)過長期的關(guān)系型營銷，客戶關(guān)系早已被固化，全新進入者在觸達客戶方面往往具有難以逾越的障礙。誰能利用好曾經(jīng)的仿真客戶基礎，誰就能率先實現(xiàn)商業(yè)成功的中國自主仿真企業(yè)。其實，商業(yè)的成功，并不僅僅是營銷的成功，而在于對中國工業(yè)的深刻理解。誰能為工業(yè)企業(yè)打造適用的解決方案，誰才是真正建立用戶信任的企業(yè)。

國產(chǎn)工業(yè)軟件如何突破核心自主可控技術(shù)難關(guān)？

工業(yè)軟件中，CAE面臨的“自主可控“難題最為嚴峻。中國市場中前十大的 CAE 供應商沒有一家是國產(chǎn)。我們認為可以從三個方面進行解決。

第一個，最重要的是人才。吸引人才參與自主技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新很重要。CAE 軟件對人才要求非常高，它既要求懂物理和工程問題，又要求懂數(shù)學問題以進行求解，最后還要把求解的方式軟件化，變成工具，讓更多的工程人員來使用這種工具。所以它對人才的要求非常高。在這方面，大灣區(qū)已經(jīng)陸續(xù)出臺了非常好的人才政策，可以吸引國內(nèi)外人才與科研團隊扎根，給了我們很大信心和支持。

第二是產(chǎn)品方面一定要堅持自主創(chuàng)新。當前，自主CAE軟件與國際商軟在技術(shù)成熟度上仍有較大差距，需較長時間才能實現(xiàn)趕超，這個過程中一定要咬牙將核心技術(shù)自主研發(fā)堅持到底。十灃科技的核心團隊其實在 CAE 領域做了整整十年，才達到今天的成果，期間也遇到過發(fā)展環(huán)境非常低迷的時候，但仍然還是堅持下來了。

最后是生態(tài)合作。CAE 軟件是“用“出來的，它需在產(chǎn)業(yè)客戶的實際使用中，完成性能的優(yōu)化迭代。中國是制造業(yè)大國，擁有海量工程案例，只有通過開放多元的生態(tài)合作，推動產(chǎn)業(yè)客戶開放應用場景及共研共創(chuàng)，才能利用好海量的工程案例。助力產(chǎn)業(yè)客戶發(fā)展的同時，反哺自主CAE軟件。這也是中國CAE軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的獨特優(yōu)勢和極佳前景。