内刊访谈

[特别策划] 透过欧美看中国工业软件

发表时间:2019-11-06 09:55:08

文/顾强 董瑞青 师帅 于泽军
 

  提话:从全球发展态势看,欧美引领全球工业软件的技术发展方向,美国拥有一批全球知名工业软件企业,集成电路设计工具几乎全被美国企业垄断,德国、法国等欧洲国家凭借深厚的工业积累,在细分领域处于主导地位。欧美企业能形成垄断局势,归根到底是高研发投入和政府的支持,国际顶级工业软件公司一年研发约等于我国15年的全部投入。
 

  工业软件是指专用于或主要用于工业领域,为提高工业企业研发、制造、生产管理水平和工业管理性能的软件,是现代工业装备的“大脑”。对于中国工业来说,工业软件岂止是短板,已经是“断”板。一边是差距增大,一边是国际顶级工业软件公司一年研发约等于我国15年的全部投入。当许多人都在沉迷工业互联网、人工智能、大数据来推动我国制造业转型升级的时候,没有人意识到这些概念如果抽丝剥茧,最内核的就是工业软件。伴随着数字化、网络化和智能化的深入发展,我国制造业正在向智能制造迅速转型。但不可否认的是,中国制造业缺少核心工业软件,将是我们不得不面对的“阿喀琉斯之踵”。没有自主可控的工业软件支撑,制造强国只能是南柯一梦。
 

  欧美工业软件产业政策对比
 

  从全球发展态势看,欧美引领全球工业软件的技术发展方向,美国拥有一批全球知名工业软件企业,集成电路设计工具几乎全被美国企业垄断,德国、法国等欧洲国家凭借深厚的工业积累,在细分领域处于主导地位。赛迪顾问《2019年中国工业软件发展白皮书》数据显示,过去5年,全球企业级工业软件产业规模以每年近6%的速度持续增长,2018年全球工业软件市场规模约为3890亿美元,同比增长5.2%。其中,北美地区所占比重为38.8%;欧洲地区所占比重为32.4%。当前,世界发达国家已将发展工业软件特别是高端工业软件作为提升国家核心竞争力的基本手段。在近期发生的中美贸易摩擦中,高端的工业软件也是美国近来对华技术封锁的重点。
 

  (一)欧洲

  早在20世纪末,欧洲在全球就率先建立了较为完整的工业体系,并通过与美日等其他世界先进工业体系的合作发展,逐渐成为全球工业软件领域核心技术和标准的主要制定者,无论是在产品研发领域,还是在企业生产管理、生产过程管理和控制领域等。工业制造与工业软件二者之间的相互促进为欧洲建立了高度发达的现代工业体系,也孕育出了西门子、SAP、达索、ABB等多家国际知名工业软件企业。


表1 欧洲工业软件产业领域代表性企业

 

  1.德国

  德国是欧洲软件业的领头羊。从世界范围看,德国也一直保持着世界最大软件供应商和解决方案提供商之一的地位。软件业是德国信息与通信技术(ICT)产业的重要组成部分,占整个ICT市场销售额的比重超过10%。

  德国政府非常重视工业软件产业的鼓励政策,认为软件产业的发展对国家经济、社会发展具有重要的战略意义。为鼓励工业软件产业发展,德国政府出台了一系列不同层面的政策措施,包括:《信息通信技术2020》、《21世纪信息社会中的创新和就业岗位》、《信息社会德国2010》、《中小企业信息通信科技创新攻势》等。其中,《信息通信技术2020》旨在支持德国IT产业的加速发展,其特点是通过发挥政策推动、科研推动和市场拉动的合力,设置开放式课题,逐一完成工业软件等信息技术产业领域的创新项目和科技成果转化。该规划执行期为10年,其中2007年至2011年期间预算资金超过32亿欧元,平均每年6.5亿欧元。从研究领域划分,以下基础科研领域受到重点扶持:电子学与微系统研究、软件系统与知识加工、通信技术与网络。
 

  2.法国

  在法国,软件产业被认为是国家经济的“火车头”。法国软件企业大多数是中小企业,当然也不乏达索系统、Cegid集团等一批国际巨头。

  从2000年开始,法国政府就比较重视软件的研究与开发工作,并将软件课题列为国家关键技术项目,这使得法国软件业发展较快。法国政府对软件领域研究和创新的支持政策由三大部分组成:一是积极参与欧盟框架研究计划下的信息科技计划(IST)和尤里卡框架下的ITEA计划;二是利用国家软件技术研究创新网。国家软件技术研究创新网的工作重点是:开发未来的软件元件技术和集成技术;依靠互联网拓展工业和商业信息系统;利用丰富的多媒体信息实现交互作用;为开发新工具提出新概念新设计;用嵌入式软件来增强工具和软件的功能;三是制定和出台有关工业软件产业的宏观战略规划。2013年9月,法国总统奥朗德宣布了投资总额达35亿欧元的“新工业法国”战略计划,希望在未来10年,通过工业创新和增长促进就业,推助法国企业竞争力提升,使法国竞争力处于世界前列。“新工业法国”规划中包含34项计划,涵盖数字技术(包括嵌入式软件和系统计划、大数据计划和云计算计划)、能源、交通运输、智能电网、纳米科技、医疗健康和生物科技等多领域。
 

  3.爱尔兰

  爱尔兰信息和软件产业发达,被称为“欧洲硅谷”。软件产业是爱尔兰发展最快,也是最具经济实力的产业。目前,爱尔兰已经超越美国,成为世界第一大软件出口国,全国有2.5万人投身软件业,软件年产值达62.5亿美元,软件业产值占国民经济总值10%以上。大量外资及外国跨国公司的涌入,加速了爱尔兰软件业的发展。目前,欧洲市场上销售的60%商业应用软件、40%电脑套装软件均产自爱尔兰,世界10大软件公司均已赴爱投资建厂,戴尔、IBM等也都到爱尔兰安营扎寨,爱尔兰已成为名副其实的欧洲“软件之都”。归纳而言,爱尔兰软件产业的快速发展主要得益于以下几方面政策措施:

  一是实行较低税率的所得税政策。爱尔兰政府与超过70个国家签订了双边税收协议,并对国际化大公司实行低至12.5%的税收政策,且保持稳定不变。对于在爱尔兰当地创建的创新型企业,则采取6.25%的税收政策,这吸引了众多的国际大集团在爱尔兰投资。

  二是政府为企业提供多种财政补助。爱尔兰政府为企业提供多种财政补助,主要包括资本补助、就业补助、研发补助与培训补助。以研发补助为例,对在爱尔兰设立的企业,有两种研发补助项目适用。一种是资助公司建立或升级、改造其常设研发部门和设备,另一种是资助有相当研发实力公司的高质量、高风险性研发活动。补助率根据开发规模、对长期研发能力的潜在影响以及项目的地理位置等有所不同。

  三是建立香农(Shannon)自由贸易区,吸引外资。1981年,爱尔兰政府制定和实施了《国际服务业鼓励计划》,鼓励本国软件企业到国外投资,也鼓励国外软件企业到爱尔兰进行研究开发。1959~1980这20多年间,政府为鼓励公司到香农自由贸易区进行投资,开发区曾实行零税率的税收政策。目前香农自由贸易区除了第一部分中提到的税收优惠外,还有一些特别的优惠政策,如对地区总部建立于香农的爱尔兰居民企业在附属子公司进行的股权分配免征资本利得税等。

  四是设立促进软件产业发展的基金和风险投资基金。为引导软件产业更好地发展,爱尔兰政府于1991年成立了“国家软件发展指导委员会”,并于1996年设立了“专项高科技产业风险资本基金”,促进和保护了软件业的成长。政府还成立了专门机构,即爱尔兰科技基金会(SFI),以促进、支持公司在爱尔兰开展具有世界水平的研发工作。SFI管理着一笔4亿美元的基金,专门用来扶持未来几年基础软件和IT方面的研究工作。

  五是建立完善的软件人才培养模式。为扩大软件人才培养规模,提高软件人才质量,爱尔兰采取国家、企业、私人并举,产、学、研相结合,正规与非正规教育互为补充的人才培养模式,造就多层次的技术人才。爱尔兰软件人才培养模式包括各级院校的学历教育、专业机构的职业培训、企业自身的人员培训等。如,爱尔兰高校的软件专业第三学年一整年都在生产第一线实习,第四学年的大部分时间用于独立设计。因此大学毕业便具有实际工作经验和项目领导能力。
 

  (二)美国

  美国凭借其强大的科研实力,主宰着全球工业软件产业链的高端环节,全球90%的操作系统、数据库管理软件及大部分通用套装软件、高端工业软件均被美国垄断。


图1美国工业软件产业领域代表性企业
 

  美国工业软件如何能形成垄断局势,归根到底是高研发投入和美国政府的支持。美国把科学计算和建模仿真作为国家关键战略,航空和国防是美国工业软件的摇篮,孵育并推进了工业软件企业的成长。

  一是美国政府通过政策和资金支持将工业软件技术转化并推向民用市场。美国国家宇航局(NASA)从2014年起开始发布软件转化目录,以软件为载体,向工业界进行技术转化。该目录包含了15个技术领域,每两年更新一次,目前大约有2200多种技术软件正处于转化流程中。从2009年起,NASA已经通过各种形式向工业界转化了5000多个软件项目。

  二是美国政府还通过制定和实施各类战略计划支持工业软件产业发展。如,2009年美国“竞争力委员会”白皮书《美国制造业——依靠建模和模拟保持全球领导地位》,将建模、模拟和分析的高性能计算,视为维系美国制造业竞争力战略的王牌;2011年美国推出高端制造合作伙伴计划AMP,重构先进制造发展理念,重点发展三大领域:开发面向复杂系统的设计工具、开发模块化制造设备、开放式参与平台——都围绕数值模拟技术的软件工具和软件应用平台;2014年2月,美国政府在伊利诺伊州芝加哥建立“数字化制造与设计创新研究所”(DMDII),旨在进行数字化设计、工程和制造等过程的技术和流程研发与应用,推动数字化建模和仿真等工业软件技术发展;2017年6月,美国国防高级研究计划局(DARPA)推出为期5年、总投入15亿美元的电子复兴计划(ERI),支持芯片技术的开发。其中,EDA软件巨头Cadence获得了第一批入围扶持项目中的最高资助额2410万美元;Synopsys公司也获得了610万美元的资金补助。
 

  亚洲国家工业软件实践
 

  在亚洲,日本、韩国等发达国家在工业软件领域有着较强的先发优势,通过与世界先进工业体系的共同发展,拥有全球工业软件领域的核心技术和标准。此外,印度和中国的工业软件市场发展增速较快,与日韩等发达国家共同形成了市场增长的主要动力。
 

  1.韩国

  韩国自上世纪60年代起开始振兴软件产业,近年在软件技术研发、技术融合应用、市场规模、出口额等方面都获得了巨大的突破,软件产业已成为韩国经济发展的重要指标之一。韩国软件产业协会数据显示,2017年韩国软件行业中,年销售额超过300亿韩元(约合人民币1.8亿元)的公司有224家, 同比增长1.8%;销售总额达到56万亿韩元,同比增长9.4%;拥有三星SDS、NAVER、LG CNS、KAKAO、Netmarble、NCSOFT、大宇技术、现代AutoEver、NEOPLE、NEXON等龙头企业。归纳而言,韩国软件产业的快速发展主要得益于政府制定实施的一系列国家软件产业发展战略。

  一是将发展软件产业作为国家战略。2013年10月,韩国政府发布实施《软件革新战略》,其中明确了软件作为实现推动国家创意经济发展的工具产业地位,并将其确立为21世纪提升国家竞争力的核心要素,提出了至2017年软件产业产值超过118兆韩元(约合1078亿美元)的目标,并配合制定了人才、市场及企业生态环境三大战略。依据《软件革新战略》,韩国未来将重点促进“嵌入式软件”技术的开发,包括汽车(自主巡航支援技术)、船舶(无人驾驶软件平台)、工程设备(智能保养)等主要领域,并主要扩大潜艇、飞机等国防武器的国产软件应用,开发宇宙领域核心软件技术等。在公共领域,则主要培育云计算、大数据、物联网、网络信息安保、APP等软件技术融合产业,加强软件在农食品、保健医疗、灾害防御等社会生活密切联系领域的应用,开发例如智能农产、有害物质应对系统、智能终端技术应用下的运动指数监控系统等,重点提高医疗、灾害、安全、交通、能源等公共服务领域的服务质量及管理能力。

  二是深化软件产品应用。在2014年和2015年,韩国又先后出台了《软件中心社会实现战略》及《软件中心社会影响扩大方案》的扩充性政策,推动软件的社会应用及影响,进一步强调软件对于产业、经济、社会的全面作用,并将2014年定为“软件中心社会元年”。所谓软件中心社会是指,软件被全面而广泛地应用于个人生活、企业生产及商业运营、政府管理及服务的现代化社会,并基于软件的合理应用,实现产业间的融合创新,解决各类社会问题,构建创新、开放及合作的社会文化氛围。

  三是加快软件人才培养。政府根据信息通信产业发展的需要,集中培养有创意的软件产业专门人才,同时大力促进网络游戏、声音处理、Component等核心软件技术的开发。2001年后,韩国制订或正在实施的主要计划有:与美国卡耐基梅隆大学共同建立培养软件专门人才合作项目,选拔人员前往培训;为培养信息通信风险领域的专门人才,与美国斯坦福大学建立IT合作项目,实施风险企业创业及经营等相关的培训;设置培养游戏软件开发人才和高级专门人才的教育课程,为游戏软件企业提供专门人才,并将入学中的游戏学科设立为学院;增加以低收入层学生为对象的培训场所,并向低收入层学生提供全额学费,为他们培训互联网、多媒体等相关软件技术教育;促进无线互联网platform、game engine、声音识别及合成技术、电子商务技术等次生代软件核心基础技术的重点研究和开发;支持三星电子在韩国首尔、大田、光州、龟尾等四个地区创办“三星青年软件学院(SSAFY)”,打造“万人软件人才计划”等。

  四是设立支援中心,支持中小软件企业发展。为促进软件技术开发、人才培育和产品出口,韩国情报通讯部还在汉城、釜山、大丘、光州、大田、仁川等大中城市以及海外设立了具有综合支援设施的“软件支援中心”,软件企业不仅可以入住其中,且中心内还设有公用设施支援中心、会议室、展览场所、洽谈室、休息室等各种便利设施。情报通讯部通过在全国各地设立“软件支援中心”,集中向具有优秀技术和创意,但创业规模小、开拓市场困难的软件开发企业提供各种支援,培育有潜力的软件企业,使其成为能进军“硅谷”等全球领先市场的国际软件企业。
 

  2.日本

  日本软件产业有相当强的技术实力,在金融、电信、交通管理、企业管理、电子政务等领域有着丰富的解决方案与运行管理能力,拥有任天堂、富士通、东芝、索尼等龙头企业。日本软件产品与电子产品的结合,使得软件成为日本许多有竞争力的智能化产品的组成部分。

  为促进软件产业发展,1989年日本政府制订《软件生产开发事业推进临时措施法》,实施一系列减免税政策,对计算机厂商提高折旧(包括厂商和买方),并有专门减税待遇:增加30%的科研税务信贷;扣除50%的“软件提供收入”作为软件开发储备金;培养软件工程师费用的20%免税处理;销售额2.5%作为意外损失储备金予以免税。此外,日本政府还支持本土企业采用“相互采购”(即国内企业之间相互持股)保持日本软件产品的市场需求。

  图2日本软件产业培育政策
 

  3.印度

  印度软件产业的迅速崛起是发展中国家发展新兴产业取得成功的经典案例。在过去30年内,印度从一个经济基础薄弱、社会矛盾突出的贫穷国家一跃成为世界软件生产大国,堪称世界软件产业发展史上的一个奇迹。印度促进软件产业发展的很多做法和经验值得研究借鉴。

  一是高度重视软件人才培养。目前,印度形成了印度理工学院居顶端、各大学居中间、大量职业化培训机构居底层的金字塔式的人才培养机构。据统计,印度软件从业人员中,来自大专院校的仅占10%左右,90%左右的人才既是来自软件企业、又是IT培训机构的职业化培训机构。印度软件教育的突出特色是与产业密切互动,课程设置围绕企业需求,紧跟最新技术发展动向,学生一出学校就具备了较全面的实际工作能力。此外,大量的美籍印度移民是发展服务外包产业的重要资源,印度企业充分发挥美籍印度人的沟通作用,积极开拓美国市场。政府也积极鼓励美籍印度人回国创业。

  二是拥有良好的扶持政策。印度历届政府对信息技术,特别是软件产业的发展相当重视,先后成立了国家IT及软件推进小组、IT委员会等机构,还建立了高速数据传输网络,在财税等方面给予该产业诸多支持。早在1980年代中期,印度就提出“用电子革命把印度带入21世纪”,制定了积极的软件产业扶持政策。80年代后期,印度政府制定了重点开发计算机软件的长远战略。1991年印度税法规定,软件及信息服务出口企业2010年前免征所得税和出口关税,对生产软件产品免征流转税。此外,政策还规定,在软件园区注册的企业可享受10年免交所得税,政府还为软件企业创造了良好的金融环境,除大力吸收跨国风险投资之外,还在主要政策性金融机构设立软件产业风险投资基金,为软件企业提供信贷扶持。

  三是充分发挥行业中介组织作用。印度组建了软件和服务外包领域极有效的中介机构——全国软件和服务公司协会(NASSCOM),该机构是印度软件和服务外包行业的贸易组织和商会,致力于通过主动措施促使其成员采用世界一流的管理手段,构建并维持最高的质量标准,进而拥有全球竞争力。在印度软件和服务外包产业发展中,NASSCOM的会员企业是产业发展的主角,在其1988年创立时有38个会员,这些会员企业占全国产业总收入的65%,截止到目前,NASSCOM会员企业数超过数千家,占全国产业总收入的比例超过95%。该机构免费为成员提供年度市场分析报告、供应商档案等信息,组织到重要服务发包国开展商务推介,在打击盗版、提升印度国际品牌、建设数据资料库等方面也发挥了重要作用。

  四是高效的软件质量和项目管理能力。印度始终坚持采用国际上最先进的技术质量标准进行高起点的软件开发。NASSCOM规定,凡拥有10名员工以上的软件公司必须达到ISO9001标准认证。目前,印度已成为世界上软件公司获此标准认证最多的国家。此外,印度获得CMM5级证书的企业数量也名列世界前茅。严格、规范的质量保障体系,使印度软件企业对时间、质量、成本的控制能力大大领先于世界水平。目前,印度软件企业以其成熟的设计技术和实施能力著称于世,在管理信息与决策支持系统,银行、保险及财务应用,转移方法与技术,专家系统、人工智能系统、计算机辅助设计与制造等方面形成了强有力的竞争优势。
 

  我国工业软件发展建议
 

  经过多年发展,我国工业软件产业从无到有,取得了快速发展,2018年实现主营业务收入1477亿元,同比增长14.2%。其中,嵌入式软件、信息管理类软件(ERP等)、生产控制类软件(MES、DCS等)、研发设计类软件(CAD、CAE等)营业收入所占比重分别为57.4%、17.1%、17.0%和8.5%;我国已经在汽车、工程机械、航空航天、船舶、家电等领域初步建立了工业软件的产品体系,涌现出了华天软件、数码大方、广联达、用友、金蝶、石基信息等一批知名的工业软件供应商;从工信部《软件和信息技术服务业发展规划(2016-2020年)》的发布实施到国家数字化设计与制造创新中心的成立,无不彰显着我国工业软件产业发展迎来了政策春天。

  但要看到,我国一些工业软件产品与美国、德国、法国等国际先进水平相比仍存在很大差距。例如,在工业基础软件和工业设计仿真软件领域,市场几乎完全被国外产品垄断,自主版权的软件和平台系统依然缺位。其中,我国差距最大的是面向集成电路设计的工业软件,即EDA(电子设计自动化)软件,这方面全世界都被美国Cadence、Synopsys和Mentor三大公司垄断,占据了全球该行业每年总收入的70%左右。

  当前,我国正加快推动由“制造大国”向“制造强国”转变。工业软件作为智能制造的重要基础和核心支撑,对推动我国制造业转型升级、实现制造强国具有重要的战略意义。为此,要充分发挥我国强大的软件产业和丰富的人才资源优势,大力发展工业软件,提升我国制造业智能化发展水平。

  一是加强工业软件基础研究。推动工业软件建模引擎发展,促进特殊行业和领域的专用设计及仿真软件应用。支持高校和科研院所广泛参与各类标准建设,鼓励相关企业组建联盟,推动工业软件产品相互兼容,嵌入调用,构建产学研用协同创新网络,提升中高端供给能力。突破一批工业软件核心技术,加强对CAD几何算法、CAE有限次元算法等基础技术支持,支持汇集技术规范、操作规范、国家标准、经验公式、模型算法等软件核心内容及解决工具的行业知识库、模型库和算法库的建设。

  二是深化工业软件重点行业应用。工业软件,尤其是高端研发设计与生产过程控制软件是以领先用户需求为驱动的创新,需要依托于行业应用,若脱离了具体的行业需求与环境,应用效果有限。基于此,为推动我国工业软件产业发展,应在航空航天、轨道交通装备、高档数控机床与机器人、集成电路等重点领域,以智能制造示范工程或重大科技项目为牵引,由领先的制造业企业牵头,联合工业软件产业领域的国内外创新资源,开发计算机辅助设计与仿真、制造执行系统、企业管理系统、产品全生命周期管理等一批应用效果好、技术创新强、市场认可度高的工业软件产品及应用解决方案,推动在重点行业的深入应用。

  三是构建工业软件产业生态体系。以高端工业软件及系统为核心,建立覆盖研发设计、生产制造、经营管理等智能制造关键环节的工业云、工业大数据平台,形成软件驱动制造业智能化发展的生态体系。不断深化工业软件在工业互联网中的应用,培育工业互联网应用生态。支持工业软件企业联合工业企业,面向重点行业建设基础共性软件平台和新型工业APP库,构建工业技术软件体系,开展应用试点示范。支持有条件的地方或行业建设工业APP共享交易平台,丰富工业技术软件生态体系。

  四是完善人才和公共技术服务体系。联合国内工业软件龙头企业、高校和科研机构开展“产学研用”合作,构建和完善支撑工业软件企业技术研发、安全咨询、技术评测、成果转化的公共服务体系。支持企业建立面向行业的工业软件工程中心和企业技术中心。鼓励工业企业联合高校开展工业软件复合型人才的培养,支持工科院校开设工业软件课程,支持国内工业软件龙头企业与高校或培训机构合作,加强面向国产工业软件的实训,提升工业软件人才专业化水平。
 

  参考文献:
 

  1、 范围.唐山软件产业园项目风险管理[D]. 北京:北京邮电大学, 2008.

  2、 于兴伟.爱尔兰服务外包的发展及对中国的启示[D]. 天津:天津财经大学, 2010.

  3、 王健辉,东兴证券:工业软件产业报告之二:电子设计软件EDA是芯片产业皇冠上的明珠, 2019.

  4、 林雪萍,美国仿真软件的国家意志, 2018.

  5、 程叶青, 中国承接欧美地区服务外包的模式与区位选择研究[D]. 天津:天津财经大学, 2010.

  6、 王喜文,日本软件产业政策变迁, 2014.