通过中兴事件，几乎所有国人都明白了芯片的重要性。但说到卡脖子，中国制造业还隐藏着一个比芯片更底层、更薄弱的命门。
01
制造业设计能力
10月11日，工信部、发改委等十三部门联合公布了一份专项行动计划，名为《制造业设计能力提升专项行动计划》。
该行动计划提到，争取用四年（2019-2022）时间，有效改善我国制造业的设计短板问题，推动工业设计基础研究体系逐步完备。在高档数控机床、工业机器人、汽车、电力装备、石化装备、重型机械等行业，以及节能环保、人工智能等领域实现原创设计突破。同时，在系统设计、人工智能设计、生态设计等方面形成一批行业、国家标准，开发出一批好用、专业的设计工具。
具体目标方面，该行动计划提出，要在全国创建10个左右以设计服务为特色的服务型制造示范城市，发展壮大200家以上国家级工业设计中心，创建100个左右制造业设计培训基地。
工信部指出，随着新一轮科技革命和产业变革的到来，设计能力不足已成为影响我国制造业转型升级的瓶颈问题和重要因素之一。我国制造业在设计基础研究与数据积累、设计工具与方法、设计人才培养、试验验证以及公共服务能力等方面亟待加强。
为此，行动计划设定了未来四年的五大任务，包括夯实制造业设计基础、推动重点领域设计突破、培育高端制造业设计人才、培育壮大设计主体、构建工业设计公共服务网络等。同时它还细化了具体措施，其中最值得注意的一项措施是“开发先进适用的设计软件”，更具体的工作包括：
顺应网络协同设计趋势，积极推进工业技术软件化；在相关重大项目建设中加大对关键设计软件的支持力度；推进三维几何建模引擎等研发设计软件关键核心技术攻关；布局基本求解算法库、标准零部件库、行业基础数据库和知识库，促进源代码资源开发共享，降低企业研发成本等。
基于此，行动计划推出的第一项工程就是“关键设计软件迭代工程”。
然而行动计划一经发布，经过例行的解读和消息通报后，很快便在公共话语空间中销声匿迹，基本没有更进一步的关注和讨论。
02
一件名为工业互联网的外衣
与此形成鲜明对照的是“工业互联网”——我国正在主推的制造业转型升级的另一项重要工作。
在《制造业设计能力提升专项行动计划》发布的当天，2019中国国际数字经济博览会在石家庄开幕。工信部部长苗圩在会上表示，工信部将坚持新发展理念和高质量发展要求，立足制造强国和网络强国建设全局，深入实施工业互联网创新发展战略。
之后，10月14日工信组织召开全国电视电话会议，学习宣贯工信部等十部门联合印发的《加强工业互联网安全工作的指导意见》。
18日在2019工业互联网全球峰会上，工信部副部长王志军介绍，自2017年《国务院关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》发布以来，中国已相继出台工业互联网发展行动计划等一系列政策文件，20余个省、自治区、直辖市发布了本地工业互联网扶持政策。而围绕工业互联网创新发展工程，去年国家财政投入了30亿元，今年财政计划投入30亿，但实际投入了至少有六七十个亿。
紧接着，从第二届工业互联网安全大赛上传出消息，目前国内具有一定行业和区域影响力的工业互联网平台总数超过了50家，重点平台平均连接的设备数量达到了59万台。
24日，在2019第二届中国（绍兴）工业互联网创新发展论坛暨智能制造推进大会上，工信部电子科学技术委员会副秘书乌宝贵表示，我国工业互联网产业已经从概念普及期进入实践深耕阶段。
工信部总经济师王新哲则在第二届工业互联网网络创新大会上指出，工业互联网是新一代信息技术变革与新工业革命历史性交汇所形成的重大战略方向，是数字经济发展的关键基础设施。
进入11月，2019年产业互联与数字经济大会暨第二届工业互联网平台创新发展大会在苏州开幕，工信部在会上发布了2019年跨行业跨领域工业互联网平台，海尔、用友、浪潮、华为、富士康、阿里等10家企业的工业互联网平台榜上有名。
短短一个月，围绕工业互联网的各类推进会议、顶层讲话，其密集程度，让人叹为观止。反观“制造业设计能力提升”，应者寥寥。
南山工业书院创始人林雪萍曾撰文指出，“当许多人都在沉迷工业互联网、人工智能、大数据来推动制造业转型升级的时候，没有人意识到这些概念如果脱光了一层一层衣服，最内核的都是工业软件。”
“没有工业软件工具层面的支撑，任何工业互联网平台都或将沦落到一个平庸的外壳。”他认为。
03
制造业的致命暗伤
时间回到去年4月，美国商务部宣布禁止美国公司向中兴出售元器件、软件和技术等产品，为期7年。尽管早有心理准备，但是该决定仍然震惊了国人。
事件发生后数日，美国软件公司Cadence在内部邮件中称，将停止对中兴的服务。Cadence不是一家普通的软件公司，它是全球最大的电子设计自动化（EDA）公司。EDA软件是所有芯片企业进行芯片研发、设计的必备工具，高通、三星包括海思等企业离开EDA软件，芯片将无从谈起。
Cadence断供软件，意味着中兴将失去自研芯片的基础工具，芯片自主之路将越发困难。国内虽有同类厂商，但有分析指出，本土EDA企业与国外巨头之间至少存在20年的技术差距。
也就是说，美国企业断供几十亿、上百亿美元的芯片产品给中兴带来的深刻影响，Cadence可能只需要断供数百万美元的软件就能达到。
“EDA的重要性，几乎跟芯片产业平起平坐。而作为支点产业的EDA软件，如果翻不了身，芯片行业再投入几万亿，也绝无翻身可能。”
Cadence在中兴事件中一闪而过，也同样没有引起国内制造业的太多关注。在解读、总结中兴事件时，多数国人都在疾呼芯片自主的重要性，然而却少有人意识到EDA等工业软件对于中国制造业，尤其对于航空航天、车船、军工等高端制造业所具有的深层意义。
国内对于工业软件的定义，通常包括生产管理软件、研发设计软件、生产控制软件、协同集成软件及工业装备嵌入式软件。其中研发设计类软件主要包括计算机辅助设计CAD、仿真软件CAE、辅助制造CAM、电子设计自动化EDA等。生产管理类则包括应用广泛的企业资源计划ERP、供应链管理SCM、客户关系管理CRM等软件。
《2018年软件和信息技术服务业统计公报》数据显示，2018年我国工业软件实现收入1477亿元。据预测，未来几年时间我国工业软件需求将保持10-15%的增长速度，到2021年市场规模将达到2千亿元，到2024年将接近3千亿元。
在我国工业软件领域，嵌入式软件占主导地位，而技术含量最高、最具有核心价值的研发设计类软件其市场体量并不高。以2016年的数据为例，我国嵌入式软件占工业软件的比重为63%，研发设计类占8.3%，生产管理类占10.6%，生产控制类占13.3%，协同集成类占4.8%。
有研究机构指出，目前我国本土工业软件的基本特征是管理软件强、工程软件弱，低端产品多、高端产品少。以我国本土的研发设计类软件为例，其市场占有率仅为5%左右。
诸如CAD、CAE、EDA等研发设计类软件，尽管在工业软件中占比很小，但其价值完全不能以市场规模来衡量。该类软件有几个显著特点：软件本身的产值很小，但开发时间却很长、投入很高；其对制造业的间接拉动效应在100倍以上，作用大却不起眼，其真正价值相当隐蔽；另外，除了厂商本身的努力，用户的扶持是该类软件发展必不可少的因素，甚至是决定性因素。
04
曾经的春天
公开资料显示，我国的研发设计类软件起步并不晚。1963年计算机辅助设计CAD在美国诞生，我国随即开始研究相关技术在航空、造船中的应用。1980年，全国高等学校CAD研究会在北京成立。1984年，北京航空学院的唐荣锡教授带队研制出我国第一个多面体实体造型原型系统PANDA。1986年，航空工业部的7760计算机辅助飞机设计、制造及管理系统，被誉为当年十大科技成果之首。
1992年，超大规模集成电路计算机辅助设计（IC-CAD）熊猫系统通过国家鉴定。该系统覆盖了全定制集成电路正向设计的全部功能，代码条数达到182万。它与断供中兴的Cadence，同属EDA软件。
上世纪末，我国十分重视CAD软件的发展。1983年国家科委等8部委在南通召开首届CAD应用工作会，会上出现了发展自主CAD的呼声。863计划则提出了进一步深入研究CAD的可实施计划。机械工业部投入8200万，组织开发了4套CAD通用支撑软件和24种重点产品的CAD应用系统。
八五期间（1991-1995），国家科委向国务院上报《大力协同开展CAD应用工程》的报告，“CAD应用工程”在全国启动。据统计，八五期间我国在CAD领域累计投入资金近8亿元，国产CAD软件产值近1亿元，产生间接经济效益超百亿。
八五启动的 “CAD应用工程”，在九五被列为重中之重项目。机械工业部1995年秋启动了为期一年的“1215工程”，要求试点企业在短期内、在主导产品设计上甩掉绘图板。1997年被机械工业部定义为“CAD应用发展年”，核心任务是实施“1550工程”。所谓“1550”，其含义是：建立1个机械工业CAD咨询服务网络体系，完成5个应用软件的开发和产业化，培育50家CAD应用示范企业……
1996年，国产CAD软件产业联盟在上海亮相。第二年联盟与国家科委“全国CAD应用工程协调指导小组办公室”联合推出了“97国产CAD金秋行动”。办公室提供资金补贴，联盟成员提供产品，在全国范围内推广CAD应用。
同一时期，建设部印发《全国工程勘察设计行业“九五”期间CAD技术发展规划纲要》，CAD开始在交通、建设等系统展开应用。
有统计显示，上世纪最后十年，我国从事CAD研究与开发的机构有300多家。据相关报告数据，“八五”期间，高华公司的GH-CAD软件的总装机量，在1年内就达到了5000多套；中科院凯斯软件CASS的PICAD支撑软件平台达到国外先进的二维CAD水平，软件装机量有8000多套。另据原全国CAD办公室的数据，“九五”期间我国在CAD领域累计投入24.3亿元，自主版权的CAD软件年销售额6.5亿元，年产值超3000万元的CAD企业有7家，合计年产值近4亿元。
05
“未来”未来
2001年6月，科技部召开“全国CAD应用工程技术开发与应用示范”验收会，始于八五的“CAD应用工程”至此终结。同年底我国正式加入WTO。
由20世纪进入21世纪，国产CAD也从二维进入三维时代。随着入世，国外高端成熟的软件以及大量厂商涌入我国市场，再加上盗版风行，我国工业软件尤其是研发设计类软件被逐渐挤出市场，越来越趋于边缘化。同时，我国CAD从二维到三维的过程并不顺利，软件商业化水平也较低。在多方因素的综合作用下，此前二十年势头良好的国产CAD，在新世纪里急转直下。
国产CAE与国产CAD的发展路径近似。上世纪八十年代到九十年代中期，我国CAE产业曾有过一段快速发展时期。之后十余年里，因国外厂商与软件的冲击，国产CAE软件渐渐沉寂。
有分析指出，现阶段从分散在各行业的CAE软件水平看，我国CAE软件与国外相比有二三十年的差距；如果从商业化进程看，我国CAE软件至少落后国外四十年——而且还在逐渐拉大。林雪萍指出，中国CAE的主要差距不完全在技术本身，而在于将其从科学计算程序转向软件工程这一环。
“国外CAE厂商的发展，源头往往都是来自工业制造本身，很多脱胎于工业工程技术的需要，然后借助于资本和并购的驱动，实现接连撑杆跳的跳龙门……而中国CAE，则基本上都是走了一条从高校科研出发、止步于院所的路线。”他指出，“一个有效的软件要走向市场，需要经历过三个阶段：基础研发、工程应用到最后的商业转化，这三个阶段的投入为1:5:25。”
然而我国CAE往往止于基础研发，一个很重要的原因就是后续商业化的投入要比基础研发大太多。投入不足，软件从实验室到商业化的转化便无从谈起。我国研发设计类工业软件在新世纪里被快速边缘化的情况，与这种转化机制有很大关系。当然，更直接的原因则是来自国外软件的巨大竞争优势与盗版软件的挤压。
据统计，十五、十一五期间，我国在三维CAD研发上总共投入了4-5千万元，CAE领域大概是一年1千万左右的投资水平。据估计，从十五到十二五，三个五年计划国家对三维CAD/CAE等核心工业软件研发的投入不足2亿元。
而全球最大的CAE仿真软件公司Ansys在2016年的研发投入为20亿元人民币左右——一家国外CAE仿真软件公司一年的研发投入，相当于我国三个五年计划投入的10倍。上月出台的《制造业设计能力提升专项行动计划》能否改变这一局面？值得整个中国制造业期待。
参考：
《工业软件大变局》
《“失落的三十年”工业软件史》
《国内外CAE软件的差距及自主路》
《飞檐走壁的国产CAD》
《中国仿真软件坎坷路》
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