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工业软件的AB面

www.cechina.cn2020.11.19阅读 4430

  2020年,工业软件发展所面临的“危机”,如同硬币的两面,在时代强光的照射之下尤其引人注目。
  硬币的A面首先是“危“。
  2020年年中,MATLAB等多家国外知名工业软件产品在国内多家机构被禁用,让很多业外人士都关注到了这一系列“卡脖子”的关键技术问题。
  其实过去较长一段时间里,对工业软件行业发展的反思一直都有,甚至不乏激烈之辞。比如有文章就称,工业软件行业的过去是“失落的三十年”,认为工业软件不仅仅是短板,而是“断”命之板,可谓“爱之深责之切”。
  硬币的B面是“机”。
  近几年随着工业4.0、智能制造和工业互联网等概念名词的火爆,一方面是新产品形态和新商业模式加速涌现,另一方面的好处则是让工业软件等基础产品技术的核心地位重新得到体认。
  2018年,工信部曾印发《工业互联网APP培育工程实施方案(2018-2020年)》,提出至2020年培育30万个面向特定行业、特定场景的工业互联网APP,全面覆盖研发设计、生产制造、运营维护和经营管理等制造业关键业务环节的重点需求。
  今年11月,在第三届中国国际进口博览会上,卡奥斯COSMOPlat联合中国工业互联网研究院等20家单位,联合成立工业软件和工业APP联合创新中心。中心的任务是推进建立国家工业APP公共服务平台,加快形成工业APP生态体系。
  在创投方面,过去两年里,工业互联网领域已经吸引了大量的投资资金。仅2020年上半年,投入到这个领域的资金就超过100亿元。其中,像芯华章、中智软创、数巧科技、爱普特、华天海峰等新创企业纷纷获得数千万元以上的融资。
  总起来看,工业软件与芯片、操作系统等领域一样,涉及的产品技术、应用场景既深且广,有些话题被街谈巷议的同时,还有很多同样重要的话题被层层深埋。
  近期,我们访谈了中英美多位行业专家,同时翻阅了国内外数十份行业分析报告,试图找到此时此刻我国工业软件行业最核心的发展逻辑。截至目前,我们的主要洞察如下:
  1,严格意义上的工业软件市场空间超过2000亿元,融合了工业软件、升级后的工业互联网市场空间高达10000亿元;另外,当工业软件与行业Know-how相结合,在航天航空、汽车、化工等每个典型行业中,都造就了一个超过千亿元的细分市场;
  2,目前我国工业软件企业主要的发展路径有三条:一条路正面仰攻以工业设计软件为代表的基础软件高地;另一条路垂直深耕化工、航空等行业纵深腹地;再一条路则是战略跃进工业4.0时代的工业互联网体系;
  3,化工行业的结构升级给深耕这一行业的工业软件厂商带来极大的发展空间,中智软创作为深耕者的代表,其RTO(实时优化)方案同时融合了英国曼大的行业机理模型、卡耐基梅隆大学的人工智能算法和部署了自有MES产品的应用场景,这一“顶配”模式正在加速占领市场空白地带;
  4,工业软件企业的发展可以分为三个阶段,从做单品起步,到系统化平台初步成型,再到成为工业互联网平台打造自己的生态体系,同时在某些垂直整机业务上开宗立派,这个打怪升级的过程也是企业在产品和行业两方面的理解力、掌控力、统治力不断增强的过程;
  5,行业越喧嚣,越要回归本质,切实关注四个关键要素,分别是场景、产业定律、产品化能力和资本工具;
  市场空间:千亿万亿不是事
  何为工业软件?
  工业软件指专门或主要用于工业领域,以提高工业企业研发、制造、管理水平和工业装备性能的软件,大概可以分为研发设计、生产控制、信息管理和嵌入式等四类。工业知识造就工业软件。工业软件首先是“工业品”,其次才是“软件产品”。工业品的属性决定了工业软件具有高度的复杂性,这不仅体现在工业生产的行业、专业、技术、流程差异大,也体现在对于数据颗粒度,计算精确度的高标准。

  对于任何一个进入泛工业软件领域的企业来说,他所面临的都是一个巨大的市场。但在另一方面,因为工业软件的产品形态和商业模式还在迅速进化控制工程网版权所有,所以对于不同企业来说,因为成长路径不同,他们所能看到的市场到底有多大却不尽相同。
  具体我们可以分三个层次来说。
  首先笼统地来说,工业软件领域是一个超过2000亿的大市场,而工业软件之所以规模巨大,从根本上说是因为在复杂性上无与伦比。
  工业领域的复杂体现在三个方面。
  首先是行业复杂。简单来说,可以分为流程行业&离散行业两大类别,两大类别之下又可以分为工业大类、中类和小类。我国拥有世界上门类最齐全的工业体系,包含41个工业大类、207个中类、666个小类。像航天航空、机械、汽车、消费电子、军工、制药等垂直行业都是典型代表。
  其次,专业种类上同样非常复杂,机械、电子、光学、声学、电磁学、流体、热处理等众多专业的知识和经验汇聚其中。所以说工业软件与常规IT软件不同,绝对是一个跨学科的产品。
  第三,产品制造工艺复杂。航空工业一直以其复杂的制造工艺而著名,据说仅波音737机身就有超过20,000个零件。要生产一个工业品出来,涉及到的环节包括了研发、设计、生产、测试、运维、供应链管理等等,其间可能涉及到无数个国家、无数个工厂间的协作。

  说完复杂性,再说体量。
  具体到中国,自1952年工业化开始, 按不变价计算,我国工业增加值从1952年的120亿元增加到2018 年的30.52万亿元,年均复合增速12.6%。
  近年来,我国工业软件发展驶入快车道。工信部数据显示,2016―2019年我国工业软件产业发展增速保持在15%―20%,远高于全球市场5%左右的增速;2019年,工业软件产品实现收入1720亿元,2020年预计将突破2000亿元。
  但从总体来说,作为全球工业产值最大的国家,中国工业软件上还是比较落后,这也导致在工业精细化、智能化生产和管理方面,远落后于欧美国家。

  如果从比例上看,2018年全球工业软件市场规模为3893亿美元(增速5%),中国工业软件市场规模为1678亿元(增速16%),仅占全球工业软件市场规模的6.3%(数据来源:中泰证券)。相比之下,2019年我国工业产值占全球工业产值的23%(数据来源:世界银行),工业软件未来发展空间巨大。
  其次,从工业软件的升级版——工业互联网——的角度来看,市场空间可达万亿。
  工业互联网是连接智能制造产业“云”与“端”的纽带,通过平台、软件、数据、算法将设备(工业机器人、智能机床)和信息(供应链管理)互联,提升制造业智能化水平。
  由此可见,工业软件是工业互联网的一个组成部分。工业软件对工业流程进行数字化表达,打通各个生产环节,建立数字孪生体。工业互联网利用物联网和边缘设备收集工业大数据,而工业软件则负责工业大数据的处理和利用CONTROL ENGINEERING China版权所有,数据反哺生产,实现工艺与管理的优化。
  工业互联网架构下,工业软件的产品形态发生变化。因为数据交互实时性和互联互通要求高,推动工业软件向轻量化的工业APP裂变。

  那么,从这个角度来说,市场有多大?
  根据埃森哲预测,2020年全球工业互联网领域投资规模将超过5000亿美元。根据工信部数据,2017年中国工业互联网直接产业规模为5700亿元,2017年-2019年年均复合增速为18%。工信部预计,2020年其规模有望突破10000亿元。
  其三,我们除了看到2000亿到10000亿的总体市场空间之外控制工程网版权所有,还需要拎出来专门强调的一个领域:当工业软件供应商延伸到行业内部署工业应用、提供增值服务时,我们在航天航空与防务、汽车、化工等每个行业中,面临的几乎都是高达千亿元的垂直细分大市场。
  在这里,我们理解工业软件与传统IT软件不太一样。我们理解工业软件,不仅仅是从工业或者软件的单向角度去理解,而是应该从这两个要素双向的相互影响的角度来理解。工业化先进程度决定了工业软件的先进程度,工业软件的先进程度决定了工业的效率。有什么样发展程度的工艺流程,就有什么样的工业软件(引自华泰证劵)。
  也正因此,工业软件和行业Know-how结合之后衍生出来的增值服务市场,可能比狭义上的工业软件市场还要大。
  以石化行业为例CONTROL ENGINEERING China版权所有,化工行业是典型的流程工业,工艺过程复杂、系统耦合性高、连续性强。精准的自动控制,是平稳、高效、安全生产的前提。国内化工行业普遍在原料管理及能源管理、设备的管理维护等方面普遍粗放落后,资源利用效率亟需提升。

  如果只看化工行业相对常见的MOM及生产管控市场,其规模大概在50亿元以上,但如果我们在MOM和生产管控市场之外,再看一下技术要求更高的RTO(实时优化)产品,就会发现一个更大的市场。
  目前国内石油化工企业平均数据采集率80%左右,实时优化投用覆盖率不足5%,先进控制投用覆盖率不到40%,且大都采用人工经验调整控制器参数。(数据来源:中国智能制造系统解决方案供应商联盟)。国内化工企业实时优化覆盖率不足5%,先进控制覆盖率不到40%,大都采用人工经验调控。
  按照优化业务在炼化、煤化工、化工园区三大细分市场,其规模分别可以达到86.4亿、280亿、480亿元的规模。加总之后,保守估计市场规模达到898亿元。
  再往上看,根据《IDC 2020年制造业IT支出指南》数据显示,2019年中国制造业IT支出中,航天航空与防务、汽车、化工是制造业细分行业中IT支出的前三大行业。其中,2019年化工行业IT支出为19.1亿美元,随着“十四五”规划对能源化工转型的持续推动,化工行业未来的IT支出将持续增大。IDC预测,2019-2024年化工行业IT支出的复合增长率将达到10.2%。
  那么,以上几项加总,大化工行业与工业软件相关的市场总规模已经超过千亿(898亿+140亿)。
  小结
  综上所述,工业软件背后是数学、物理、是工程,最终无论是软件化还是工业互联网化,可能只是其最后一步的表现形式。
  在这波行业升级的大潮中,仰攻者必须学会隐忍潜行,深耕者需要多加敬畏行业,跃进者则要注意做好空地协同。
  从做单品起步,到系统化平台初步成型,再到成为工业互联网平台打造自己的生态体系,然后在某些垂直整机业务上开宗立派,每一个成长阶段都面临着停滞、内卷的风险。
  每一个玩家都要搞清楚自己处在发展的哪个阶段CONTROL ENGINEERING China版权所有,需要观照好场景、产业定律、产品化能力和资本工具等几大要素,持续用力、久久为功。
  面对如此大的市场机会(国产替代)和产业机会(新基建/工业互联网等),我们也呼吁所有的工业软件公司,能够站在一个更高的层面上,找准自己的时代命题,适时进行产品、行业以及资本层面的扩张。因为眼下可能就是那个最好的时机。
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