枭龙战斗机是中国第一款全面无纸化设计的战斗机，相比起传统战斗机的设计过程，枭龙的设计进度极其迅速。这背后，离不开工业软件的功劳。2018年11月，广东珠海。在珠海航展的飞行表演环节，来自巴基斯坦空军的飞行员驾驶着中巴联合研制的FC-1枭龙战斗机进行了精彩的飞行表演。FC-1枭龙战斗机，是中国航空历史中非常重要的一种战机——它不仅是中国与巴基斯坦联合研制的第一种战斗机，也是中国第一款全数字化设计的战斗机——从研制合同到首飞只用了短短4年时间，研制周期极短但性能却颇为强大。“枭龙”的研制之所以如此成功，背后离不开先进工业软件的辅助。
但对于中国制造业来说，工业软件却可能是最脆弱的一块短板。中国在工业设计软件上的表现一直呈现出一种“不温不火”的状态，在高端工业设计软件上更是一片空白——人们常说中国的制造业“缺芯少魂”——“缺芯”指的是缺少芯片，“少魂”则是指缺少工业软件。高端的芯片和工业软件是中国制造业的短板，也是中国发展高端制造业前必须攻克的一道关卡。越是高端的制造业，就越离不开工业软件的支持，《中国工业软件白皮书》中直言：失去工业软件市场，就会失去产业发展的主导权；而掌握工业软件市场，则会极大地增强中国工业体系的韧性和抗打击性，发展成为工业强国打下坚实基础。
工业软件是什么
我们不妨从一辆汽车的身上来感受一下工业软件到底是什么。在今天的世界，一辆汽车的诞生，是从CAD（计算机辅助设计）软件开始的。当汽车公司决定生产一款新的车型，便会下达一份设计任务书，随即根据任务书设计草图。草图一旦通过，造型师便直接利用CAD软件开始设计车身形状，输出车辆的三维几何模型。另一种设计方式也和CAD软件相关，造型师们会用油泥制造一个车身模型，然后对这个模型进行测量，最后利用CAD软件结合实际的测量结果生成三维几何模型。有了三维模型，设计师们则可以利用多种CAE软件（计算机辅助工程）来对车身进行分析，包括但不限于分析车身的空气动力学、人体工程学、结构强度等指标。车身上的每一条弧线的弧度、挡风玻璃的倾斜角度等参数都不是拍脑袋想出来的，都是依靠CAD、CAE软件计算出的结果。
CAD、CAE就是工业软件家族里颇为典型的两类软件，而工业软件是一个庞大而繁杂的体系。根据其所在的环节划分，大致可以分为四类。第一类，研发设计，包括计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程、计算机辅助工艺规划(CAPP)、产品数据管理(PDM)、产品生命周期管理(PLM)、电子设计自动化(EDA)等。第二类，生产制造，包括可编程序逻辑控制器(PLC)、分布式数控(DNC)、集散式控制系统(DCS)、数据采集与监控系统(SCADA)、高级计划与排程(APS)、环境管理体系(EMS)、制造执行系统(MES)等。第三类，运维服务类，包括应用性能管理(APM)、维护维修运行(MRO)管理、故障预测与健康管理(PHM)等。第四类，经营管理类，包括企业资源计划(ERP)、项目管理(PM)、供应链管理(SCM)、客户关系管理(CRM)、人力资源管理(HRM)、企业资产管理(EAM)、知识管理(KM)等。
实际上，由于工业软件的体系过于庞大，目前业内对工业软件还没有一个统一的定义，缺乏标准化的描述——根据工信部和业内人士的共识，我们只能说，工业软件是工业技术软件化的成果。根据工业和信息化部电子第五研究所《工业技术软件化研究报告》所言，工业技术软件化是一种充分利用软件技术，实现工业技术/知识的持续积累、系统转化、集智应用、泛在部署的培育和发展的过程，其成果是产出工业软件，推动工业进步。
从这个意义上来说，工业软件实际上是利用软件技术实现对工业技术、知识、流程的永久固定和随时复用。举一个较为肤浅的例子以便于理解，在工业软件出现之前，操纵机床加工金属的技艺往往掌握在以“老师傅”为代表的高级技工手中，多年积累的工艺知识只能通过口口相传的方式教授给下一代的年轻工人。而工业软件出现后，一个普通人经过短期的培训就可以在工业软件的辅助下，利用数控机床制造出精确程度不输给老师傅的金属器件。
根据《中国工业软件白皮书》的归纳，具备以下两个要素的软件即可视为工业软件：第一，软件中的技术、知识以工业内容为主；第二，软件最终的作用是直接为工业过程和产品增加更多价值。因此，诸如Office、PS、微信、Windows操作系统等通用软件虽然可以在某些场合满足工业生产环节里的某些功能，但并不属于工业软件。
基于上述内容，笔者个人对工业软件的“定义”是：工业软件是对先前工业知识与技术的总结与存档，使之前无形的知识、技术变成可以长期多次复用的“工业工具”和“效率倍增器”——这些知识和技术既可以是设计环节里的灵感，也可以是制造环节中的工艺，还可以是管理层面的经验。
从发展史上来看，工业软件起源于20世纪60—70年代，当时积极研发工业软件的力量几乎都是欧美军工巨头：洛克希德、波音、达索、NASA。工业软件发端于这些航空航天企业或机构，正是因为这些实体代表了那个年代工业的最高水准，也因为这些实体生产的都是超音速战斗机、大型喷气式飞机、导弹、火箭之类的复杂产品，它们尤其需要工业软件来帮助进行产品的研发。
以高铁为例，高铁列车在行驶中会受到极其复杂的空气动力学影响——除了迎面的空气阻力，还有因为高速行驶带来的升力、横向力以及各种方向的力矩。除此之外，高铁列车通过隧道时还会遭遇强烈的隧道压力波，两列高铁列车会车时也会产生强烈的压力波——高铁的空气动力学问题甚至可能比飞机更复杂。为了解决这些问题，就需要科学合理地设计高铁列车的车头造型——不仅要满足美学上的偏好，也要满足科学上的要求。这就必须使用计算机辅助工程软件来进行仿真分析，计算不同车头设计的空气动力学效果。
笔者认为，工业发展水平和工业软件是一种相辅相成的关系——高等级的工业发展水平催生了工业软件的需求，发达的工业软件促进了工业的进一步发展——越是高端的制造业，越能刺激工业软件的发展，也越需要工业软件。毕竟，工业软件，是设计、制造顶级工业品的基础。
中国工业软件现状
相较于世界一线厂商，中国工业软件仍旧存在一些较为严重的问题。其一是“品类不全”，管理类工业软件已经接近世界先进水准，但设计和工程软件则几乎是空白。其二是“有点无面”，只在某些单点技术上达到了国际先进水平，没有领先的通用工业软件。
另外，中国目前95%的研发设计类工业软件仍旧依赖进口。国产设计软件只能满足一些工业机理简单、系统功能单一、行业复杂度较低的领域——国产CAD软件主要用在模具、家具家电、通用机械、电子电器等行业。
随着最近几年我国开始重视工业软件发展，加大对工业软件的投资力度和研发强度，中国工业软件发展迅速，一部分核心软件技术取得了突破性的进展，拥有了一系列自主可控的工业软件产品。根据历史经验，工业软件水平实际是由工业水平决定的，工业软件的发展和工业转型同步。笔者认为，中国工业软件之所以会存在“品类不全”“有点无面”的问题，根源在于中国工业的发展水平仍然落后于先进国家。
从CAD和CAE软件来看，全球市场规模在86亿美元以上，60%以上的市场都被法国达索、德国西门子、美国参数技术3家控制，中国市场仅占7.3亿美元。即便在国内市场，95%的市场份额也被这3家和美国Autodesk控制。更不容乐观的是，国产CAD软件目前仍停留在2D领域，且即便是2D，国产化率也只有11%，主要应用在建筑、机械之类的中低端制造业。而诸如达索、西门子之类的高端CAD软件则都已经迈入了3D时代，被广泛应用在医疗设备、高端仪器的制造上。CAE软件方面，全球市场规模81亿美元，仍然主要由西门子、达索、ANSYS等海外厂商控制，国产化率不足5%。
在笔者个人看来，中国工业软件目前的局面仍然不容乐观。国产厂商在CAD和CAE软件的缺位只是表面，深层次的因素是中国制造业继续转型升级的客观现实——中国占了全球近三分之一的制造业产能，但中国工业软件市场只占全球工业软件市场不足10%的比重，这种“不匹配”，恰恰说明绝大多数中国制造业企业仍旧从事的是较为低端的制造工作，还没有发展到需要运用工业软件帮助生产的阶段。
华为的任正非在谈及芯片问题的时候说：搞芯片砸钱是不行的，得砸数学家、物理学家、化学家，中国要踏踏实实在数学、物理、化学、神经学、脑科学各个方面努力，我们才能在这个世界上站起来。这段话放在工业软件也是说得通的——高端工业软件是工业技术和知识的凝结，而工业技术和知识的底层则是数学和物理学——中国企业不重视基础研究，也就无法获得适合工业软件成长的土壤。
