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

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

“經過了兩年半的內部測試和半年的壓力測試，今天我們正式發布工業仿真云產品，希望通過這款產品為索辰科技注入新的力量。”在索辰科技工業仿真云產品上線發布會現場，索辰科技副總裁孫揚表示，上云后，工業仿真軟件可以幫助下游應用端節省產品開發時間、降低開發成本。因此，該產品或對中小企業有一定的吸引力。

國內唯一一家CAE行業上市公司

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

一位行業人士坦言，CAE軟件屬于研發設計類工業軟件，在航天航空、兵器船舶、汽車、電子電氣、醫療設備等領域均有廣泛應用，在民用領域的市場規模非常廣闊。根據企業2023年半年報及年報，2023年上半年索辰科技實現營業收入2.15億元，同比增長35.36%；其中工業仿真軟件的銷售額實現1.54億元，同比增長328.15%。2023年全年，公司實現營業總收入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品及銷售體系，國產品牌想要突破有一定難度。”前述行業人士表示。


上云后或發力中小企業市場

將工業仿真軟件上云，是索辰科技邁出的探索性一步。記者注意到，工業仿真云是索辰科技上市時的募投項目之一。在發布會現場，孫揚表示，憑借該產品，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頁進行仿真分析，使用工業仿真軟件的成本有望降低，因此，企業也有望將下游市場拓展至高校、中小企業等客戶群體中，并通過使用，完成產品迭代及用戶習慣的培養。

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

在發布會現場，記者獲悉，目前，索辰科技的通用結構/聲學軟件已經進入了部分高校，培養了一定的客戶基礎。上海交通大學船舶海洋與建筑工程學院副教授李清表示，索辰科技的相關軟件已走進該學院的教學課堂，成為培養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內國產自研的頂尖軟件工具，更為將來步入工業界打下堅實基礎。”


工業軟件的卡脖子難題

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

工業軟件，被公認為“工業制造的大腦和神經”，是數字經濟時代工業領域的“皇冠”。現代制造就是在工業軟件的基礎上建立起來的，如在產品設計領域，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十萬張。

但是，在中國制造獨步天下的同時，我國在工業軟件上卻非常薄弱。

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。相關數據顯示，這三大巨頭企業的市場份額占比超過7成。

CAD軟件市場的境況同樣如此。東方證券的數據顯示，達索、西門子、PTC以及Autodest在中國市場占有率高達90%，國內中望軟件、蘇州浩辰、數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，哈爾濱工業大學、哈爾濱工程大學等多個科研機構和公司，被美國列入實體清單，此后兩校師生發現無法再通過學校賬號登入海外數理分析軟件MATLAB。

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

為什么中國工業軟件差距如此大？首先是門檻高，工業軟件看起來是軟件，背后實際上非常復雜，涵蓋概念、框架、系統等設計，以及數字物理樣機、仿真驗證登終端環節，涉及結構、機械、磁聲、光、電、熱、力、流體、振動等眾多領域，是一個規模宏大、多學科深度交叉、技術高度融合的復雜系統。一個數據可以佐證，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，國內外的差距也很大。華為工業軟件及工業云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，歐美前十大工業軟件企業員工總數將近20萬，中國前十大工業軟件企業員工總數不足5000；技不如人。

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

中國自主CAE發展的關鍵策略

如今，宏觀環境非常有利用于中國自主仿真發展，長時間發展的通道已經形成。戰略上，這是一個好的時代的到來。但戰術上，國際產業的發展歷程證明，CAE是一項高投入、見效慢的產業。如果不能很好地利用國情、后發優勢和中國市場特點，完全復制國外的發展路徑，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和產業的發展，但戰略選擇和戰術確定上仍然有許多需要解決的難題。


1、仿真技術研究和積累

仿真是個傳統產業，經過60多年的發展，基本形成一套穩定的國際格局。無論從技術上還是商業上已經形成完整版圖。中國CAE研發單位需要繪制一套明晰的技術和產業地圖，需要分析清楚：

1）產業珠峰的高度；2）珠峰登頂的路線及陷阱；3）我們的當前位置。


2、中國用戶剛需的準確識別

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

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。我們在用戶現場觀察發現：國際先進的仿真軟件在用戶方經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，而是中國工業水平所限。國際軟件是根據產出國的工業水平的需求開發。依據當前中國的工業水平，我國用戶對工業軟件的需求必然不高。經過分析，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。開發出第一套仿真軟件其實并不難，難的是這套軟件是否經得住實際工程的考驗。國際先進仿真軟件都要經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，要么由用戶在企業現場做大量應用。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。所以一家新出現的仿真公司或新出現的仿真軟件，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”的現象是國際軟件留給我們的機會。我國政府為企業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仿真應用實效不高的問題，逐步實現自主軟件的替換。


5、商業通路及規模化推廣

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

國產工業軟件如何突破核心自主可控技術難關？

工業軟件中，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。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研發與創新很重要。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，大灣區已經陸續出臺了非常好的人才政策，可以吸引國內外人才與科研團隊扎根，給了我們很大信心和支持。

第二是產品方面一定要堅持自主創新。當前，自主CAE軟件與國際商軟在技術成熟度上仍有較大差距，需較長時間才能實現趕超，這個過程中一定要咬牙將核心技術自主研發堅持到底。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，期間也遇到過發展環境非常低迷的時候，但仍然還是堅持下來了。

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