工业软件

       一般来讲工业软件被划分为编程语言、系统软件、应用软件和介于这两者之间的中间件。其中系统软件为计算机使用提供最基本的功能，但是并不针对某一特定应用领域。而应用软件则恰好相反，不同的应用软件根据用户和所服务的领域提供不同的功能。

概述

       工业软件大体上分为两个类型：嵌入式软件和非嵌入式软件。嵌入式软件是嵌入在控制器、 通信 、传感装置之中的采集、控制、通信等软件，非嵌入式软件是装在通用计算机或者工业控制计算机之中的设计、编程、工艺、监控、管理等软件。

       尤其是嵌入式软件，应用在军工电子和工业控制等领域之中，对可靠性、安全性、实时性要求特别高，必须经过严格检查和测评。还要特别强调的是与设计相关的软件，如CAD、CAE等。

开发

       工业软件的自主开发十分困难，既需要专业的软件人才，又需要特定工业领域的专家。工业软件一般需要特定的开发项目支撑，需要完成所有开发、验证工作并完成项目验收，工作量十分巨大

设计

       工业软件在产品设计、成套装备设计、厂房设计、工业系统设计中起着非常重要的作用。可以大大提高设计效率，节约成本，实现可视化管理。

特点

       工业软件除具有软件的性质外，还具有鲜明的行业特色，随着自动化产业的不断发展，通过不断积累行业知识，将行业应用知识作为发展自动化产业的关键要素，逐渐成为企业调整经济结构，转变经济增长方式的主要因素。

1、工业软件离不开工艺的支持

       不同行业的工业控制软件，其服务对象均不相同，钢铁行业针对的是冶金工业，其控制软件很难适用机械行业，反之亦然。一套好的工业控制软件，不仅能够满足当前工艺的需要，而且在控制思想上，还有一定的超前意识，在一定时间内不会落后。

2、工业软件要有行业数据知识库做支撑

       行业数据知识库，是指对行业控制软件起支撑作用的行业生产过程中经验积累的集合。特别需要指出的是行业生产过程中关键知识、软件、诀窍及数据等知识的汇集，也是我国自动化控制系统装上“中国脑”的基础。其主要内容包括：生产过程中采集到各种数据后，经验计算公式、技术诀窍、各种事故处理经验及各种操作经验，操作手册、技术规范、工艺模型、算法参数、系数及权重比例分配等。既包括以文档形式存在的技术规范，操作规范，国家标准等，也包括经验公式、模型算法等软件核心内容及解决工具。针对不同行业的工业控制软件产品的开发与生产正在兴起，各个行业的数据知识库正在成为工业控制软件的核心性，基础性要素的发展与壮大，这样也是我们的优势所在，建设好行业数据知识库，将使行业知识变成行业工业控制软件发展的动力，并推动我国工业控制软件的技术水平更好的完成由低端向着高端的转换。

类型

       工业软件是指在工业领域里应用的软件，它涵盖了多个方面，包括系统、应用、中间件、嵌入式等。以下是一些主要的工业软件类型：

       嵌入式软件：嵌入在控制器、通信、传感装置之中的采集、控制、通信等软件。这类软件在军工电子和工业控制等领域中应用广泛，对可靠性、安全性、实时性要求特别高。

       非嵌入式软件：安装在通用计算机或工业控制计算机中的设计、编程、工艺、监控、管理等软件。

       制造业规划软件：主要覆盖工厂布局、设备配置及产能规划，助力企业制定合理投资策略，进而提升生产与运营效率。

       质量控制软件：主要针对产品进行实时检测与监控，确保产品质量达到最佳状态，增强制造企业竞争力。

       制造执行软件：监控生产现场的执行情况，如生产进度、设备状态和质量检测，及时帮助企业调整生产计划。

       生产计划软件：主要用于制定生产计划，涵盖物料需求计划和生产排程。

       供应链管理软件：主要针对供应链进行优化，包括采购、库存、物流等多个环节，提高企业的采购效率、降低库存成本，并实现快速响应市场需求。

       产品设计软件：主要应用于产品的设计、建模和分析，帮助工程师构思、建模和仿真，从而加速产品上市时间及提高产品质量。

       设备维护与优化软件：具备故障诊断、预防性维护功能以及性能优化能力，主要用于对各种设备进行高效、精准的维护和管理，以延长设备使用寿命并提高性能。

       此外，工业软件还包括研发设计软件、电力能源管理软件、航空航天领域专用软件等。这些软件在工业领域的各个环节中发挥着重要作用，推动着工业生产的数字化、智能化和高效化。

       值得注意的是，工业软件的技术体系中也包括渲染引擎等关键技术，它是实现三维模型/场景可视化的重要工具。随着技术的不断发展，工业软件的功能和应用领域也在不断拓展和深化。

开发技术

       工业软件开发技术是指用于开发工业控制系统和相关工业应用的软件技术。这一领域涵盖了多个方面，以下是关于工业软件开发技术的详细解析：

一、定义与重要性

       工业软件开发技术是专门为工业应用设计的软件工程实践，旨在确保软件系统的可靠性、安全性、可维护性和性能，以满足工业环境的严格要求。这些技术广泛应用于制造业、能源、化工、汽车等多个行业，帮助企业提高生产效率、优化产品设计、降低成本等。

二、关键技术与特点

       实时性：工业控制系统需要实时响应生产过程中的各种信号和事件，因此工业软件开发技术需具备高实时性。

       可靠性：工业环境对软件的稳定性要求极高，工业软件开发技术需确保软件的容错性和稳定性。

       安全性与保密性：某些工业控制系统涉及敏感信息，如工艺参数、设备状态等，因此工业软件开发技术需具备严格的安全性和保密性措施。

       可扩展性：随着工业生产的发展，工业控制系统需要不断升级和扩展，工业软件开发技术需具备良好的可扩展性。

三、开发流程

       工业软件开发遵循严格的开发流程，包括需求分析、系统设计、编码实现、系统测试、部署上线和后期维护等阶段。每个阶段都需遵循软件工程和项目管理的规范和流程，以确保软件的质量和稳定性。

四、核心技术与应用

       编程语言：工业软件开发常使用C/C++、Python、Java等编程语言，根据应用需求选择合适的语言。

       数据库技术：处理大量数据是工业软件的重要任务之一，因此需使用MySQL、Oracle等数据库技术。

       人机交互技术：提供友好的用户界面是工业软件的基本要求，需使用图形界面设计、用户体验设计等技术。

       算法和数学模型：工业软件需处理复杂的数据和算法，常使用神经网络、遗传算法、优化算法等。

       云计算和大数据技术：处理海量数据是工业软件的重要挑战之一，云计算和大数据技术如Hadoop、Spark等的应用越来越广泛。

       物联网技术：工业软件需与各种工业设备进行数据交互和控制，物联网技术如传感器、RFID等的应用日益普遍。

五、发展趋势

       随着科技的发展，工业软件开发技术呈现出智能化、云化、数字化和绿色化等趋势。例如，人工智能和机器学习技术的应用将提高工业软件的智能化水平；云计算技术的发展将推动工业软件的云化进程；数字化技术的发展将实现工业软件的全面数字化管理和监控；环保意识的增强将促使工业软件向绿色化方向发展。

六、教育与培训

       工业软件开发技术专业是中国普通高等学校专科专业，属于计算机类。该专业旨在培养具备工业软件设计与开发、测试及运维等技术技能的高素质技术技能人才。学生将学习C语言程序设计、电子电工技术、WEB前端、JAVA编程入门等基础课程，以及工业软件导论、数据库应用、JAVA MVC开发等专业核心课程。通过精细化人才培养和学分制+能力模块化课程体系，专业致力于构建符合工业4.0时代需求的课程内容，培养学生的创新能力和继续学习能力。

       综上所述，工业软件开发技术是一个涉及多个领域和技术的综合性领域，对于推动工业自动化、智能化和数字化转型具有重要意义。随着科技的发展和应用需求的不断增长，工业软件开发技术将持续发展和创新。

国产化

       工业软件国产化是指通过自主研发或国内企业合作的方式，逐步替代国外进口的工业软件，实现工业软件在国内市场的自主可控。这一进程对于提升国家工业安全、促进工业转型升级具有重要意义。以下是对工业软件国产化的详细分析：

一、背景与意义

       背景：长期以来，我国工业软件市场被外资品牌高度垄断，尤其是在CAD（计算机辅助设计）、CAE（计算机辅助工程）、EDA（电子设计自动化）等核心领域。这不仅限制了我国制造业的持续发展能力，还存在安全隐患。

       意义：工业软件国产化有助于打破外资垄断，提升国家工业安全；同时，通过自主研发和创新，可以推动工业软件的技术进步和应用拓展，促进我国制造业的高质量发展。

二、现状与进展

       市场份额提升：近年来，随着国家政策的支持和国内企业的努力，国产工业软件的市场份额逐步提升。例如，研发设计类工业软件经过近几年的发展，国产化的市场份额已经从5%提升到10%。

       技术突破：在CAD、CAE、EDA等领域，国内企业已经取得了一些技术突破。例如，华大九天、广联达、概伦电子等企业正在逐步在各自专注的细分垂直领域内实现突破。

       政策支持：国务院、工业和信息化部及国家发展和改革委员会等高层机构相继出台顶层指导政策，为中国工业软件的发展指明了更为明确和完善的方向。例如，《工业重点行业领域设备更新和技术改造指南》等文件明确了工业软件国产化的目标和任务。

三、面临的挑战

       技术积累不足：相比国外企业，国内企业在工业软件领域的技术积累仍然不足，需要加大研发投入和技术攻关力度。

       市场准入门槛高：工业软件市场准入门槛较高，需要企业具备强大的技术实力和市场推广能力。国内企业在这些方面还需要进一步提升。

       复合型人才供给不足：工业软件研发需要复合型人才，既需要懂软件技术，又需要懂工业知识。然而，目前国内这类人才供给不足，成为制约工业软件国产化的重要因素之一。

四、未来展望

       政策持续支持：预计未来国家将继续出台相关政策，支持工业软件国产化进程。例如，通过资金补贴、税收优惠等方式鼓励企业加大研发投入和技术创新。

       技术进步和应用拓展：随着国内企业技术实力的不断提升和市场需求的不断增长，预计国产工业软件将在更多领域得到应用和推广。

       产业生态构建：未来还需要加强产业生态的构建，促进上下游企业的协同合作和资源共享，形成良性发展的产业生态。

       综上所述，工业软件国产化是一个长期而艰巨的任务，需要政府、企业和社会各界的共同努力。通过持续的技术创新、政策支持和市场拓展，相信国产工业软件将在未来取得更大的突破和发展。

市场分析

       工业软件市场分析可以从市场规模、竞争格局、发展趋势、政策环境以及面临的挑战等多个维度进行。

一、市场规模

       全球市场规模：近年来，全球工业软件市场规模稳步增长。2023年，全球工业软件市场规模达到了约5028亿美元（折合人民币约3.56万亿元），2019-2023年的年均复合增长率达到5.2%。预计到2024年，全球工业软件市场规模将增至5288亿美元。

       中国市场规模：中国工业软件市场规模近年来也持续扩大。2023年，中国工业软件市场规模达到了2824亿元，同比增长13.20%。预计到2024年，中国工业软件市场规模将达到3073亿元人民币（另一数据为3197亿元），显示出强劲的增长势头。

二、竞争格局

       市场集中度：从整体市场看，中国工业软件行业企业市场份额占比均较低，尚未出现掌控市场的企业。用友网络、宝信软件、广联达等企业凭借其强大的技术实力和市场份额，成为了行业的领军企业，但市场份额仍在2%-4%之间。

       国内外竞争：在高端市场领域，国外工业软件巨头如Ansys、西门子和达索系统等长期占据主导地位，对国内企业构成了较大的竞争压力。然而，随着国家政策的大力支持和国产工业软件的不断进步，国产替代进程正在加速。

三、发展趋势

       技术创新：云计算、大数据、人工智能等新兴技术的不断发展，为工业软件的创新提供了强大动力。这些技术的融合应用，不仅提升了工业软件的性能和功能，还拓展了其应用场景和市场空间。

       智能化、云化、服务化：工业软件正逐步向智能化、云化、服务化方向演进。AI+工业应用正在加速渗透至工业软件的各个领域，推动工业软件实现更高水平的智能化和自动化。

       国产替代加速：国际局势的变化和国家对信息安全的重视，促使国产软件替代进程加速。政策的支持、技术的创新都在不断加强软件行业的自主研发能力，国产工业软件在市场上的竞争力逐渐增强。

四、政策环境

       国家政策支持：近年来，我国政府高度重视工业软件行业的发展，出台了一系列政策，如《中国制造2025》、《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》等，旨在推动工业软件的技术创新、产业升级和市场应用。这些政策的实施为我国工业软件行业的发展提供了有力支持。

五、面临的挑战

       技术创新能力不足：相比国外先进企业，国内工业软件企业在技术创新方面仍存在较大差距。这导致国内企业在高端市场领域难以与国外企业竞争。

       产品升级速度较慢：随着技术的不断发展，工业软件需要不断更新升级以满足市场需求。然而，国内部分企业在产品升级方面速度较慢，导致产品性能和功能滞后于市场需求。

       信息安全问题：工业软件涉及大量敏感数据和关键信息，因此信息安全问题尤为重要。然而，目前部分国内企业在信息安全方面存在漏洞和隐患，需要加强防护和应对措施。

       综上所述，中国工业软件市场虽然面临诸多挑战，但随着制造业的转型升级和智能化需求的增加，以及国家政策的大力支持，未来仍将保持快速增长态势。同时，国产工业软件正在加速替代进口软件，这将有助于提升国内工业软件企业的市场份额和竞争力，也有助于保障国家信息安全和产业链安全。