智能制造和工业软件发展白皮书文档格式.docx

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2012年,美国国家科技委员会发布《先进制造业国家战略计划》，奥巴马总统随后提出创建“国家制造业创新网络（NNMI）”，再次将智能制造作为战略重点提出，以帮助消除本土研发活动和制造技术创新发展之间的割裂，重振美国制造业竞争力。

2．日本大力发展工业机器人

日本早在1989年就已提出发展智能制造系统，并在1990年4月倡导发起了“智能制造系统IMS”国际合作研究计划，计划投资10亿美元，对100个项目实施前期科研计划，包括公司集成和全球制造、制造知识体系、分布智能系统控制、快速产品实现的分布智能系统技术等。

当时包括美国、欧洲共同体（后解散成立欧盟）、加拿大、澳大利亚等都发达国家加入了该项计划。

受益于此项计划的推进，日本在上世纪90年代就已经普及工业机器人，目前已在第三、四代工业机器人领域取得了世界领先的地位，希望借助在该产业的高投入以解决劳动力紧缺问题，降低劳动成本并支持未来的工业智能化。

3．欧盟多国部署智能制造相关发展战略

欧盟的ESPRIT项目一直大力资助有市场潜力的信息技术，1994年在此基础上又启动了新的研发项目，选择了39项核心技术，其中三项（信息技术、分子生物学和先进制造技术）中涉及智能制造。

2012年，德国政府提出高科技战略计划“工业4.0”，计划投资2亿欧元提升制造业的智能化水平，建立具有适应性、资源效率及人因工程学的智慧工厂，在商业流程及价值流程中整合客户及商业伙伴。

（三）我国智能制造发展情况

我国对智能制造相关技术的研究，起步与国际基本同步，80年代末即将“智能模拟”列入国家科技发展规划的主要课题，并在专家系统、模式识别、机器人、汉语机器理解方面取得了一批成果。

但是产业化进程一直比较滞后，与工业制造业发展的结合不太紧密。

“十二五”中期以来，随着国家把智能制造作为进一步推进两化深度融合的切入点，围绕智能装备、工业软件等发展重点，面向传统产业改造升级和战略性新兴产业发展需求，推出了一系列的战略部署，智能制造成为未来十年我国制造业转型升级发展的方向。

（四）工业软件是智能制造发展的风向标

智能制造的发展以企业的自动化和信息化发展为基础。

自动化主要实现生产过程的数字化控制，离不开各类过程控制类软件的深度应用；

信息化主要实现企业研发、制造、销售、服务等环节和流程的数字化，打通企业内部的数据流，以研发设计类、生产调度类、经营管理类、市场营销分析类软件的深度应用为特征。

因此，涵盖上述软件类别的工业软件是智能制造发展的基础和核心支撑，可视为智能制造发展的灵魂和风向标。

二、全球工业软件发展状况

国际上以Gartner等公司为代表的主要市场研究机构，更多采用“企业级软件”这一概念，代指在企业经营过程中所使用的各类应用软件，包括经营管理软件、生产管理软件、研发管理及工具软件、办公工具及协同软件等。

（一）市场规模

根据Gartner的市场调查报告，2014年全球企业级软件市场规模为3175亿美元，同比增长5.5%，基本维持了自2012年以来的高速增长态势，但增长速度远不及预期。

2014年初，Gartner曾预测全年企业级软件市场规模可达到3200亿美元，实现同比增长6.8%。

表12012-2014年全球企业级软件市场规模（单位：

亿美元）

2012

2013

2014

市场规模（亿美元）

2850

3000

3175

同比上一年增长

6.3%

5.2%

5.8%

图12012-2014年全球企业级软件市场规模（单位：

（二）市场结构

2014年，企业级软件市场主要围绕两条主线发展：

一是数据的生命周期，即数据的存储、安全和分析；

二是产品的生命周期，即设计、生产和销售。

反映到市场结构方面，数据生命周期主线上，市场规模占比较大的是存储管理软件和企业安全软件，以商务智能和绩效分析为代表的数据分析软件的规模相对较小，但增速很快；

在产品生命周期主线上，市场规模占比较大的是工业设计、仿真、ERP、CRM软件等，生产调度和过程控制软件的市场规模占比较小，但增长较快。

（三）主要特点

1．市场规模保持增长但增速放缓

企业级软件是企业IT支出的重要部分，其市场规模变化反映了企业IT投资的意愿和力度，与企业对全球经济发展形势及其业务发展的预期呈现显著相关性。

2014年，全球企业级软件市场规模基本维持了自2012年以来的高速增长态势，表示出企业为应对日益激烈的市场竞争，仍然把新一代信息技术的应用视为提升其竞争力的重要手段。

但从增速看，近三年来呈现出较大波动，2014年同比增长虽然高于去年同期，但增幅仍不达市场此前的预期，表现出企业的投资能力以及对未来经济发展的走势预期不如此前乐观。

2．数据驱动业务发展的理念深入人心

2014年，企业级软件市场的增长主要受安全、存储管理和客户关系管理软件及服务的推动，尤其是客户关系管理和供应链管理软件及服务的销售增长较快。

同时，与大数据有关的信息采集、管理和分析产品市场开始升温，例如企业内容管理、企业数据采集工具、数据质量改善和集成工具、数据分析工具等软件的销售额稳步增长。

这些产品的市场规模目前在产业结构中占比不高，但是在企业客户群体中已得到广泛的关注。

这显示出“数据驱动业务发展”的理念逐渐被大部分企业接受和重视，将其视为降低成本、开拓市场、促进销售等提升自身核心竞争力的重要手段。

3．工业云服务市场迅速升温

在云计算技术飞速发展的推动之下，越来越多的企业级软件厂商推出在公有云平台上部署的SaaS服务，这些服务逐渐集成，形成面向具体行业的工业云服务平台。

物联网的发展催生了一种面向工业领域的新型云服务——泛在传感信息的数据集成和分析，以GE为代表的工业技术和服务企业实现跨界发展，开拓出基于工业互联网的新型工业云服务模式。

三、我国工业软件发展状况

据初步测算，2014年我国工业软件市场规模约为1000亿元，比2013年增长16.9%，增速比上年回落0.6个百分点。

2013年初，多家研究机构预测中国工业软件市场将保持约19%的复合增长率直到2015，从2014年数据情况看远不及预期。

表22012-2014年中国工业软件市场规模（单位：

亿元）

市场规模

723

855

1000

17.3%

17.5%

16.9%

图22012-2014年中国工业软件市场规模（单位：

2014年，我国工业软件市场仍以业务管理和市场营销分析类软件为主体。

与上一年相比，生产调度和过程控制软件市场规模出现明显扩大，同比增长超过50%，增长主要来自轨道交通、能源、电力等重点行业的应用发展。

1．市场增长的动力主要来自重点行业带动

2014年，我国工业发展进入转型升级的阵痛期，工业企业平均利润增长同比下滑，拖累企业的总体IT支出增长停滞。

但随着国家加大对两化深度融合的推进力度，轨道交通、航空航天、能源电力、装备制造等重点领域加快发展智能制造，对工业软件市场规模的增长形成了有力带动。

2．业务管理和市场分析类SaaS产品市场快速增长

经济形势低迷以及电子商务的兴起催生了企业利用信息技术提升市场营销能力的需求，同时云服务交付灵活、按需付费的优势降低了企业的一次性支付压力，得到更多企业的青睐。

2014年，用友、金蝶等业务管理和市场分析类软件厂商纷纷加快了向云计算转型的速度，而传统的信息系统集成厂商的业务遭遇显著冲击。

3．生产调度和过程控制软件市场快速升温

2014年，国家做出以智能制造为切入点推进两化深度融合的重要部署，陆续出台了多项措施，促进工业和制造企业在生产过程应用软件和信息技术，改善生产效率，降低能耗。

受此利好带动，生产调度和过程控制软件市场的规模和关注度均迅速提升。

四、创新进展

（一）技术与产品创新

1．公有云成为企业应用软件的主要载体

2014年，企业逐渐对建设私有云的技术和成本开销有了更加清晰的认识，开始愿意花费精力把自己的业务根据安全敏感性做剥离，除了把敏感数据相关的业务保持私有之外，其他IT需求转向使用公有云。

用户的这一重大态度转变，促使大量软件厂商必须认真考虑从传统架构转向适合在公有云部署，便于移动化访问的架构。

大量的集成商、应用开发商的业务因此遭受了明显的冲击，销售模式和业务单价也大幅度改变，引发了2014年企业应用软件市场最大的浪潮——面向共有云计算的转型。

2．容器技术提高了市场竞争水平和产品迭代速度

2014年下半年，容器架构技术借助开源项目Docker卷土重来，引起广泛关注，这种轻量级的封装方式允许把单个应用进行打包，实现在不同云平台之间的通用部署，给云服务的开发过程带来根本性变革，重塑了企业软件的开发流程，大幅度降低了开发云服务的工作量。

随着越来越多的公有云平台支持并推出容器服务，云应用创新的门槛进一步降低，更多具有行业应用知识优势的传统公司，开始通过开发面向本行业的云解决方案而成为工业软件和信息服务供应商，促进了市场的竞争和产品的迭代。

3．物联网深入发展催生新的工业云服务

2014年4月，AT&

T、思科、通用电气（GE）、IBM和英特尔发起成立工业互联网联盟。

截至2014年底，已有超过120家企业加入。

GE所发明的工业互联网概念，是物联网的一种应用形式，通过在云端集合、处理、分析来自分布式传感器网络的各种数据，可以优化设备的运行和维护，从而提升企业资产管理的绩效。

2014年底，GE宣布将其自用的资产绩效管理服务平台Predix开放，允许其他企业基于Predix平台标准，自行构建定制化的资产管理服务，开创了新的工业云服务领域。

4．云协同功能成为企业级软件的标准配置

企业级云协同有两个层面：

一个层面是单用户多设备之间的协同，主要需求来自于自带设备办公（BYOD）的发展。

苹果公司的操作系统OSXYosemite和iOS8配合已经可以实现文档文件在多台设备上的自动同步，微软、谷歌、三星也正在为各自的设备生态系统制定类似的产品计划。

另一个层面是企业应用在多个云平台之间的协同，主要需求来自于企业在业务安全性方面的考虑。

已经有一些初创公司推出了可供企业在多个云上管理、部署、优化IT资源的解决方案。

5．企业级安全创新发展进入新阶段

公有云、多云、多设备，应用环境和信息交互方式的复杂和多样正带给企业级安全前所未有的挑战。

企业需要全新的安全策略、产品和服务，使用更加复杂的安全规则，不仅要做好安全防护和权限管理，还需要准备好应对攻击发生后的应急和恢复措施。

要完整覆盖上述需求，需要信息服务全产业链环节都加强安全设计。

国际领先的云计算企业和安全厂商已经开始建立合作关系，共同应对日益严峻的挑战。

6．人工智能技术在众多行业获得实际应用

机器学习算法给人工智能的发展带来重大突破，为工业软件打开了全新的业务领域，已在银行系统、医疗系统、生命科学领域、媒体与娱乐行业、能源行业、零售行业等获得了实际应用，也有众多电子消费品公司把机器视觉、机器学习等认知技术以嵌入式的形式部署在各自的产品上，比如机器人吸尘器，智能家居产品等。

在上述这些应用中，人工智能所带来的潜在商业收益远远超过了传统的业务信息化和自动化所带来的收益。

（二）发展模式创新

1．开源发展成为重要的技术研发模式

随着习惯开源文化，并大量使用开源软件构建业务的互联网公司在整个软件产业中影响力的不断扩大，其“开源+自研”相结合的技术研发模式，逐渐被越来越多的软件企业认识和接受，开源社区已经成为工业软件企业创新最重要的资源池之一。

软件研发人员会在开源社区中跟踪并试验新技术，提供反馈，最终将其应用于产品设计之中。

开源社区还同时扮演了生态系统孕育平台的角色，热门项目能在短时间内聚集大量的开发者，快速形成生态系统。

2．平台化和众包研发成为首选的产品发展模式

2014年，企业的互联网化进一步深入发展，企业用户不仅是软件产品的购买者，还是产品构成的参与者、产品需求的设计者。

为应对这种变化，越来越多的软件厂商利用已有的用户群基础，借鉴互联网公司“用户为先”、“快速迭代”的产品发展思路，将软件产品向模块化、平台化发展，推出简单易用的开发工具，上线支持社区和讨论社区，邀请用户并聚集第三方开发者共同参与产品定制和二次开发，通过众包研发加快产品迭代和发展。

3．订阅式SaaS成为企业管理软件主流商业模式

2014年，微软推出跨平台的Office365订阅服务，并在移动端免费，全面启动向SaaS服务的商业模式转变的进程。

甲骨文和SAP的经营年报也显示出各自SaaS业务的收入在2014年实现了高速的增长。

企业管理相关软件全面走向SaaS已是不可逆转的趋势，其按需付费的商业模式赋予用户极大的选择权和自由。

软件企业为增强用户黏性，在不断提升服务体验的同时，也在努力增强各自产品体系之间的协同性和互动性，通过整合和集成为用户创造更大的价值。

4．技术增值服务成为研发和过程控制软件新兴商业模式

研发设计、生产调度和过程控制软件的突出特征之一，在于软件本身的价值体现与应用场景的结合特别紧密，软件在企业中实现应用，往往需要经过长时间的深度磨合，所以替换成本相对较高。

这使得此类软件面对云计算带来的商业模式变革时，所受冲击较小。

但是，软件向服务化发展是大势所趋，随着厂商间的竞争日益激烈，越来越多的工业设计和仿真软件厂商，开始提供基于自己产品的技术咨询服务，承担具体的工业设计或工程咨询项目，提供过程控制解决方案的厂商，也逐渐向提供数字工厂一体化咨询和解决方案的服务商角色转变。

软件厂商希望通过此类技术增值服务为用户创造更多价值。

五、应用推广

（一）重点应用

1．市场营销管理等SaaS云服务

SaaS通过网络提供软件服务，以成本低、部署迅速、定价灵活及满足移动办公而颇受企业欢迎。

在SaaS模式下，用户不再像传统模式那样花费大量金钱用于硬件、软件、人员，而只需支出一定的租赁服务费用，通过互联网享受到相应的硬件、软件和维护服务，被认为是移动互联时代最具效益的软件应用营运模式。

SaaS模式在内全球范围内引起广泛关注，与Salesforce的成功有很大关系。

Salesforce率先使用SaaS模式提供CRM（客户关系管理）服务，打破了原有竞争格局，短短几年在市场方面收获颇丰，随后通过开放API走平台化发展的道路，使得用户黏性进一步增强。

Salesforce的成功吸引了众多的模仿者，也给其他行业领域的软件发展带来了启发——像客户关系管理这样通用性较强，功能特征较容易模块化的软件应用，都可以借助SaaS模式按需付费、快速定制、网络交付的特点实现快速推广。

2014年，除了财务管理、人力资源管理、办公软件和协同等通用服务全面走向云端之外，在垂直行业中通用性较强的云服务也得到了快速发展，比如酒店管理、旅游服务管理、物流系统调度、专用设备监控和管理等。

2．基于混合云的ERP

定制化是ERP系统最突出的特征，高度定制化的ERP系统帮助企业整合商业应用和流程，实现了巨大的商业价值。

经过多年的发展，企业中部署的的ERP系统已经实现了企业需求的高度集成，通常已经十分庞大。

面对云计算时代，企业陷入两难境地：

一方面是企业在深度定制的ERP系统上已经沉淀了一大笔资本，每年的升级维护和继续定制也是很大的开销，云服务按需付费、维护简便的优点确实非常诱人。

而另一方面，ERP系统已与企业的业务和数据紧密集成，把它们整体迁移到云端也是一项耗时耗资十分巨大的工程，而且存在相当大的风险。

Gartner曾宣称，对于大多数企业来说，要想完成ERP向云端迁移，可能要花上十年或是更多的时间。

多数企业把这种两难境地戏称为“云计算是ERP系统的大灾难”。

2014年，以SAPHANA为代表的内存计算继续风摩全球，越来越多的中小企业率先使用上新兴的，可以按需灵活定制的云解决方案。

同时，部分大型企业开始把一些专业服务向云端ERP迁移，而把制造、财务等与企业的数据资产紧密关联的功能继续留在本地。

越来越多的供应商和用户逐渐达成共识，面对私有云的成本压力，ERP系统终将不可避免的走向云端，但是由于现实可操作性的限制，以及用户企业对数据安全等方面的顾虑，基于混合云的ERP应该是现在以至于未来几年内最主流的应用形态。

3．面向全价值链可定制的PLM、MOM集成服务

PLM（产品生命周期管理）概念最早由UG公司（被西门子收购）提出，其狭义范畴指产品研发相关领域的应用集合，表示数字化产品的全生命周期管理，与ERP有严格的区分。

传统PLM系统的核心是PDM（实验数据管理），在此基础上附加了需求管理、设计管理、数据发布，质量反馈等相关业务功能。

随着数字化技术对制造业的渗透逐渐加深，产品研发过程中用到的设计和仿真验证等工具（CAX），逐渐也被囊括到PLM产品集合，市场上开始出现面向企业研发业务全功能集成的PLM平台。

MOM（制造运营管理）的概念最初由Gartner在2007提出，是MES（执行制造系统）系统的进化。

MES系统是应用在车间层级的生产调度工具，而MOM则在更高的工厂层级实现统筹和协调。

MOM概念的诞生，从某种程度上顺应了MES和PLM交叉融合发展的趋势。

2014年，西门子公司在经过一系列并购之后，实现了PLM、MOM和工业自动化技术的整合，开始在全球范围内联合合作伙伴，推出行业集成数字化解决方案定制服务，剑指德国“工业4.0”战略所描述的智能工厂。

按照西门子的产品计划，MES和PLM形成统一的数据库平台，实现PLM产品的设计信息与MES系统的实时互动，打通从设计到制造执行的信息共享。

同时，MES系统向MOM升级扩展，增加工厂管理，例如仓库管理、安全管理、能源管理、环境管理等功能模块。

4．基于泛在传感数据集成的工业互联网服务

GE研发部门在2012年创造了“工业互联网”概念，认为“传感器物联网+大数据+云计算”将提高全球能源效率，重塑工业的未来，并在自己的业务中贯彻这一理念，建设了资产绩效管理（APM）云平台，每天监控和分析来自1万亿台设备上的1000万个传感器发回的5000万条数据，据此优化设备的运行和维护，预测故障并避免损失。

2014年底，GE宣布开放其APM平台的操作系统Predix，允许并帮助各行各业的企业基于Predix标准，创建和开发自己的工业互联网应用，从而让更多企业使用GE的APM服务，而Predix有机会成为工业互联网的操作系统标准。

（二）应用特点

1．SaaS服务模式收入占比稳步快速提高

根据IDC的数据，2014年，全球软件企业100强中，SaaS业务的收入增长了大约20%，而传统的软件授权销售收入增长大约只有4%。

此外，在华尔街证券公司的眼中，从事SaaS服务的公司通常具有更高的估值。

SaaS模式已经成为全球最流行的软件服务交付方式，其收入占软件业务总收入的比重正在持续稳步提升。

2．大数据分析开始在部分行业获得实际应用

2014年，人工智能和大数据分析开始在零售、电信、医疗、金融等行业获得应用，为企业提供诸如内容管理、企业数据分析、运营决策优化等服务，使用人工智能和大数据技术改善企业运营质量、市场能力和服务水平的技术方案逐渐丰富，并在企业客户群体中得到广泛的关注，以动态数据驱动业务发展并提升企业核心竞争力的理念，逐渐得到用户的认可。

3．面向智能工厂的综合定制解决方案市场兴起

对于生产调度和过程控制领域，传统的工业自动化、MES、PLM等信息化应用各自为战的市场格局在2014年开始发生变革。

西门子等行业领先企业开始面向智能工厂的要素特征，整合相关的技术、产品和服务，并推出按行业定制的综合解决方案，引领生产调度和过程控制市场进入重视实施和深度定制的新发展阶段。

我国的青岛软控、雷柏科技等公司也依托各自在细分行业领域的业务积累，推出面向特定应用领域的智能工厂解决方案。

4．传统企业跨界发展成为产业互联网发展的中坚力量

产业互联网是以互联网、云计算、大数据等为工具，把传统产业中的知识固化、快速迭代、二次创新，从而带来巨大的新价值。

传统产业多年固化下来的专业知识和对行业需求的深刻了解，是其无可替代的竞争优势。

比如通用电气从最初生产并销售先进装备及工业基础设施，到后来转型为通过租赁业务提供资产运维服务，再到如今推出APM公共云服务，切入信息服务市场，一条工业业务转型升级的发展路线清晰可见，凸显出产业互联网发展中传统企业的机遇。

我国的海尔集团、潍柴动力、徐工集团等大型制造企业，也已在其集团内部建设并部署了基于工业互联网的远程设备监控和运维云平台，大幅提升其资产管理的水平和绩效。

六、企业发展

（一）总体发展状况

从全球范围看，2014年工业软件企业发展的关键词是“调整”。

一方面，受全球经济发展形势低迷的影响，企业在过去一年中的经营效益存在明显的压力；

另一方面，新技术不断发展促使新一轮工业革命呼之欲出。

在以上两方面因素的影响下，工业软件企业纷纷对自身的长期发展战略进行重新思考和定位，并采取了一系列举措对公司架构、业务、产品、技术等方面做