工業(yè)軟件全產(chǎn)業(yè)鏈分析課件3

1、234投資機會6目錄催化劑/發(fā)展邏輯 /我們對工業(yè)軟件的理解1核心觀點 /5海外公司 /行業(yè)概況 /細分類型、市場規(guī)模、國內(nèi)格局1現(xiàn)狀與差距、外部刺激、內(nèi)生需求工具軟件、系統(tǒng)化平臺、云部署、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)Ansys、達索系統(tǒng)、西門子、PTC、Autodesk43目 錄Contents工業(yè)軟件發(fā)展的邏輯工具軟件 系統(tǒng)化平臺 云部署工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)軟件的復雜性：工業(yè)知識的結(jié)晶工業(yè)軟件的復雜性行業(yè)繁雜流程行業(yè)&離散行業(yè)39個工業(yè)大類191個中類525個小類專業(yè)種類繁多工業(yè)軟件需要機械、電子、光學、聲學、電磁學、 流體、熱處理等眾多專業(yè) 的知識和經(jīng)驗產(chǎn)品復雜程度跨度大服裝、玩具等簡單產(chǎn)品 航空、高鐵等復雜產(chǎn)

2、品（空客380有600多萬個零件）生產(chǎn)過程復雜環(huán)節(jié)：研發(fā)、生產(chǎn)、營銷、運維、供應(yīng)鏈管理設(shè)備：生產(chǎn)、實施、測量 測試、儀器儀表廠家協(xié)作困難波音747 由6個國家的16500家大中小企業(yè)協(xié)作 生產(chǎn)對實時性、可靠性要求高數(shù)據(jù)可靠性的差錯可能帶 來成本、安全性的巨大犧 牲工業(yè)知識造就工業(yè)軟件。工業(yè)軟件首先是“工業(yè)品”，其次才是“軟件產(chǎn)品”。工業(yè)品的 屬性決定了工業(yè)軟件具有高度的復雜性，這不僅體現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)的行業(yè)、專業(yè)、技術(shù)、流 程差異大，也體現(xiàn)在對于數(shù)據(jù)顆粒度，計算精確度的高標準。44工業(yè)軟件發(fā)展路徑：從工具到系統(tǒng)云部署工具軟件系統(tǒng)化平臺工業(yè)云平臺+工業(yè)APP解決供應(yīng)鏈協(xié)同需求本地部署+實施服務(wù)解決單

3、點需求咨詢導向+系統(tǒng)建設(shè)解決多場所協(xié)同需求工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)+融合解決深度數(shù)字化需求隨著工業(yè)系統(tǒng)復雜性的提升，工業(yè)軟件的發(fā)展階段也不斷躍遷。工業(yè)軟件的發(fā)展路徑需經(jīng)歷工具軟件、系統(tǒng)化平臺、云部署、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)四個階段。早期工業(yè)軟件是解決特定場景需求的工具軟件，如設(shè)計環(huán)節(jié)的CAD，仿真環(huán)節(jié)的CAE，管 理環(huán)節(jié)的ERP等。而解決大型工廠生產(chǎn)協(xié)同的問題，則需要各種工業(yè)軟件形成系統(tǒng)性平臺。云計算和5G的發(fā)展使得萬物互聯(lián)成為可能，依托這些底層技術(shù)的進步，橫向的供應(yīng)鏈協(xié)同 和縱向的研發(fā)協(xié)同成為新的需求，工業(yè)軟件的部署方式和服務(wù)形式也隨之發(fā)生變化。發(fā)展階段部署方式需求導向45工具軟件：國產(chǎn)工具軟件稀缺起步晚197

4、0年，商用軟件ANSYS誕生，而同時期 我國對工業(yè)軟件的認識幾乎為零；1981年，達索系統(tǒng)成立， 推出旗艦產(chǎn)品CATIA；1982年，Autodesk推出AutoCAD；1985年，PTC成立?！捌呶濉逼陂g，（1986-1990），機電部成立“CAD攻關(guān)項目”。投入力度不足資金：“十五”到“十二 五”（2001-2015）三個 五年計劃之中，國家對三 維CAD/CAE等核心工業(yè) 軟件研發(fā)的投入強度不足2億人民幣。ANSYS在2015年的研發(fā) 費用為1.69億美元，約合 人民幣12億元。人才：商業(yè)化困難，導致 工業(yè)軟件行業(yè)面臨其他行 業(yè)的人才虹吸。盜版橫行知識版權(quán)保護意識差，破壞了商業(yè)競爭環(huán) 境

5、。擠壓國產(chǎn)軟件市場空 間，導致正版國產(chǎn)軟 件難以發(fā)展壯大。進口依賴我國高端CAD、CAE、MES、PLM等工業(yè)軟件市 場被西門子、達索、PTC、ANYSY等國外廠商壟斷。46系統(tǒng)化平臺：應(yīng)用為先系統(tǒng)化平臺綜合運用各類工具軟件，為客戶打造基于統(tǒng)一平臺的各類智能制造解決方案。系統(tǒng)化平臺以提高生產(chǎn)效率為導向，定制化服務(wù)程度較高。智能研發(fā)智能生產(chǎn)智能服務(wù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)47基于模型的系統(tǒng)工程產(chǎn)品設(shè)計工藝設(shè)計仿真與測試驗證運行使用維修維護報廢回收備品備件產(chǎn)線設(shè)計、仿真工裝工具生產(chǎn)計劃、排程庫存物流虛擬調(diào)試設(shè)備管理生產(chǎn)執(zhí)行能源管控、質(zhì)檢物聯(lián)網(wǎng)IoT樣品樣件樣機測試臺架關(guān)鍵設(shè)備產(chǎn)線產(chǎn)品立體倉庫關(guān)鍵零件運行環(huán)境機床

6、自動導軌車測量設(shè)備云部署：向工業(yè)APP裂變工業(yè)軟件上云，是智能工廠時代的新需求。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)下，數(shù)據(jù)交互實時性和互聯(lián)互通要求高，推動工業(yè)軟件向輕量化的工業(yè)APP裂變。工業(yè)APP的開發(fā)可以雙路并進：一是讓傳統(tǒng)架構(gòu)工業(yè)軟件逐漸解構(gòu)，以更細的功能顆粒度變身成為工業(yè)微服務(wù)；二是工業(yè)技術(shù)軟件化，直接將工業(yè)技術(shù)和知識轉(zhuǎn)變成為工業(yè)微服務(wù)，讓所有來自企業(yè)實踐 一線的工業(yè)技術(shù)、經(jīng)驗、知識和最佳實踐都沉淀下來，經(jīng)過模型化、軟件化、再封裝，成 為互不相關(guān)、高度適應(yīng)外部需求變化的微服務(wù)，然后再根據(jù)具體的工業(yè)場景，為組建工業(yè)APP提供服務(wù)。智能制造云48工業(yè)大數(shù)據(jù)不良品率運行數(shù)字孿生客戶滿意度供應(yīng)鏈協(xié)同運行成本研發(fā)數(shù)

7、字孿生生產(chǎn)效率生產(chǎn)數(shù)字孿生從國際工業(yè)軟件巨頭的經(jīng)驗來看，工業(yè)軟件的發(fā)展史是一部巨頭并購史。行業(yè)整合能力對 于工業(yè)軟件的發(fā)展如此重要，其背后的原因在于工業(yè)軟件下游應(yīng)用場景豐富，需求差異大， 難以通過標準化的產(chǎn)品解決所有環(huán)節(jié)的問題。這就需要不斷擴充軟件產(chǎn)品線，軟件產(chǎn)品線 的延伸意味著業(yè)務(wù)邊界的擴張，繼而帶來可觸達市場空間的提升。決定軟件先進性及生命力的主要因素是軟件基礎(chǔ)技術(shù)，而并非特定的應(yīng)用技術(shù)。 從CAD 軟件30年的發(fā)展歷史來看，帶來工業(yè)軟件商業(yè)化能力躍遷的，不是細分應(yīng)用的拓展，而是 從2D到3D，從造型到仿真這種技術(shù)革命帶來的進步。當前，通信技術(shù)從4G到5G的躍遷， 有望帶來工業(yè)軟件能力和可

8、觸達市場空間的又一次升級。基礎(chǔ)工具軟件方面，我國整體發(fā)展水平與其他工業(yè)化大國存在較大差距，單點突破彎道超 車難度大，收益小，而工業(yè)軟件和5G、云計算等新技術(shù)的融合，對產(chǎn)業(yè)鏈變革和制造業(yè)整 體技術(shù)水平提升的意義更為重大。工業(yè)軟件發(fā)展的啟示產(chǎn)品線拓展可觸達市場空 間提升業(yè)務(wù)邊界延伸49工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：軟件定義制造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵豐富，是新一代信息通信技術(shù)與先進制造業(yè)深度融合所形成的新興業(yè)態(tài)與 應(yīng)用模式。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通常是指能夠滿足工業(yè)智能化發(fā)展需求，具有低時延、 高可靠 、廣覆蓋特點的關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展涵蓋工業(yè)軟件、工業(yè)云平臺、工業(yè)通 信、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和工業(yè)安全體系。50工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)國

9、外現(xiàn)狀國內(nèi)現(xiàn)狀邊緣采集美德制造企業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化水平較高；壟斷 了全球的工控設(shè)備和通信協(xié)議；擁有強大的數(shù) 據(jù)采集、云端遷移、邊緣計算能力95%中高端PLC市場、50%以上的 DCS市場被跨國公司壟斷；設(shè)備數(shù)字化率44.8%、聯(lián)網(wǎng)率39%工業(yè)IaaS美國主導全球IaaS生態(tài)演進、擁有亞馬遜、微 軟、谷歌、IBM等領(lǐng)導廠商；德國SAP阿里、華為、騰訊工業(yè)PaaS美、德在機械、汽車、航空、船舶等行業(yè)擁有 數(shù)百年的工業(yè)知識、經(jīng)驗、方法的積淀（工業(yè) 機理+數(shù)據(jù)科學）；具備將核心經(jīng)驗知識固化封 裝為微服務(wù)能力以及平臺資源整合能力工業(yè)技術(shù)知識薄弱、工業(yè)機理、工藝流程 模型方法等積累不足；算法庫、模型庫、 知

10、識庫等微服務(wù)提供能力不足工業(yè)SaaS美、德等壟斷了傳統(tǒng)的工業(yè)軟件市場：擁有GEOracle、西門子、 SAP等工業(yè)軟件巨頭；形成 了完整的開發(fā)者社區(qū)和海量開發(fā)者；正在涌現(xiàn) 一批新型的工業(yè)APP企業(yè)、高端工業(yè)軟件主要依賴進口；開發(fā)了少量工業(yè)APP，在數(shù)據(jù)科學研究領(lǐng)域有一定基 礎(chǔ)；缺乏工業(yè)APP工業(yè)安全全球主要國家產(chǎn)業(yè)政策利好，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)逐步完善，競爭格局逐漸形成，企業(yè)及國家資源加速 產(chǎn)業(yè)整合我國安全產(chǎn)業(yè)政策充分利好，安全標準體系逐步形成，但是關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)及產(chǎn)業(yè)化 應(yīng)用不成熟工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)設(shè) 備 層網(wǎng) 絡(luò) 層平 臺 層軟 件 層應(yīng) 用 層工廠外網(wǎng)工廠內(nèi)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)移動網(wǎng)專用網(wǎng)工業(yè)以太網(wǎng)現(xiàn)場總線藍牙通信工

11、業(yè)無線網(wǎng) 工業(yè)云平臺協(xié)同研發(fā)平臺協(xié)同制造平臺信息交易平臺數(shù)據(jù)集成平臺研發(fā)設(shè)計信息管理生產(chǎn)控制C A MC A P PP D MP L ME R PFMM E SSC A D AD C SC A EC A DCSHRCRMMME A MB I垂直行業(yè)工業(yè)APP工業(yè)大數(shù)據(jù)分析能冶醫(yī)電軍汽輕研源金藥子工車工發(fā)電化制信航裝機A力工造息天備械P P生產(chǎn) A PP管理 A PP供務(wù)設(shè)能應(yīng)智A備耗鏈能P監(jiān)分管診P測析理斷安全體系安全模型與政策數(shù)據(jù)防護安全配置與管理安全監(jiān)測 與分析通信與連 接防護終端防護生產(chǎn)設(shè)備智能終端嵌入式軟件工業(yè)IDC工業(yè) 機 器 人3D打 印 機智 能 機 床智 能 設(shè) 備傳 感 器R

12、 F I D控 制 芯 片監(jiān) 測 終 端P L C51D S PF P G A工業(yè)服務(wù)器工業(yè) 存 儲 器配 套 電 源工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)工業(yè)軟件工業(yè)云平臺工業(yè)通信工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 基礎(chǔ)設(shè)施工業(yè)安全工業(yè)軟件指專門或主要用于工業(yè)領(lǐng)域，以提高工業(yè)企業(yè)研發(fā)、制造、管理水平和工業(yè)裝備性能的軟件。工業(yè)云平臺是在傳統(tǒng)云平臺的基礎(chǔ)上疊加物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技 術(shù)，實現(xiàn)海量異構(gòu)數(shù)據(jù)匯聚與建模分析、大數(shù)據(jù)經(jīng)驗知識軟件與模塊化、工業(yè) 創(chuàng)新應(yīng)用開發(fā)與運行，從而支撐生產(chǎn)智能決策、業(yè)務(wù)模式創(chuàng)新、資源優(yōu)化配置 和產(chǎn)業(yè)生態(tài)培育的載體。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層包括工廠外部網(wǎng)絡(luò)通信和工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通信，外部網(wǎng)絡(luò)通 信主要是利用傳統(tǒng)互

13、聯(lián)網(wǎng)，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通信包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)PON、工業(yè)無 線、支持IPv6的技術(shù)和產(chǎn)品等。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施包括生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的工業(yè)機器人、服務(wù)機器人、3D打印機、智能生產(chǎn)設(shè)備、智能機床等生產(chǎn)設(shè)施，數(shù)據(jù)采集傳感器、RFID標簽、控制芯片、數(shù)據(jù)監(jiān)測器等硬件設(shè)備以及數(shù)據(jù)存儲中心工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全體系分為三個層次，底層是安全模型與政策的選擇，中間層 是數(shù)據(jù)的安全防護，頂層的四個安全應(yīng)用場景分別是安全配置與管理、安全監(jiān) 測與分析、通信與連接防護以及終端防護。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)涵蓋五大關(guān)鍵技術(shù)：工業(yè)設(shè)備是基礎(chǔ)，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)是媒介，工業(yè)云平臺是核心， 工業(yè)軟件是承上啟下數(shù)據(jù)利用的關(guān)鍵，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用是價值兌現(xiàn)的載體，工業(yè)安全

14、是體 系保障。52互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的不同數(shù)據(jù)特性的不同直接導致系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計側(cè)重點的不同，互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)不能直接應(yīng)用于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。（1）并發(fā)連接由于IIOT接入并發(fā)居多，這意味著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)接入設(shè)計需采用異步通信接入。相比Web接入，很多成熟的架構(gòu)多以同步通信為主。（2）數(shù)據(jù)時序性IIOT接入的數(shù)據(jù)有著很強的時間順序，數(shù)據(jù)產(chǎn)生頻率快，測點多，數(shù)據(jù)量巨大。傳統(tǒng)關(guān)系 型數(shù)據(jù)庫無法滿足對時序數(shù)據(jù)的有效存儲與處理，因此需要專門的時序性數(shù)據(jù)庫例如InfluxDB等。（3）數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性相比互聯(lián)網(wǎng)，IIOT接入的數(shù)據(jù)維度和類型多而廣。由于是時序數(shù)據(jù)，對于突發(fā)事件而言， 數(shù)據(jù)間隱含著較強關(guān)聯(lián)性。這需要系統(tǒng)架構(gòu)支持數(shù)據(jù)

15、融合，以便深度挖掘數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)性。（4）延時容忍度工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)由于涉及OT網(wǎng)絡(luò)和實時控制，對系統(tǒng)延時要求較互聯(lián)網(wǎng)更高。軟實時操作系統(tǒng)Linux有時不能滿足需求，基于硬實時的RTOS可有效降低邊端設(shè)備數(shù)據(jù)采集的延時不確定性。5354互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的不同互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流向Web1.0：流向終端（用戶）Web2.0：均衡設(shè)備流向服務(wù)器數(shù)據(jù)多源性中高并發(fā)連接數(shù)不定多連接時間短長寬帶占用規(guī)律性有規(guī)律，有突發(fā)峰值有規(guī)律數(shù)據(jù)種類多多帶寬需求高高（視頻），低（數(shù)據(jù)）數(shù)據(jù)持續(xù)性短長數(shù)據(jù)實時性低高數(shù)據(jù)時序型低高數(shù)據(jù)量高極高延時容忍度中低數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性低高工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)方式工業(yè)企業(yè)上云工業(yè)應(yīng)用開發(fā)、生產(chǎn)服務(wù)各類

16、工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸集聚海量工業(yè)數(shù)據(jù)分析多場景工業(yè)領(lǐng)域數(shù)據(jù)傳輸方案工業(yè)以太網(wǎng)短距離無線通信低功耗廣域網(wǎng)有線傳輸，實時性高發(fā)展較為成熟協(xié)議：PROFINET，Ethernet/IP,EtherCAT,POWERLINK， SERCOSIII無線傳輸，需依場景進行 定制化開發(fā)協(xié)議：藍牙，ZigBee，LoRa，Sigfox公共網(wǎng)絡(luò)，直接使用協(xié)議：NB-IoT，eMTC傳統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)以預設(shè)的“工業(yè)以太網(wǎng)+短距離無線通信”為主，且短距離無線通信主要 集中在藍牙、ZigBee、RFID等技術(shù)。隨著無線傳輸技術(shù)的發(fā)展，LoRa、Sigfox等協(xié)議逐 步進入應(yīng)用領(lǐng)域。5G的商用，將進一步降低NB-IoT、eMTC技

17、術(shù)的應(yīng)用成本，低功耗廣域網(wǎng)將成為重要的備選方案。新技術(shù)、新場景、新需求的出現(xiàn)將推動工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸方案向“靈活組網(wǎng)”演進。55工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)評價四維度工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 平臺部署模式運營模式主 要 功 能應(yīng) 用 場 景終端接入，按功能服務(wù)購買模塊，本地實施提供平臺開發(fā)服務(wù)提供會員服務(wù)用友云私有云混合云本地部署56設(shè)備互聯(lián)數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)建模與分析應(yīng)用性能優(yōu)化工業(yè)APP開發(fā)預測性維修維護遠程維修維護產(chǎn)品及設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控產(chǎn)品設(shè)計反饋優(yōu)化產(chǎn)品過程溯源制造能力在線租用協(xié)同制造智能化決策質(zhì)量檢測和性能分析能耗性能分析與優(yōu)化工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的意義技術(shù)使能生產(chǎn)過程優(yōu)化運營管理優(yōu)化決策支持同一數(shù)據(jù)多次錄入相同的內(nèi)容，格式 不統(tǒng)一，無法調(diào)

18、用打通各個系統(tǒng)，消 除數(shù)據(jù)孤島數(shù)據(jù)共享，一次錄 入，全系統(tǒng)可用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺1、更好的設(shè)備監(jiān)控和管理。對設(shè)備狀態(tài)進行實時監(jiān)測，對設(shè)備生命周期做出預判性管理。2、打通各個系統(tǒng)，消除信息孤島。將物與物、物與人連接起來，打破信息碎片化格局。3、數(shù)據(jù)共享。解決系統(tǒng)提供的內(nèi)容和格式不統(tǒng)一，不可調(diào)用，數(shù)據(jù)交互邏輯不清晰，數(shù)據(jù) 多次錄入繁瑣易錯的問題，實現(xiàn)真正意義上的數(shù)據(jù)共享。4、產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同。在產(chǎn)品設(shè)計、研發(fā)協(xié)同、原材料采購、制造協(xié)同等方面促進產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同效率的提升。5、數(shù)據(jù)反哺經(jīng)營決策，推動商業(yè)模式創(chuàng)新和升級。挖掘數(shù)據(jù)價值，幫助企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn) 型。商業(yè)模式創(chuàng)新57工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的分類GE Predix西門子MindSphereABB Ability三一根云徐工工業(yè)云航天科工Indics 海爾CosmoPlat 美的MeiCloud阿里云 ET華為OceanConnect 微 軟 Azure IoT SAP HANAAWS-IoT昆侖數(shù)據(jù)KMX 智擎信息智能云科iSesol機智云