工業(yè)軟件是對工業(yè)技術和知識的程序化封裝、復用，是工業(yè)化的頂級產(chǎn)品。在實際工業(yè)場景中，如汽車制造、船舶制造等，人們中獲得了訣竅、技能、經(jīng)驗，通過程序化、算法化、模型化等手段，封裝成了工業(yè)軟件。工業(yè)軟件能夠控制生產(chǎn)設備、優(yōu)化制造和管理流程，提高生產(chǎn)率，是現(xiàn)代工業(yè)的“靈魂”。

工業(yè)軟件可大致分為研發(fā)設計類、生產(chǎn)控制類、運營管理類、嵌入式等，而CAD（計算機輔助設計）、計算機輔助工程（CAE）長期被海外產(chǎn)品主導，比如CAE領域的Ansys、Altair、?？怂箍担ㄊ召廙SC），CAD領域的西門子、達索、PTC、Autodesk。國產(chǎn)廠商近年也取得一定進展，但存在研發(fā)不足、商業(yè)化能力弱、壟斷競爭帶來的絕對差距。

AI大模型的發(fā)展，將成為國產(chǎn)化工業(yè)軟件發(fā)展賽道上的關鍵變量。

大模型加速工業(yè)軟件新突破

據(jù)2024年6月24日舉行的2024南京軟件大會上發(fā)布的《中國工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告（2024）》顯示，2023年全球工業(yè)軟件市場規(guī)模約5028億美元，折合人民幣約3.56萬億元。我國工業(yè)軟件市場規(guī)模約2414億元，同比增長12.3%，高于軟件行業(yè)平均增長水平。同時工業(yè)軟件關鍵環(huán)節(jié)取得多項標志性進展，開源體系建設邁上新臺階，產(chǎn)業(yè)發(fā)展生態(tài)加速完善。我國的工業(yè)軟件企業(yè)也不斷加強自主創(chuàng)新，提升全球競爭力，提升產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈韌性和安全水平。

截至2023年底，我國工業(yè)軟件企業(yè)關鍵工序數(shù)控化率達到了62.2%，數(shù)字化研發(fā)設計工具普及率達到了79.6%，研發(fā)設計類工業(yè)軟件市場份額占比達10%，較2019年翻了一番。

事實上，2015年后我國重視工業(yè)軟件發(fā)展，相關政策密集出臺，但仍處于起步階段，國產(chǎn)化率較低，其中研發(fā)設計類工業(yè)軟件國產(chǎn)化率尤其低。2020年以來，在國外技術封鎖下國內(nèi)企業(yè)加快研發(fā)進度，國產(chǎn)化有所提高，行業(yè)迎來新發(fā)展期。

“隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的加速演進，工業(yè)軟件已經(jīng)廣泛應用于幾乎所有工業(yè)領域的核心環(huán)節(jié)，是推進新型工業(yè)化的重要支撐。”工信部電子五所總工程師萬舉勇在2024南京軟件大會上說，我國工業(yè)軟件企業(yè)關鍵工序數(shù)控化率整體呈現(xiàn)上升發(fā)展趨勢。

“隨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型的深入和新型工業(yè)化的持續(xù)推進，軟件產(chǎn)業(yè)尤其是工業(yè)軟件領域必將迎來更大的發(fā)展空間。”工業(yè)和信息化部信息技術發(fā)展司副司長楊亞俊說。

隨著技術發(fā)展和需求變化，工業(yè)軟件也在不斷演進和創(chuàng)新，以適應制造業(yè)數(shù)字化、智能化的發(fā)展趨勢。尤其是AI大模型的發(fā)展，更為工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來新的期望。

中國工程院院士李培根在2023中國企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型峰會暨賽意用戶大會上發(fā)表演講《AI與工業(yè)軟件發(fā)展》，就曾說道，人工智能技術對于工業(yè)軟件領域中，尤其是對于創(chuàng)新設計、制造工藝與裝備的重要意義。他指出，需要基于AI和前瞻大模型的應用大力發(fā)展能“定義制造”的軟件，現(xiàn)在人工智能的發(fā)展已經(jīng)在局部領域超越人的智能，在制造中融入了人工智能的某些軟件完全有可能在制造的特定方向超越人的能力。

去年12月，信通院牽頭、多家單位聯(lián)合編制的《工業(yè)大模型技術應用與發(fā)展報告》指出，AI與大模型將加速賦能新型工業(yè)化，從2022至2032年工業(yè)AI市場規(guī)模將以46％的年均復合增長率高速成長。工業(yè)各環(huán)節(jié)圍繞語言、專用、多模態(tài)和視覺四類大模型開展探索。當前以大語言模型為主，4類模型應用占比：75%、15%、8%和2%。通用模型的場景化適配調(diào)優(yōu)是主要部署方式，問答交互為主要應用模式。

今年3月，騰訊研究院發(fā)布的《工業(yè)大模型應用報告》指出，工業(yè)正處于從數(shù)字化向智能化邁進的階段，而大模型憑借其卓越的理解能力、生成能力和泛化能力，成為推動工業(yè)智能化的關鍵力量，有望拓展人工智能與工業(yè)融合的新空間。

產(chǎn)業(yè)布局迎來新氣象

眾企業(yè)看到了AI大模型帶來的新機遇，自然也成為各企業(yè)發(fā)力的重點。

2024年3月27日，創(chuàng)新奇智的奇智孔明工業(yè)大模型2.0版本（AInno-75B）及多款大模型原生應用發(fā)布。升級后的奇智孔明工業(yè)大模型參數(shù)量級實現(xiàn)了新突破，達到750億以上參數(shù)，進一步增強了海量知識管理、復雜邏輯推理、長流程任務編排、Agent智能體以及更多工業(yè)模態(tài)的生成能力。

作為產(chǎn)業(yè)鏈上游的，傳統(tǒng)的CAD軟件市場長期被國外廠商主導，界面復雜且使用門檻高。為打破這一局面，創(chuàng)新奇智將工業(yè)大模型技術引入工業(yè)設計領域，推出自主可控的Text-to-CAD類應用—“ChatCAD生成式輔助工業(yè)設計”。通過簡單的對話問答，系統(tǒng)便能迅速理解設計師的創(chuàng)意意圖，并自動生成符合要求的工業(yè)設計圖，還支持導出到傳統(tǒng)工業(yè)設計軟件進行手動微調(diào)。

中工互聯(lián)在去年6月推出了智工·工業(yè)大模型，思謀科技同年11月推出了工業(yè)多模態(tài)大模型IndustryGPT V1.0，科大訊飛投資成立的羚羊工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，也發(fā)布由訊飛星火提供技術底座的羚羊工業(yè)大模型。

去年12月，京東方推出顯示工業(yè)大模型。該大模型在原有的AIoT技術底座基礎之上，深度融合京東方半導體顯示行業(yè)知識與經(jīng)驗，涵蓋多個細分業(yè)務版塊。其第一期成果“缺陷檢測視覺大模型技術方案”已在京東方半導體顯示工廠穩(wěn)定運行，有效助力產(chǎn)線缺陷模型迭代及檢測系統(tǒng)上線效率提升10倍以上。，推動了核心工藝缺陷檢測流程從全人工模式向人機協(xié)同模式演進。

2024年3月，金風科技風電行業(yè)大語言模型，將深耕行業(yè)多年所沉淀的海量風機運行數(shù)據(jù)與風電行業(yè)專業(yè)知識庫進行融合，構建風電行業(yè)大語言模型，集成風機故障智能診斷系統(tǒng)，模型診斷準確率均在95%以上。

2024年5月，隆基綠能基于多模態(tài)大模型的生產(chǎn)合規(guī)視頻檢測技術，在隆基綠能嘉興基地的生產(chǎn)過程中，每隔18秒就可以判斷出12串組件是否有缺陷，同時能識別和追溯缺陷組件產(chǎn)自哪條流水線、哪個機臺。

巨頭PTC的新布局

PTC是一家全球性軟件公司，更是工業(yè)設計軟件CAD的頭部企業(yè)。根據(jù)PTC發(fā)布《PTC 2023年度報告》，2023財年總收入20.97億美元，同比增長了8%，總利潤16.56億美元，同比增長7%。PTC的產(chǎn)品組合主要分為大類：產(chǎn)品生命管理PLM和計算機輔助設計CAD。其中CAD軟件收入7.61億美元，呈現(xiàn)小幅負增長（-4%）。PLM軟件在2023財年的收入11.86億美元，實現(xiàn)了21%的增長。

近日PTC推出其Creo®計算機輔助設計（CAD）軟件的第十一個版本以及Creo+™SaaS CAD解決方案的最新版本。Creo使工程師能夠在更短的時間內(nèi)完成最佳設計，Creo 11在電氣化、復合材料、基于模型的定義、仿真驅(qū)動的設計和制造方面提供了廣泛的增強功能。

“隨著人工智能生成設計和基于安世亞太的集成仿真的改進，Creo使客戶能夠在開發(fā)過程中更早地采用仿真驅(qū)動設計，從而縮短產(chǎn)品上市時間，提高初始產(chǎn)品質(zhì)量，降低制造成本。”PTC CAD部門副總裁兼總經(jīng)理Brian Thompson表示。

“產(chǎn)品設計完成之后，基本上就決定了其80%的碳足跡。所有的企業(yè)，尤其是加工制造型的企業(yè)，需要將節(jié)能減排、零碳的重心轉(zhuǎn)移到研發(fā)階段，通過選擇更加利于回收、制造成本更低的材料、減重，實現(xiàn)這樣的目標。事實上Creo 11就可以在幫企業(yè)用戶解決相關的問題：一方面是幫助企業(yè)選擇更好的材料；另一方面通過創(chuàng)新設計降低企業(yè)碳足跡。”PTC公司中國區(qū)CTO施戰(zhàn)備說道。

據(jù)了解，PTC在2013年收購主流物聯(lián)網(wǎng)信息平臺ThingWorx，2015年收購大數(shù)據(jù)分析平臺ColdLight之后，PTC就開始對人工智能產(chǎn)品的投入。2019年和2020年，PTC分別收購了云原生CAD軟件廠商Onshape和 PLM解決方案提供商Arena Solutions。這正是PTC開始布局SAAS平臺云化工業(yè)軟件的第一步。“Onshape帶來的SaaS軟件模式，使得我們在AI創(chuàng)新設計方面，也有了新的產(chǎn)品。”CTO施戰(zhàn)備補充說道，到今天，PTC又與微軟Copilot協(xié)作實踐，從而幫助企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型在未來企業(yè)全面應用AI數(shù)據(jù)大模型和人工智能——不僅是在Creo、Windchill、Codebeamer，未來的售后服務的ServiceMax，都會全面采用Copilot的解決方案。同時，除了目前PTC已經(jīng)推出的AI能力和應用外，PTC會從Creo、PLM、ALM、IoT/AR和SLM領域，全面推出PTC在AI大模型方面的應用和能力。

在AI技術的支持下，PTC的整個數(shù)字主線遠景也會與AI實現(xiàn)緊密地結合：以往，PTC實際上為企業(yè)用戶提供了一個閉環(huán)的數(shù)物融合的數(shù)字主線；未來，在這個數(shù)字主線上，無論是從市場需求到產(chǎn)品的工程設計，再到仿真驗證、生產(chǎn)制造，最后交付之后的運營服務，PTC都會全方面引入Copilot與PTC軟件融合后的AI技術，從而幫助企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的能力。

按照財報中提到的，PTC的長期發(fā)展戰(zhàn)略是加速數(shù)字線程解決方案，加快產(chǎn)品創(chuàng)新，加速SaaS轉(zhuǎn)型。云化、AI大模型將成為PTC這家CAD巨頭未來市場競爭中成敗的關鍵變量。

專家支招破解融合難題

工業(yè)數(shù)據(jù)往往涉及企業(yè)機密，數(shù)據(jù)隱私保護成為重要挑戰(zhàn)。工業(yè)領域具有高度的專業(yè)性和復雜性，大模型需要深入理解特定行業(yè)的知識和規(guī)則，才能提供有效的解決方案，否則可能出現(xiàn)“水土不服”的情況。大模型的決策過程和輸出結果可能難以解釋，這在工業(yè)領域可能導致決策風險，尤其在涉及安全關鍵和高價值決策的場景中。

在過去一兩年來，有很多數(shù)字化技術在沖擊著整個工業(yè)領域，首當其沖的就是AI。據(jù)不完全統(tǒng)計，國產(chǎn)大模型數(shù)量目前已超過200個，但在制造業(yè)領域，從目前來看應用AI還是非常困難的，施戰(zhàn)備分析認為，主要有以下幾個方面原因。

首先是數(shù)據(jù)。因為大語言模型最關鍵就是數(shù)據(jù)海量的數(shù)據(jù)，但在制造業(yè)，數(shù)據(jù)問題比較大。其實我們今天所有的制造企業(yè)在講的制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級、數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級，都是在解決數(shù)據(jù)的問題難題。

第二，制造業(yè)企業(yè)對于大語言模型結果的準確度要求很高。對于制造業(yè)企業(yè)而言，不能夠容許99%或者98%的準確率，因為只要存在誤差，那么就存在導致工廠生產(chǎn)線出問題的可能性，這是不能容許的。

第三，數(shù)據(jù)的隱私和安全的保護。所以，在施戰(zhàn)備看來， 企業(yè)用戶事實上都在各個領域探討、深入研究應用AI的可能性，但是目前看來，應用真正的大語言模型也還差距比較大。短期內(nèi)，在某些領域做單點的小規(guī)模應用，或者企業(yè)內(nèi)部的探索和嘗試，是有可能性的；但是在整個工業(yè)級的大語言模型應用，目前難度比較大。

“企業(yè)最核心的資產(chǎn)之一，就是與產(chǎn)品相關的數(shù)據(jù)。那么，有多少企業(yè)愿意把數(shù)據(jù)拿出來共享？我們看到所有大企業(yè)在談到IT應用的時候，第一反應都是安全性和保密性，甚至連應用公有云服務都會有顧慮。”PTC全球資深副總裁兼大中華區(qū)總裁劉強說道，對于制造業(yè)企業(yè)而言，其核心競爭力就體現(xiàn)在產(chǎn)品數(shù)據(jù)上。如果沒有數(shù)據(jù)，企業(yè)應用AI，訓練大模型只能在企業(yè)內(nèi)部，所以在工業(yè)領域，機器學習或者AI，什么時候能夠完全取代設計工程師，實現(xiàn)行業(yè)的這種顛覆性成長，本身就是一個問題。

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟工業(yè)大數(shù)據(jù)組副主席、上海優(yōu)也信息科技公司首席科學家、原寶鋼中央研究院首席研究員郭朝暉看來，學術界總把工業(yè)軟件當成科技問題，這是完全錯誤的。其本質(zhì)是經(jīng)濟問題，要看工業(yè)軟件的市場在哪里，工程問題才是工業(yè)軟件問題。算法其實是次要的。在郭朝暉看來，工業(yè)大模型主要對研發(fā)服務過程有輔助做用，對生產(chǎn)過程的影響不是很大，而生產(chǎn)過程才是最基本的工業(yè)過程。

杉數(shù)科技聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席科學官葛冬冬曾談到，我國基礎工業(yè)行業(yè)在轉(zhuǎn)向智能化的過程中，主要面臨以下三方面挑戰(zhàn)：運營體系復雜度大幅上升。產(chǎn)業(yè)鏈全球化及生產(chǎn)規(guī)模擴大帶來協(xié)同難度放大，產(chǎn)業(yè)進步又使得各個環(huán)節(jié)的交叉及融合程度大大加深；響應靈敏度要求更高。在現(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)和運營中，為了達到最優(yōu)效益，對生產(chǎn)和決策的響應度要求提高；技術壁壘高?；A工業(yè)行業(yè)具有技術密集型和資本密集型的特點，技術壁壘和研發(fā)成本較高，而我國在這方面的技術積累和人才儲備都不足。

“有很多創(chuàng)業(yè)公司在做行業(yè)模型的優(yōu)化和微調(diào)。相對于其他行業(yè)，制造業(yè)核心工藝相關公開數(shù)據(jù)相對較少，比較難預訓練大模型。”亞馬遜云科技大中華區(qū)戰(zhàn)略業(yè)務發(fā)展部總經(jīng)理顧凡曾說道。對于制造業(yè)客戶，大模型應用核心是需要找到模型準確度和推理成本之間的平衡點。如果小模型能夠解決問題，成本也可控，那就不建議替換大模型。

根據(jù)浙商證券發(fā)布的工業(yè)軟件行業(yè)研究報告指出，目前 AI 大模型在工業(yè)領域處于初步探索階段，未來四類核心模型有望賦能工業(yè)領域多個細分場景。AI+工業(yè)有望在流程控制、質(zhì)量優(yōu)化、機器人應用等領域賦能生產(chǎn)力的大幅提升。隨著工業(yè)軟件逐步走向標準化、生態(tài)化和微服務化，核心技術朝平臺化、智能化發(fā)展，我國國產(chǎn)工業(yè)軟件在開發(fā)、技術、市場應用和服務模式上呈現(xiàn)明顯的發(fā)展趨勢，未來工業(yè)軟件與云服務、AI、大數(shù)據(jù)等智能技術相結合的市場空間廣闊。