作為企業(yè)數(shù)字化轉型的“軟裝備”，工業(yè)軟件是企業(yè)推進兩化融合的切入點，對企業(yè)轉型突破有著關鍵的作用?；趦苫诤戏掌脚_（www.cspiii.com）采集的企業(yè)兩化融合評估數(shù)據，定量分析了中國大型企業(yè)工業(yè)軟件應用現(xiàn)狀、成效顯現(xiàn)等情況研究表明，中國大型企業(yè)在工業(yè)軟件布局、工業(yè)云平臺應用方面高于全國平均水平，有效提升了企業(yè)績效。分析了軟件應用面臨的問題并提出了相應建議。

隨著信息化和工業(yè)化融合在中國的飛速發(fā)展，新興的科技技術與傳統(tǒng)制造業(yè)的融合為大量新型應用提供了發(fā)展的平臺，工業(yè)軟件也開始使用前沿的各類技術，從人工智能到大數(shù)據，使其在工業(yè)制造中的各個環(huán)節(jié)起到了關鍵的作用。作為工業(yè)互聯(lián)網體系的應用層，工業(yè)軟件由于便利企業(yè)數(shù)據應用，成為眾多企業(yè)的首選。據統(tǒng)計，2019年全球工業(yè)軟件產業(yè)規(guī)模為4107億美元，而中國工業(yè)軟件產業(yè)規(guī)模為1720億元，僅占全球產業(yè)規(guī)模的約6%。作為推動信息化建設的必要工具，工業(yè)軟件一直受到政府主管部門的重視，國家出臺了系列政策助推工業(yè)軟件的應用推廣。中國大型企業(yè)基于技術水平、基礎條件、資本等優(yōu)勢，信息化建設相較于中小企業(yè)起步較早，各方面均走在中小企業(yè)前面，對大型企業(yè)工業(yè)軟件應用的現(xiàn)狀和成效分析能深入了解中國各大型工業(yè)軟件普及和應用，對現(xiàn)存的問題進行深入的剖析并給予相應的建議，與此同時對中國整體工業(yè)信息化水平提升有著重要的作用。本文基于截至2019年底的企業(yè)兩化融合評估數(shù)據，定量分析了中國大型企業(yè)工業(yè)軟件普及應用情況，結合實際應用數(shù)據進行大型企業(yè)工業(yè)軟件引入與大型企業(yè)績效提升關聯(lián)分析，提出了存在問題及相關建議。

大型企業(yè)工業(yè)軟件應用標評價體系

基于國家標準《工業(yè)企業(yè)信息化和工業(yè)化融合評估規(guī)范》（GB/T23020—2013），國家工業(yè)信息安全發(fā)展研究中心研制形成了包含近200個采集項、120余項指標的通用評估指標體系，在此基礎上形成了大型企業(yè)工業(yè)軟件應用指標評價體系。大型企業(yè)工業(yè)軟件應用指標評價體系具有科學性、時效性、延展性以及可操性等特征，聚焦用戶側，充分挖掘大型企業(yè)工業(yè)軟件應用的重點和難點，評價結構能夠積極幫助企業(yè)攻破工業(yè)軟件應用的薄弱環(huán)節(jié)，有針對性地提高數(shù)字化轉型效率。大型企業(yè)工業(yè)軟件應用評價體系充分地考慮了企業(yè)工業(yè)軟件應用的典型實踐經驗，并結合中國企業(yè)工業(yè)軟件應用的現(xiàn)狀及趨勢。因此，該評價體系具有適用性及實用性，其采集到的數(shù)據可用于分析中國大型企業(yè)工業(yè)軟件應用現(xiàn)狀及成效。

大型企業(yè)工業(yè)軟件應用指標評價體系主要評價中國大型企業(yè)應用工業(yè)軟件及平臺的普及和應用的水平，具體包括工業(yè)軟件普及率、工業(yè)應用軟件（APP）應用率以及工業(yè)云平臺應用率3個維度（圖1）。績效情況直觀體現(xiàn)工業(yè)軟件應用給企業(yè)帶來的經濟效益，通過新產品研發(fā)周期、產品質量合格率、按期交貨率、庫存資金周轉率來衡量。

圖1 大型企業(yè)工業(yè)軟件應用指標評價體系

本文基于大型企業(yè)工業(yè)軟件應用指標評價體系，分析中國各個大型工業(yè)軟件普及和應用，對現(xiàn)存的問題進行深入的剖析并給予相應的建議。

樣本情況

1 樣本來源

本文所采用的樣本來源于兩化融合服務平臺（www.cspiii.com）采集的企業(yè)兩化融合數(shù)據，覆蓋國民經濟三次產業(yè)、100余個細分行業(yè)、31個省份。企業(yè)的規(guī)模按照《統(tǒng)計上大中小微型企業(yè)劃分辦法》（國統(tǒng)字75號）劃分，綜合考慮人員規(guī)模、收入規(guī)模等情況。大型企業(yè)的定義為營業(yè)收入不少于4億元、從業(yè)人員不少于1000人的企業(yè)。

2 樣本描述

本文分析數(shù)據截至2019年底，大型企業(yè)的樣本總數(shù)為4166個。樣本的企業(yè)行業(yè)分布情況如圖2所示，不同行業(yè)的樣本數(shù)量相對均勻，電子、機械、交通設施設備企業(yè)數(shù)量占比較多，達到13.4%~18%，食品、紡織行業(yè)的企業(yè)數(shù)量相對較少，占比約為7%~10%。

圖2 大型企業(yè)樣本行業(yè)分布情況

樣本的企業(yè)性質分布情況如圖3所示，各類型間差異相對較大，其中私營企業(yè)分布最多，達到33.3%，其次是國有企業(yè)，達到22.2%，股份制企業(yè)的占比達21.3%，其他性質企業(yè)的占比相對較少。

圖3 大型企業(yè)樣本性質分布情況

3 計算方式

工業(yè)軟件普及率指標由應用決策支持軟件DSS、企業(yè)資源管理軟件ERP、供應鏈管理軟件SCM、客戶關系管理軟件CRM、產品數(shù)據管理PDM、產品生命周期管理軟件PLM、計算機輔助軟件CAD/CAE/CAPP、輔助制造軟件CAM、制造執(zhí)行系統(tǒng)MES、數(shù)據采集與控制系統(tǒng)SCADA等工業(yè)軟件的企業(yè)占所有大型企業(yè)的比例計算而得；工業(yè)APP應用率，由應用了工業(yè)APP的企業(yè)占所有大型企業(yè)的比例計算而得；工業(yè)云平臺應用率，由使用公有云、私有云以及混合云的企業(yè)占所有大型企業(yè)占比而得。大型企業(yè)工業(yè)軟件應用評價體系中所涉及到的指標，均能體現(xiàn)中國大型企業(yè)工業(yè)軟件應用的現(xiàn)狀及成效。

新產品研發(fā)周期指從產生開發(fā)產品的設想，到成功制造出產品所經歷的時間，在此周期內，產品的銷售額為零；產品質量合格率表征產品質量水平，為生產產品的合格數(shù)占生產產品總數(shù)的百分比，計算公式為：生產的合格產品數(shù)÷生產產品總數(shù)×100%；按期交貨率評估一定時間內，下層供應商做到按時交付訂單的次數(shù)占總交付訂單次數(shù)的百分比，計算公式為：按時交付訂單的數(shù)量÷需要交付訂單的數(shù)量×100%；庫存資金周轉率是計算單位庫存資金用于供應的效率指標，計算公式為：年產品銷售成本總額÷存貨資金平均余額。

大型企業(yè)工業(yè)軟件普及應用情況

1 大型企業(yè)工業(yè)軟件普及率普遍高出全國平均水平，生產管控類軟件更為顯著

橫向來看，大型企業(yè)中，經營管理類軟件（ERP、SCM、CRM）和產品研發(fā)類軟件（PDM、PLM、CAD/CAE/CAPP）的普及率明顯高于生產控制類軟件（CAM、MES、SCADA），ERP、CAD/CAE/CAPP軟件普及率均超過60%，CRM、SCM、PDM等軟件普及率均在40%左右，而SCADA、CAM等生產控制類軟件普及率僅在30%左右（圖4）。

圖4 大型企業(yè)主要工業(yè)軟件普及應用與全國對比情況

與全國整體工業(yè)軟件普及情況對比來看，大型企業(yè)的工業(yè)軟件普及率普遍高于全國企業(yè)的平均水平，以經營管理類軟件為例，大型企業(yè)中分別有74.9%、42.4%和39.9%的企業(yè)應用ERP、SCM、CRM，分別高出全國平均水平13.8%、12.7%和9.5%。CAM、MES、SCADA等生產管控類軟件普及應用顯著優(yōu)于全國平均水平，尤其是MES的應用，高出全國平均水平24.8%，與中小企業(yè)差距最大。一方面，生產管控類軟件與企業(yè)生產關鍵工藝流程、狀態(tài)信息和基礎生產數(shù)據息息相關，需要針對企業(yè)特點做大量個性化開發(fā)，并在隨后的實際生產過程中不斷優(yōu)化才能發(fā)揮更大作用，實施成本較高，相較于中小型企業(yè)，大型企業(yè)實施應用具有明顯的資金優(yōu)勢；另一方面，大型企業(yè)對產品質量、生產過程管控更為重視，且產線規(guī)模較大，生產制造環(huán)節(jié)全面管控存在一定難度，MES有其施展拳腳的空間。

2 大型企業(yè)工業(yè)APP應用率超60%

工業(yè)APP是工業(yè)軟件的新形態(tài)，是新型架構的、基于微服務的工業(yè)軟件，其本質是企業(yè)知識和技術訣竅的模塊化，給行業(yè)知識的應用和傳遞提供便利。中國大型企業(yè)工業(yè)APP應用率為64.8%，遠高于全國平均水平的19.1%（圖5）。從應用場景上看，研發(fā)、生產、運營、管理等場景應用較為均衡，以數(shù)據資源的封裝應用最為普遍：研發(fā)設計、生產制造、運營服務、經驗管理的比例相近；封裝應用方面，工藝、制造、試驗等數(shù)據信息資源的封裝及應用高于公用產品、技術資源等的應用。工業(yè)APP來源方面，外包購買和合作開發(fā)為主要渠道，僅有28.2%的企業(yè)自行開發(fā)工業(yè)APP，作為工業(yè)互聯(lián)網生態(tài)中的主力軍，大型企業(yè)應基于自身行業(yè)引領優(yōu)勢，沉淀、復用、推廣行業(yè)經驗，并輻射帶動中小企業(yè)實現(xiàn)聯(lián)動創(chuàng)新，推動產業(yè)發(fā)展，然而目前大型企業(yè)工業(yè)APP創(chuàng)新能力仍有待提升。

圖5 大型企業(yè)工業(yè)APP普及應用情況

大型企業(yè)上云用云情況

1 大型企業(yè)工業(yè)云平臺應用率達58.9%，以私有云為主要方式

工業(yè)云以公共服務平臺為載體，是網絡化制造服務的新模式，可完成制造供需的高質高效對接。近年來，中國深入實施“工業(yè)云創(chuàng)新行動計劃”，持續(xù)探索工業(yè)云創(chuàng)新應用路徑，大型制造企業(yè)業(yè)務系統(tǒng)云化步伐不斷加快，工業(yè)云平臺服務內容和服務模式逐步完善。目前，大型企業(yè)工業(yè)云平臺應用率為58.9%，高于全國平均水平14.5%（圖6）。從公有云、私有云和混合云的選擇來看，大型企業(yè)更傾向于自建私有云，應用比例為23.1%，高于應用公有云的比例（19.4%），且已有16.3%的企業(yè)使用混合云，相對公有云平臺，私有云平臺可實現(xiàn)對數(shù)據管理系統(tǒng)的更多控制。在服務應用方面，私有云主要是基于私有云平臺對企業(yè)相關數(shù)據實現(xiàn)存儲和管理，公有云主要集中在租用公有云存儲服務、云計算服務等相關方面。雖然大型企業(yè)云平臺應用率高于全國平均水平，但應用方向上以數(shù)據存儲較多，在云上信息系統(tǒng)部署、軟件定制等方面仍有提升空間。

圖6 大型企業(yè)工業(yè)云平臺應用情況

2 大型企業(yè)對工業(yè)系統(tǒng)云端部署態(tài)度保守，信息安全或成最主要原因

目前，企業(yè)應用云服務的方向正逐漸從數(shù)據存儲、計算，開始向信息系統(tǒng)云端遷移、軟件云端訂閱等方面轉移發(fā)展，通過云服務提升制造企業(yè)IT資源管理效率，實現(xiàn)更均衡、更優(yōu)化的管理；同時，云服務的按需付費也將制造企業(yè)信息化投入由固定成本轉變?yōu)榭勺兊?span id="pxzghov05" class="candidate-entity-word" data-gid="2985165">運營成本；有效解決了大部分制造企業(yè)由于運維困難帶來的阻礙。通過對系統(tǒng)上云，即應用云服務并實現(xiàn)主要軟件系統(tǒng)云端部署的分析發(fā)現(xiàn)，大型企業(yè)對工業(yè)系統(tǒng)云端部署的態(tài)度較為保守，大多系統(tǒng)的上云比例低于全國平均水平，尤其是財務管理系統(tǒng)，低于全國平均水平8.8%（圖7），信息安全成為大型企業(yè)使用上云軟件的主要顧慮，云上集中大量的企業(yè)生產運營數(shù)據，對云服務提供商和應用企業(yè)的安全建設提出了更高要求。

圖7 大型企業(yè)業(yè)務系統(tǒng)上云情況

工業(yè)軟件應用助力大型企業(yè)績效提升情況

1 研發(fā)仿真類、產品管理類軟件引入能夠有效縮短企業(yè)創(chuàng)新周期，提高創(chuàng)新能力

產品研發(fā)創(chuàng)新能力是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的核心源動力。CAD/CAE/CAPP以及CAM等產品研發(fā)和輔助制造類軟件的應用，能夠創(chuàng)新產品的研發(fā)設計手段，提高產品研發(fā)設計的效率、大幅降低產品研發(fā)成本、不斷縮短產品研發(fā)周期，促進產品迭代和創(chuàng)新，促進企業(yè)向高質量、高技術含量、高附加值的產品研發(fā)制造轉型；PDM/PLM等產品管理類軟件的引入與應用，能夠幫助企業(yè)實現(xiàn)產品全生命周期一體化管控，有助于變革研發(fā)組織模式，優(yōu)化新產品研發(fā)設計流程，縮短產品設計驗證過程，擴大新產品供給，快速響應市場多樣性需求。與尚未引入研發(fā)仿真類和產品管理類軟件的大型企業(yè)相比，應用了研發(fā)仿真類軟件（CAX）的大型企業(yè)新產品研發(fā)周期短4.5%，由平均240.7d變?yōu)槠骄?30.2d；在此基礎上，同時應用了產品管理類軟件（PDM/PLM）的企業(yè)新產品研發(fā)周期變?yōu)槠骄?21.5d（圖8）。研發(fā)仿真類、產品管理類軟件有效縮短了新產品的研發(fā)周期，提高了企業(yè)的創(chuàng)新能力。

圖8 大型企業(yè)工業(yè)軟件引入與新產品研發(fā)周期關聯(lián)分析

2 經營管理類、研發(fā)仿真類軟件引入能有效提升產品質量和市場響應速度，提升企業(yè)市場競爭力

隨著中國制造業(yè)轉型升級，產品質量合格率、按期交貨率等客戶體驗相關的指標越來越受到企業(yè)的重視。ERP、SCM可對物流、人流、財流、信息流集成一體化管理，對產品質量進行全方位的有效控制，實現(xiàn)靈活的生產調度，幫助企業(yè)縮短交貨期，實現(xiàn)差異化生產，從而提高產品質量，提升市場響應速度；CAX、PDM/PLM的引入可對生產過程實現(xiàn)規(guī)劃、設計、管理和控制，通過提前模擬、仿真、數(shù)控加工、質量檢驗、調試等，避免人為失誤造成的延誤和損失，很大程度提高產品質量合格率及按期交貨率。相較于未引入ERP、CAX、SCM、PDM/PLM的企業(yè)，引入了以上軟件的大型企業(yè)產品質量合格率提高0.4%~0.7%，按期交貨率提高0.2%~1.2%。ERP的應用通過質量檢查等程序，很大程度上提升了大型企業(yè)產品質量合格率，產品質量合理率提高0.7%，與此同時，按期交貨率的提升最為明顯，提高了1.1%（圖9）。ERP、SCM等經營管理類軟件，CAX、PDM/PLM等研發(fā)仿真類軟件的應用，均有效了提升企業(yè)的產品質量合格率和按期交貨率，提升企業(yè)市場競爭力。

圖9 大型企業(yè)工業(yè)軟件引入與產品質量合格率、按期交貨率關聯(lián)分析

3 經營管理類、供應鏈管理類軟件能有效提升企業(yè)庫存資金周轉效率，提升企業(yè)經營績效

庫存資金周轉率的提高有助于企業(yè)降低庫存持有成本、提升資金的使用效率，二者均是企業(yè)經營的關鍵績效指標。ERP能夠實現(xiàn)產品的集中統(tǒng)一調度，減少庫存，縮短流程周期，從而有效提高發(fā)貨供貨能力；SCM能夠實現(xiàn)供應鏈集成運作水平的提升，有助于企業(yè)開展定制化生產、精準采購與配送等生產模式，優(yōu)化企業(yè)柔性化生產的能力，從而顯著提升企業(yè)庫存資金周轉率。引入了ERP的大型企業(yè)，庫存資金周轉率比未引入企業(yè)高1.7%。SCM的引入對庫存資金周轉率的提升更加明顯，引入了SCM的大型企業(yè)，庫存資金周轉率比未引入企業(yè)高12.6%（圖10）。ERP等經營管理類軟件、SCM等供應鏈管理類軟件的應用，有效提升了企業(yè)的庫存資金周轉率，提升了企業(yè)的經營績效。

圖10 大型企業(yè)工業(yè)軟件引入與庫存資金周轉率關聯(lián)分析

存在的問題及建議

1 示范引領效應不明顯，建議發(fā)揮大型企業(yè)在研發(fā)供給和應用推廣中的能動作用

大型企業(yè)信息化建設起步較早，基礎信息資源、人才保障、資金投入等方面優(yōu)勢明顯，在工業(yè)軟件研發(fā)、布局和應用方面走在中小企業(yè)前面，但是通過產業(yè)鏈上下游對中小企業(yè)的輻射帶動尚不明顯。建議大型企業(yè)在工業(yè)軟件生態(tài)系統(tǒng)中充分發(fā)揮行業(yè)引領和輻射帶動作用，推動工業(yè)軟件研發(fā)供給和應用推廣：一是加強工業(yè)模型沉淀與提煉，與工業(yè)軟件供應商合作，加強行業(yè)知識的積累沉淀，推進與新一代信息技術的融合，構建開放共享的數(shù)據、模型、工具資源池，加快工業(yè)技術、知識的軟件化沉淀和管理。二是在具體技術攻關發(fā)揮能動作用，例如面向CPS的智能產品系統(tǒng)建模與仿真技術領域，聯(lián)合攻關打通相關專項單點技術和資源（軟件、硬件研發(fā)與工業(yè)應用聯(lián)動），強化應用迭代。三是加強工業(yè)知識的外向輸出，能夠在適應自身制造流程和業(yè)務模式的需要的前提下搭建平臺工具，聯(lián)合構建開放共享的數(shù)據、模型、工具資源池，加快工業(yè)技術、知識的軟件化沉淀和管理，加強行業(yè)經驗的外向輸出。

2 工業(yè)APP應用創(chuàng)新能力不足，建議提升大型企業(yè)工業(yè)APP創(chuàng)新能力

目前，大型企業(yè)工業(yè)APP應用來源主要是外包購買和合作開發(fā)，不足三成的企業(yè)自行開發(fā)工業(yè)APP，創(chuàng)新能力較低。建議大型企業(yè)：一是推動工業(yè)知識庫的建設。圍繞產品設計、制造、服務等各生產周期，以及工業(yè)數(shù)據采集、傳輸、處理、分析等各數(shù)據周期提煉專業(yè)工業(yè)知識，進行軟件化、模塊化，并封裝成可重復使用的標準模塊。二是引導構建工業(yè)APP行業(yè)標準體系。加快研制工業(yè)APP接口、協(xié)議、數(shù)據、質量、安全等重點標準，推動行業(yè)建立共識，引導和規(guī)范工業(yè)APP培育。三是拓寬與高校、研究院所等加強人才培養(yǎng)合作。建立復合型人才培養(yǎng)基地，建設國家級高水平工業(yè)APP規(guī)劃、開發(fā)、評測的專家團隊，提升產業(yè)人才供給能力。

3 系統(tǒng)建設與實際管理脫節(jié)，建議提升大型企業(yè)工業(yè)軟件與實際業(yè)務的融合度

相比于中小型企業(yè)，大型企業(yè)的組織架構和業(yè)務流程更為細致和復雜，造成大型企業(yè)在部署、應用工業(yè)軟件時出現(xiàn)系統(tǒng)建設和實際業(yè)務管理“兩張皮”，甚至只建設，但后期不應用的現(xiàn)象。同時，一些行業(yè)由于人工經驗依賴性強、產業(yè)鏈上下游軟件互通性差等原因，企業(yè)應用工業(yè)軟件的意愿不強。建議大型企業(yè)：一是以流程化為驅動，做好軟件的頂層架構和實施方案設計。厘清所涉及業(yè)務活動的范圍與邊界，加強跨業(yè)務環(huán)節(jié)之間的流程梳理，做好軟件部署的頂層架構設計，以流程為牽引優(yōu)化業(yè)務流程中斷、分散等問題，打通不同業(yè)務線之間的壁壘，創(chuàng)設扁平化的組織模式；二是注重軟件應用過程中的持續(xù)優(yōu)化。成功且優(yōu)秀的軟件系統(tǒng)是企業(yè)經過長期的運維優(yōu)化得到的，做到有用且好用需要企業(yè)長期持續(xù)的投入、維護、優(yōu)化，企業(yè)需在軟件的運維優(yōu)化上長期投入培養(yǎng)相關的人員，最終將系統(tǒng)變成企業(yè)信息化系統(tǒng)不可分割的一部分。

結論

在兩化融合的高速發(fā)展時代，工業(yè)軟件成為將傳統(tǒng)工業(yè)信息化的關鍵部分。中國大型企業(yè)工業(yè)軟件普及率普遍高于，優(yōu)于中小型企業(yè)，相比較下更具有代表性、普遍性。分析中國大型企業(yè)工業(yè)軟件的應用現(xiàn)狀及其效能，可以為中國工業(yè)信息化的發(fā)展路徑提供借鑒。本文通過數(shù)據分析發(fā)現(xiàn)，大型企業(yè)工業(yè)軟件普及率普遍高出全國平均水平約10%，工業(yè)APP應用數(shù)量過半，但主要以數(shù)據資源的封裝應用為主，缺乏創(chuàng)新能力。工業(yè)云為企業(yè)提供了更高效便捷的制造服務模式，通過不斷地創(chuàng)新和信息安全建設的完善，可以使網絡化工業(yè)軟件得到進一步的推進。大型企業(yè)以私有云為主要方式應用工業(yè)云平臺，但是對工業(yè)系統(tǒng)云端部署態(tài)度保守。通過對3大類軟件的效能分析，經營管理類、產品研發(fā)類和生產管理類都能為企業(yè)從不同方面提升效能。我們應當充分發(fā)揮大型企業(yè)在工業(yè)軟件研發(fā)供給和應用推廣中的能動作用，提升大型企業(yè)工業(yè)APP創(chuàng)新能力，提升大型企業(yè)工業(yè)軟件與實際業(yè)務的融合度，更好地提升工業(yè)軟件在中國新型制造體系中的作用。

本文作者：崔佳星、付宇涵、馬冬妍、王慶瑜

作者簡介：崔佳星，國家工業(yè)信息安全發(fā)展研究中心，工程師，研究方向為兩化融合、工業(yè)互聯(lián)網平臺、企業(yè)數(shù)字化轉型等。

原文發(fā)表于《科技導報》2023年第2期，歡迎訂閱查看。