智能制造和工业软件发展白皮书版

智能制造和工业软件发展白皮书

（2015版）

中国电子信息产业发展研究院

工业和信息化部赛迪智库

二○一五年四月

本文作者：工业和信息化部赛迪智库 安琳研究员

转载引用需注明“工业和信息化部赛迪智库”

前 言

2014年，智能制造在全球范围内引起广泛关注，多个国家先后部署了相应的制造业发展战略。工业软件作为智能制造的核心支撑，延续了自2012年以来的高速增长态势，但由于受到全球经济发展形势持续低迷，企业投资能力受限的影响，市场规模增速有所放缓。在此背景下，多数企业视当前阶段为宝贵的“战略调整窗口期”，面向下一代智能制造的发展要求，纷纷加快了企业的战略定位、业务、产品和技术的优化调整，产业发展呈现出“蓄力凝神”的突出特征，产业创新活跃，投融资动作积极。工业软件当前的发展情况，可视为未来智能制造发展的风向标。工业软件产业的调整，体现了全产业对未来智能制造发展趋势的预判。

在此形势下，中国电子信息产业发展研究院编写了《智能制造和工业软件发展白皮书（2015版）》，全面梳理2014年全球和我国智能制造和工业软件的发展情况，从创新进展、应用推广、企业发展、投融资、政策环境等维度总结工业软件的发展特点，分析我国工业软件发展面临的问题，展望2015年智能制造和工业软件发展态势，并分别对政府、用户企业、工业软件企业和行业协会提出发展对策建议。

目 录

一、全球智能制造发展状况

（一）智能制造与智能制造系统

工信部印发的《2015年智能制造试点示范专项行动实施方案》中对智能制造给出了明确定义,指出“智能制造是基于新一代信息技术，贯穿设计、生产、管理、服务等制造活动各个环节，具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。具有以智能工厂为载体，以关键制造环节智能化为核心，以端到端数据流为基础、以网络互联为支撑等特征，可有效缩短产品研制周期、降低运营成本、提高生产效率、提升产品质量、降低资源能源消耗。”上述定义明确了智能制造的概念包含“过程、系统、模式”三个层次，以“信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行”为功能特征，通过网络互联打通端到端数据流，从关键制造环节和工厂两个层面实现智能化，从而在绿色发展的基础上，从速度、质量、成本三个方面提升制造业核心竞争力。由于这种制造模式突出了知识在制造活动中的价值地位，而知识经济又是继工业经济后的主体经济形式，所以智能制造就成为影响未来经济发展过程的制造业的重要生产模式。

智能制造是人工智能在制造领域的具体应用，其发展是制造业发展需求和人工智能技术共同推动的结果。

从制造业发展需求的角度看，现代工业产品的性能大幅提升，功能越发多样，结构更加复杂精细，市场竞争日趋激烈，其背后所需要的设计和工艺的工作量猛增，造成企业生产线和生产设备内部的信息流量增加，制造过程和管理工作的信息量暴涨，这种情况下，制造系统由原先的能量驱动型加速转变为信息驱动型，提高制造系统对于爆

炸性增长的制造信息处理的能力、效率及规模成为了制造业技术发展的首要需求，制造系统必须具备一定的智能性，才能应对大量复杂的信息工作。

从人工智能技术发展的角度看，自上世纪60年代以来，计算机技术以及以深度学习为代表的模拟人类神经网络的算法技术的发展，促使人工智能技术有了长足的进步，已经在模式识别、自动工程、知识工程等领域获得了实际的应用，这为其在工业制造领域与传统技术的融合，奠定了发展的基础。

智能制造系统（Intelligent Manufacturing System，IMS）是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化系统。智能制造系统是智能技术集成应用的环境，也是智能制造模式展现的载体，核心是大规模信息处理、识别、分析、决策等工业软件技术的研发和应用。

（二）全球智能制造发展情况

智能制造代表着未来先进制造业的发展方向，已受到广泛重视，多国政府均将此列入国家发展计划，大力推动实施。不过目前总体处于概念和实验阶段。

1．美国将智能制造作为战略重点

早在1992年，美国实施新技术政策大力支持关键重大技术（Critical Technology）的发展，其中包括信息技术和新的制造工艺，智能制造技术已包含在其中。美国政府希望借此改造传统工业并启动新产业。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1 2012-2014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%

数据来源：Gartner，2015.1

图1 2012-2014年全球企业级软件市场规模（单位：亿美元）

数据来源：Gartner，2015.1

（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

（一）市场规模

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2 2012-2014年中国工业软件市场规模（单位：亿元）

2012 2013 2014

市场规模 723 855 1000

同比上一年增长 17.3% 17.5% 16.9%

数据来源：赛迪智库整理，2015.3

图2 2012-2014年中国工业软件市场规模（单位：亿元）

数据来源：赛迪智库整理，2015.3

（二）市场结构

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。

（三）主要特点