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工業(yè)軟件是對(duì)工業(yè)技術(shù)和知識(shí)的程序化封裝、復(fù)用，是工業(yè)化的頂級(jí)產(chǎn)品。在實(shí)際工業(yè)場(chǎng)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(yàn)，通過(guò)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(shè)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(shè)計(jì)類、生產(chǎn)控制類、運(yùn)營(yíng)管理類、嵌入式等，而CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）、計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）長(zhǎng)期被海外產(chǎn)品主導(dǎo)，比如CAE領(lǐng)域的Ansys、Altair、海克斯康（收購(gòu)MSC），CAD領(lǐng)域的西門子、達(dá)索、PTC、Autodesk。國(guó)產(chǎn)廠商近年也取得一定進(jìn)展，但存在研發(fā)不足、商業(yè)化能力弱、壟斷競(jìng)爭(zhēng)帶來(lái)的絕對(duì)差距。

AI大模型的發(fā)展，將成為國(guó)產(chǎn)化工業(yè)軟件發(fā)展賽道上的關(guān)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(huì)上發(fā)布的《中國(guó)工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報(bào)告（2024）》顯示，2023年全球工業(yè)軟件市場(chǎng)規(guī)模約5028億美元，折合人民幣約3.56萬(wàn)億元。我國(guó)工業(yè)軟件市場(chǎng)規(guī)模約2414億元，同比增長(zhǎng)12.3%，高于軟件行業(yè)平均增長(zhǎng)水平。同時(shí)工業(yè)軟件關(guān)鍵環(huán)節(jié)取得多項(xiàng)標(biāo)志性進(jìn)展，開(kāi)源體系建設(shè)邁上新臺(tái)階，產(chǎn)業(yè)發(fā)展生態(tài)加速完善。我國(guó)的工業(yè)軟件企業(yè)也不斷加強(qiáng)自主創(chuàng)新，提升全球競(jìng)爭(zhēng)力，提升產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈韌性和安全水平。

截至2023年底，我國(guó)工業(yè)軟件企業(yè)關(guān)鍵工序數(shù)控化率達(dá)到了62.2%，數(shù)字化研發(fā)設(shè)計(jì)工具普及率達(dá)到了79.6%，研發(fā)設(shè)計(jì)類工業(yè)軟件市場(chǎng)份額占比達(dá)10%，較2019年翻了一番。

事實(shí)上，2015年后我國(guó)重視工業(yè)軟件發(fā)展，相關(guān)政策密集出臺(tái)，但仍處于起步階段，國(guó)產(chǎn)化率較低，其中研發(fā)設(shè)計(jì)類工業(yè)軟件國(guó)產(chǎn)化率尤其低。2020年以來(lái)，在國(guó)外技術(shù)封鎖下國(guó)內(nèi)企業(yè)加快研發(fā)進(jìn)度，國(guó)產(chǎn)化有所提高，行業(yè)迎來(lái)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(jìn)，工業(yè)軟件已經(jīng)廣泛應(yīng)用于幾乎所有工業(yè)領(lǐng)域的核心環(huán)節(jié)，是推進(jìn)新型工業(yè)化的重要支撐。”工信部電子五所總工程師萬(wàn)舉勇在2024南京軟件大會(huì)上說(shuō)，我國(guó)工業(yè)軟件企業(yè)關(guān)鍵工序數(shù)控化率整體呈現(xiàn)上升發(fā)展趨勢(shì)。

“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(jìn)，軟件產(chǎn)業(yè)尤其是工業(yè)軟件領(lǐng)域必將迎來(lái)更大的發(fā)展空間。”工業(yè)和信息化部信息技術(shù)發(fā)展司副司長(zhǎng)楊亞俊說(shuō)。

隨著技術(shù)發(fā)展和需求變化，工業(yè)軟件也在不斷演進(jìn)和創(chuàng)新，以適應(yīng)制造業(yè)數(shù)字化、智能化的發(fā)展趨勢(shì)。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(lái)新的期望。

中國(guó)工程院院士李培根在2023中國(guó)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型峰會(huì)暨賽意用戶大會(huì)上發(fā)表演講《AI與工業(yè)軟件發(fā)展》，就曾說(shuō)道，人工智能技術(shù)對(duì)于工業(yè)軟件領(lǐng)域中，尤其是對(duì)于創(chuàng)新設(shè)計(jì)、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(yīng)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(lǐng)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(shù)應(yīng)用與發(fā)展報(bào)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(chǎng)規(guī)模將以46％的年均復(fù)合增長(zhǎng)率高速成長(zhǎng)。工業(yè)各環(huán)節(jié)圍繞語(yǔ)言、專用、多模態(tài)和視覺(jué)四類大模型開(kāi)展探索。當(dāng)前以大語(yǔ)言模型為主，4類模型應(yīng)用占比：75%、15%、8%和2%。通用模型的場(chǎng)景化適配調(diào)優(yōu)是主要部署方式，問(wèn)答交互為主要應(yīng)用模式。

今年3月，騰訊研究院發(fā)布的《工業(yè)大模型應(yīng)用報(bào)告》指出，工業(yè)正處于從數(shù)字化向智能化邁進(jìn)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(dòng)工業(yè)智能化的關(guān)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(lái)新氣象

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

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(yīng)用發(fā)布。升級(jí)后的奇智孔明工業(yè)大模型參數(shù)量級(jí)實(shí)現(xiàn)了新突破，達(dá)到750億以上參數(shù)，進(jìn)一步增強(qiáng)了海量知識(shí)管理、復(fù)雜邏輯推理、長(zhǎng)流程任務(wù)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(chǎng)長(zhǎng)期被國(guó)外廠商主導(dǎo)，界面復(fù)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(shù)引入工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，推出自主可控的Text-to-CAD類應(yīng)用—“ChatCAD生成式輔助工業(yè)設(shè)計(jì)”。通過(guò)簡(jiǎn)單的對(duì)話問(wèn)答，系統(tǒng)便能迅速理解設(shè)計(jì)師的創(chuàng)意意圖，并自動(dòng)生成符合要求的工業(yè)設(shè)計(jì)圖，還支持導(dǎo)出到傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行手動(dòng)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(tái)，也發(fā)布由訊飛星火提供技術(shù)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(shù)底座基礎(chǔ)之上，深度融合京東方半導(dǎo)體顯示行業(yè)知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，涵蓋多個(gè)細(xì)分業(yè)務(wù)版塊。其第一期成果“缺陷檢測(cè)視覺(jué)大模型技術(shù)方案”已在京東方半導(dǎo)體顯示工廠穩(wěn)定運(yùn)行，有效助力產(chǎn)線缺陷模型迭代及檢測(cè)系統(tǒng)上線效率提升10倍以上。，推動(dòng)了核心工藝缺陷檢測(cè)流程從全人工模式向人機(jī)協(xié)同模式演進(jìn)。

2024年3月，金風(fēng)科技風(fēng)電行業(yè)大語(yǔ)言模型，將深耕行業(yè)多年所沉淀的海量風(fēng)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)與風(fēng)電行業(yè)專業(yè)知識(shí)庫(kù)進(jìn)行融合，構(gòu)建風(fēng)電行業(yè)大語(yǔ)言模型，集成風(fēng)機(jī)故障智能診斷系統(tǒng)，模型診斷準(zhǔn)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(cè)技術(shù)，在隆基綠能嘉興基地的生產(chǎn)過(guò)程中，每隔18秒就可以判斷出12串組件是否有缺陷，同時(shí)能識(shí)別和追溯缺陷組件產(chǎn)自哪條流水線、哪個(gè)機(jī)臺(tái)。

巨頭PTC的新布局

PTC是一家全球性軟件公司，更是工業(yè)設(shè)計(jì)軟件CAD的頭部企業(yè)。根據(jù)PTC發(fā)布《PTC 2023年度報(bào)告》，2023財(cái)年總收入20.97億美元，同比增長(zhǎng)了8%，總利潤(rùn)16.56億美元，同比增長(zhǎng)7%。PTC的產(chǎn)品組合主要分為大類：產(chǎn)品生命管理PLM和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD。其中CAD軟件收入7.61億美元，呈現(xiàn)小幅負(fù)增長(zhǎng)（-4%）。PLM軟件在2023財(cái)年的收入11.86億美元，實(shí)現(xiàn)了21%的增長(zhǎng)。

近日PTC推出其Creo®計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）軟件的第十一個(gè)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(shí)間內(nèi)完成最佳設(shè)計(jì)，Creo 11在電氣化、復(fù)合材料、基于模型的定義、仿真驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)和制造方面提供了廣泛的增強(qiáng)功能。

“隨著人工智能生成設(shè)計(jì)和基于安世亞太的集成仿真的改進(jìn)，Creo使客戶能夠在開(kāi)發(fā)過(guò)程中更早地采用仿真驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，從而縮短產(chǎn)品上市時(shí)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(shè)計(jì)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(guò)選擇更加利于回收、制造成本更低的材料、減重，實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo)。事實(shí)上Creo 11就可以在幫企業(yè)用戶解決相關(guān)的問(wèn)題：一方面是幫助企業(yè)選擇更好的材料；另一方面通過(guò)創(chuàng)新設(shè)計(jì)降低企業(yè)碳足跡。”PTC公司中國(guó)區(qū)CTO施戰(zhàn)備說(shuō)道。

據(jù)了解，PTC在2013年收購(gòu)主流物聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)ThingWorx，2015年收購(gòu)大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)ColdLight之后，PTC就開(kāi)始對(duì)人工智能產(chǎn)品的投入。2019年和2020年，PTC分別收購(gòu)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(kāi)始布局SAAS平臺(tái)云化工業(yè)軟件的第一步。“Onshape帶來(lái)的SaaS軟件模式，使得我們?cè)贏I創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面，也有了新的產(chǎn)品。”CTO施戰(zhàn)備補(bǔ)充說(shuō)道，到今天，PTC又與微軟Copilot協(xié)作實(shí)踐，從而幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型在未來(lái)企業(yè)全面應(yīng)用AI數(shù)據(jù)大模型和人工智能——不僅是在Creo、Windchill、Codebeamer，未來(lái)的售后服務(wù)的ServiceMax，都會(huì)全面采用Copilot的解決方案。同時(shí)，除了目前PTC已經(jīng)推出的AI能力和應(yīng)用外，PTC會(huì)從Creo、PLM、ALM、IoT/AR和SLM領(lǐng)域，全面推出PTC在AI大模型方面的應(yīng)用和能力。

在AI技術(shù)的支持下，PTC的整個(gè)數(shù)字主線遠(yuǎn)景也會(huì)與AI實(shí)現(xiàn)緊密地結(jié)合：以往，PTC實(shí)際上為企業(yè)用戶提供了一個(gè)閉環(huán)的數(shù)物融合的數(shù)字主線；未來(lái)，在這個(gè)數(shù)字主線上，無(wú)論是從市場(chǎng)需求到產(chǎn)品的工程設(shè)計(jì)，再到仿真驗(yàn)證、生產(chǎn)制造，最后交付之后的運(yùn)營(yíng)服務(wù)，PTC都會(huì)全方面引入Copilot與PTC軟件融合后的AI技術(shù)，從而幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的能力。

按照財(cái)報(bào)中提到的，PTC的長(zhǎng)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(lái)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中成敗的關(guān)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(jī)密，數(shù)據(jù)隱私保護(hù)成為重要挑戰(zhàn)。工業(yè)領(lǐng)域具有高度的專業(yè)性和復(fù)雜性，大模型需要深入理解特定行業(yè)的知識(shí)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(guò)程和輸出結(jié)果可能難以解釋，這在工業(yè)領(lǐng)域可能導(dǎo)致決策風(fēng)險(xiǎn)，尤其在涉及安全關(guān)鍵和高價(jià)值決策的場(chǎng)景中。

在過(guò)去一兩年來(lái)，有很多數(shù)字化技術(shù)在沖擊著整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，首當(dāng)其沖的就是AI。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)產(chǎn)大模型數(shù)量目前已超過(guò)200個(gè)，但在制造業(yè)領(lǐng)域，從目前來(lái)看應(yīng)用AI還是非常困難的，施戰(zhàn)備分析認(rèn)為，主要有以下幾個(gè)方面原因。

首先是數(shù)據(jù)。因?yàn)榇笳Z(yǔ)言模型最關(guān)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(wèn)題比較大。其實(shí)我們今天所有的制造企業(yè)在講的制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)，都是在解決數(shù)據(jù)的問(wèn)題難題。

第二，制造業(yè)企業(yè)對(duì)于大語(yǔ)言模型結(jié)果的準(zhǔn)確度要求很高。對(duì)于制造業(yè)企業(yè)而言，不能夠容許99%或者98%的準(zhǔn)確率，因?yàn)橹灰嬖谡`差，那么就存在導(dǎo)致工廠生產(chǎn)線出問(wèn)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(hù)。所以，在施戰(zhàn)備看來(lái)， 企業(yè)用戶事實(shí)上都在各個(gè)領(lǐng)域探討、深入研究應(yīng)用AI的可能性，但是目前看來(lái)，應(yīng)用真正的大語(yǔ)言模型也還差距比較大。短期內(nèi)，在某些領(lǐng)域做單點(diǎn)的小規(guī)模應(yīng)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(gè)工業(yè)級(jí)的大語(yǔ)言模型應(yīng)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(guān)的數(shù)據(jù)。那么，有多少企業(yè)愿意把數(shù)據(jù)拿出來(lái)共享？我們看到所有大企業(yè)在談到IT應(yīng)用的時(shí)候，第一反應(yīng)都是安全性和保密性，甚至連應(yīng)用公有云服務(wù)都會(huì)有顧慮。”PTC全球資深副總裁兼大中華區(qū)總裁劉強(qiáng)說(shuō)道，對(duì)于制造業(yè)企業(yè)而言，其核心競(jìng)爭(zhēng)力就體現(xiàn)在產(chǎn)品數(shù)據(jù)上。如果沒(méi)有數(shù)據(jù)，企業(yè)應(yīng)用AI，訓(xùn)練大模型只能在企業(yè)內(nèi)部，所以在工業(yè)領(lǐng)域，機(jī)器學(xué)習(xí)或者AI，什么時(shí)候能夠完全取代設(shè)計(jì)工程師，實(shí)現(xiàn)行業(yè)的這種顛覆性成長(zhǎng)，本身就是一個(gè)問(wèn)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(xué)家、原寶鋼中央研究院首席研究員郭朝暉看來(lái)，學(xué)術(shù)界總把工業(yè)軟件當(dāng)成科技問(wèn)題，這是完全錯(cuò)誤的。其本質(zhì)是經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，要看工業(yè)軟件的市場(chǎng)在哪里，工程問(wèn)題才是工業(yè)軟件問(wèn)題。算法其實(shí)是次要的。在郭朝暉看來(lái)，工業(yè)大模型主要對(duì)研發(fā)服務(wù)過(guò)程有輔助做用，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的影響不是很大，而生產(chǎn)過(guò)程才是最基本的工業(yè)過(guò)程。

杉數(shù)科技聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席科學(xué)官葛冬冬曾談到，我國(guó)基礎(chǔ)工業(yè)行業(yè)在轉(zhuǎn)向智能化的過(guò)程中，主要面臨以下三方面挑戰(zhàn)：運(yùn)營(yíng)體系復(fù)雜度大幅上升。產(chǎn)業(yè)鏈全球化及生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大帶來(lái)協(xié)同難度放大，產(chǎn)業(yè)進(jìn)步又使得各個(gè)環(huán)節(jié)的交叉及融合程度大大加深；響應(yīng)靈敏度要求更高。在現(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)中，為了達(dá)到最優(yōu)效益，對(duì)生產(chǎn)和決策的響應(yīng)度要求提高；技術(shù)壁壘高?；A(chǔ)工業(yè)行業(yè)具有技術(shù)密集型和資本密集型的特點(diǎn)，技術(shù)壁壘和研發(fā)成本較高，而我國(guó)在這方面的技術(shù)積累和人才儲(chǔ)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(duì)于其他行業(yè)，制造業(yè)核心工藝相關(guān)公開(kāi)數(shù)據(jù)相對(duì)較少，比較難預(yù)訓(xùn)練大模型。”亞馬遜云科技大中華區(qū)戰(zhàn)略業(yè)務(wù)發(fā)展部總經(jīng)理顧凡曾說(shuō)道。對(duì)于制造業(yè)客戶，大模型應(yīng)用核心是需要找到模型準(zhǔn)確度和推理成本之間的平衡點(diǎn)。如果小模型能夠解決問(wèn)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(bào)告指出，目前 AI 大模型在工業(yè)領(lǐng)域處于初步探索階段，未來(lái)四類核心模型有望賦能工業(yè)領(lǐng)域多個(gè)細(xì)分場(chǎng)景。AI+工業(yè)有望在流程控制、質(zhì)量?jī)?yōu)化、機(jī)器人應(yīng)用等領(lǐng)域賦能生產(chǎn)力的大幅提升。隨著工業(yè)軟件逐步走向標(biāo)準(zhǔn)化、生態(tài)化和微服務(wù)化，核心技術(shù)朝平臺(tái)化、智能化發(fā)展，我國(guó)國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件在開(kāi)發(fā)、技術(shù)、市場(chǎng)應(yīng)用和服務(wù)模式上呈現(xiàn)明顯的發(fā)展趨勢(shì)，未來(lái)工業(yè)軟件與云服務(wù)、AI、大數(shù)據(jù)等智能技術(shù)相結(jié)合的市場(chǎng)空間廣闊。